天然氣流量計的選型及其計量發(fā)展趨勢
天然氣作為當(dāng)前一種主要的能源及化工原料,在社會經(jīng)濟發(fā)展與人們生活中都起著舉足輕重的作用。本文先對幾種常見天然氣流量的優(yōu)缺點進行了簡單介紹,后對其選型及發(fā)展趨勢做出了建議,以期方便大家進行合理的太燃氣流量計選擇。
隨著對能源利用技術(shù)的不斷開發(fā)與發(fā)展,天然氣作為一種低污染、低排放、熱值高的一次能源和擁有較高附加值的化工產(chǎn)品,必然在社會經(jīng)濟發(fā)展中被廣泛應(yīng)用。在天然氣流量計的發(fā)展方面,我國起步較晚,雖然在其設(shè)計、選型、安裝、使用、管理及氣質(zhì)分析等一些方面,有了一定的進展及成果,但是總體來說,與國外一些發(fā)達還存在著一定的差距。表現(xiàn)在計量儀表的相對質(zhì)量不高,配套性較差等方面。因此,準(zhǔn)確選擇計量儀表,是十分重要的。
1.幾種常見天然氣流量計的概述
1.1 孔板式流量計
孔板式流量計是研究***早,也是研究***細,標(biāo)準(zhǔn)化程度***高的一種流量計。整套流量計由三部分設(shè)計組成:壓差變送器、節(jié)流裝置、流量顯示儀。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)容易被復(fù)制、性能穩(wěn)定可靠、簡單牢固、使用壽命長,價格低廉等。缺點:測量范圍有限、占地面積大、壓力損失大、輸出信號為模擬信號,可重復(fù)性低、影響精準(zhǔn)度的因素多且復(fù)雜。
1.2 氣體渦輪式流量計
氣體渦輪式流量計屬于容積式流量計的一種。是通過流體的流動動力驅(qū)使渦輪旋轉(zhuǎn),并通過測量轉(zhuǎn)數(shù)及轉(zhuǎn)子來對氣體流量進行測量的。優(yōu)點:量程比寬、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性強、結(jié)構(gòu)輕便、信號分辨力強,流通能力大。缺點:葉輪軸內(nèi)容易被介質(zhì)中的一些雜質(zhì)卡死或損壞,實用效果不理想。
1.3 氣體腰輪式流量計
腰輪流量計也屬于一種容積式計量儀,其運用的是機械測量的元件把流體分割成單個既定面積的體積部分,然后不斷重復(fù)、逐次進入計量室進行充排體積的測算及總流量測定的方法。優(yōu)點:準(zhǔn)確度高、對流要求不嚴格、量程比大、不需要直管段。缺點:殼體與轉(zhuǎn)子之間間隙太小,容易造成堵塞或污染。
1.4 超聲波流量計
從 20 世紀 90 年代開始得以應(yīng)用的一種流量計。優(yōu)點:不受管內(nèi)氣體壓力、溫度等組分變化的影響,測量范圍寬,準(zhǔn)確度可達 0.5%,堅固耐用。缺點:價格偏高,不適用于小口徑管道測量。
1.5 渦街流量計
渦街流量計是一種振蕩型流量計,基于卡門渦街原理制成。優(yōu)點:構(gòu)造簡單、維護量小、穩(wěn)定可靠、使用壽命長、壓力損失小、量程比寬。缺點:對雷諾數(shù)有具體要求 Re≥4000,因此范圍受限、準(zhǔn)確度易受影響。
1.6 旋渦式流量計
旋渦式流量計主要由壓力變送器、流量傳感器、智能流量計算儀、溫度變送器等組成。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、量程比大、維護量小、不受流體溫度等成分影響。缺點:壓損較大、不適用低壓力場合、受磁場及機械振動干擾影響較大。
2 天然氣流量計的選型
在對天然氣的流量計進行選型時,首先要對流體的實際情況非常了解,然后還需考慮以下幾點要素:
2.1 流體特征
流體的溫度、粘度、密度、壓力、潤滑性、臟污、化學(xué)性質(zhì)、腐蝕、氣體壓縮系數(shù)、比熱容、脈動流、混相流等;
2.2 儀表性能
包括精準(zhǔn)度、可重復(fù)性、測量范圍、壓力損失、線性度、上下限流量等;
2.3環(huán)境條件
包括環(huán)境的安全性、濕度、溫度、防爆、電磁干擾等;
2.4安裝要求
包括流體流動方向、管道布置方向、管徑、上下游的直管段長度、管道振動、維護空間、輔助設(shè)備(如排污、過濾)等;
2.5 維護需求及價格方面的因素
如購置費、運輸費、安裝費、校驗費、維修費、能耗、使用壽命、備件備品等。
根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)及因素,舉例來說,對于油田濕氣的計量:由于其內(nèi)含大量的飽和性水蒸氣,當(dāng)溫度降低就會出現(xiàn)水凝結(jié)現(xiàn)象;而且分離不徹底的濕氣中還含有一定的油污或油滴,屬于臟污介質(zhì);間斷性計量,又會導(dǎo)致水、油在管線內(nèi)部沉積;并且井與井之間產(chǎn)氣量相差極大,致使流量變化大,很難找到合適的流量計量儀表[4]。針對這種情況,可用旋渦式流量計對小口徑的場合進行節(jié)能計量;對于氣體條件比較潔凈的,可以選氣體容積式的流量計;而對于那些大口徑濕氣輸送,只能選擇孔板式流量計,而且還要采取如孔板加疏水孔的措施,以提高其準(zhǔn)確度。
3 .天然氣流量計的發(fā)展趨勢
首先,21 世紀我國加入世貿(mào)組織以后,天然氣的計量方法必然受到貿(mào)易影響,由體積計量向能量式計量轉(zhuǎn)變,以期實現(xiàn)與國際天然氣相關(guān)貿(mào)易計量方法順利接軌。
其次,隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展需要,計量儀表的選型必然由單一向多元化儀表方向轉(zhuǎn)變。例如對于大流量、高壓的流體可以選擇氣體超聲流量計;對流量范圍變化較大的中流量流體可以選擇文丘里管。
第三,天然氣流量計必然受互聯(lián)網(wǎng)及電子技術(shù)迅猛發(fā)展的影響,向?qū)崟r、智能、在線、實流檢定方向發(fā)展。天然氣計量管理,通過利用網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)將對影響測量結(jié)果的各個環(huán)節(jié)及因素,進行科學(xué)的全程動態(tài)管控。
***后,人們對于天然氣計量的管理和重視將隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展而發(fā)生根本改變。計量標(biāo)準(zhǔn)由單一向多重化標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展轉(zhuǎn)變;對計量器使用現(xiàn)場及相關(guān)工作人員加強管理;對于流量計的選型也將更加慎重細致等。
4 結(jié)語
我國在天然氣資源的擁有量上是比較豐富的,但是對天然氣的有效利用卻存在嚴重滯后的情況。通過西氣東輸工程對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的作用,使得 2015 年較前十年天然氣的使用上升了近十個百分點。而國內(nèi)現(xiàn)在的天然氣計量設(shè)備還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),大大阻礙了與國際接軌的進度。因此,我們要積極學(xué)習(xí)并引進國外的先機技術(shù)及設(shè)備,努力完善我國天然氣計量方面的技術(shù)水平,并對天然氣田運用的流量計進行科學(xué)合理的選型,以便得出準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù),為實現(xiàn)我國天然氣的高效開發(fā)及使用奠定基礎(chǔ)。