汪勇超

[摘 要]随着市场经济的发展，人们越来越重视天然气计量。在选择计量仪表的时候要綜合考虑经济和技术两方面因素，根据用户不同的需求和现场条件选择相应的流量计。如：对中低压、中小流量的站内自用气，可选择智能型速度式流量计（涡轮、旋进旋涡流量计）；对高压、大流量的贸易或交接计量，如果量程比和计量精度要求高的中大口径，一般选用超声波流量计，小口径选用涡轮流量计；对高压、大流量的贸易或交接计量，如果量程比和计量精度要求不高的情况下，可以选用孔板流量计。

[关键词]天然气管道工程；天然气；计量仪表；优选

中图分类号：TM88 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0296-01

随着天然气在日常生活中的普及，天然气的计量在天然气管道工程中的位置显得尤为重要，其计量仪表的应用选择在管道工程设计中非常关键。目前国内外计量仪表的种类很多，其质量、精度、价格等因素直接影响了天然气管道工程的投资，买卖天然气双方的经济利益。本论文将在这方面做一个探讨。

l、前言

天然气作为一种优质能源和化工原料其计量越来越被人们重视。欧美等工业化水平较高的发达国家，对天然气计量技术的研究起步较早，投入的资金及科技力量较大，尤其是对贸易天然气的计量十分重视。从流量计选型上，欧洲主要使用涡轮、腰轮流量计，如在荷兰涡轮、腰轮流量计的使用约占80‰在加拿大涡轮流量计的使用约占90%，而美国则以使用孔板为主，约占80%。从整体上来看，在流量计使用上，70年代形成了孔板使用高潮，80年代形成了涡轮流量计使用的高潮，90年代中后期则掀起了超声流量计热潮。

2、各类流量计标准

在流量标准方面，各国流量工作者花费了大量时间，付出了艰苦的努力，在分析总结大量的实验和应用数据的基础上，相继推出具有代表性的标准如天然气流量标准孔板计量标准（AG.ANo.3）、气体涡轮流量计标准（AGANo.7）、天然气及其他烃类气体的压缩性和超压缩性标准（AGANo.8）、用气体超声波流量计测量天然气标准（AGANo.9）、用差压装置测量流体流量标准（IS05167）、气体涡轮流量计标准（IS09951）、气体超声波流量计标准（IS0胍12765）以及天然气压缩因子计算标准（ISo/DIsl2213）等，这些标准规程对天然气流量计量具有积极的指导意义。近几年，国际法制计量组织（OMIL）气体计量分委员会欧共体起草了国际建议PREN1776“天然气计量系统基本要求”，较详细地规定了天然气计量系统的组成和对辅助设备的具体要求，对天然气计量系统的设计原则及设计指南，计量系统的在线检定、安装和操作维护等进行了规定。

3、天然气计量仪表应用选型

过去流量仪表选型比较单一，近几年随着对流量计的研究和开发，不同的流量计有不同的特点和适应范围，流量仪表选型由此呈现从单一仪表向多元化仪表方向发展。

3.1 适应中小流量的智能式流量计应用。

为解决部分现场在中小流量和中低压情况下流量波动较大，孔板计量准确性较差的特殊难题，国内推出智能旋进旋涡流量计、智能涡轮流量计，该类流量计能在线采集压力、温度、工况流量、标定流量、实时修正压缩因子以及自动进行温度、压力补偿。经过实流标定和在现场较大范围应用（如四川、新疆、大港、大庆等），效果较好。近期又出现了该类型的双探头智能流量计，抗干扰能力进一步增强。该类型流量计主要用于站内自用气等部分。

3.2 高压大流量计量选型。

目前国内外高压大流量天然气计量仪表一般选用气体超声波流量计、涡轮流量计和孔板流量计。20世纪90年代气体超声流量计在天然气流量计量的应用引起世界各国的重视，它已经成为继孔板流量计、涡轮流量计之后最有发展前途的一类流量计。它是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。其特点为：精度高（精度可以达到0.5%甚至更高）、范围度极宽（其量程比可达l：200）、可适应极低流速（O.5m/s）、安装直管段短（采用多声道品种）、压损小、使用期长等，超声流量计在中、大口径的应用无疑有其先天的优点；这是孔板流量计与涡轮流量计无法相比的。但较小口径的单声道气体超声流量计测量精度偏低，价格不便宜。

涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而推导出流量或总量的仪表。由于涡轮流量计的测量元件是转动的叶轮，并使用了轴承，故要求所测流体必须洁净，在使用过程中还应勤于校准。涡轮流量计用于非洁净天然气和煤气的计量是不可行的，用于洁净天然气的计量时，必须保证气体清洁，用于新开通不久的天然气管道时，因管路不干净，涡轮流量计往往难以保持正常运转。目前气体涡轮流量计测量精度达到0.2—0.5%的测量精度，其量程比可达1：40，可用于各种清洁气体，包括洁净天然气的计量，也有将其用于天然气贸易结算计量的。在我国长输和集输管道的工程实践中，孔板流量计特别是高级孔板阀长期占据统治地位。而随着我国石油天然气事业的大规模发展，在高压、大流量计量方面，孔板流量计越来越受到自身结构的限制而显示出其局限性。由于结构特点，孔板流量计是通过节流件来完成测量的，所以其量程比通常只有l：3，最高可达1：10。孔板流量计的计量精度理论上可以达到1%，但是实践证明，由于孔板流量计抗干扰能力较差，现场精度最高能达到2%，一般情况下在3%左右。

气体超声波流量计仪表量程比较高，计量精度也相比其他类型计量仪表高，当然价格也相对高。相对便宜的也可以选择涡轮流量计，但是如果口径超过100mm的时候，特别是用于贸易计量的时候，选择国产的仪表，在质量和精度上比进口相对差一些，如果选择进口的，性价比气体超声波流量计差很多，而且气体涡轮流量计的使用寿命也不如气体超声波流量计。所以一般口径大于100mm时，优选气体超声波流量计，口径小于100mm时，选择涡轮流量计。如果量程比要求不高时，在城市门站和管线上天然气计量也有选用孔板流量计来计量，价格相对气体超声波便宜一些。特别是孔板节流装置二次仪表智能化，现场逐步采取配用智能压力变送器、温度变送器，流量计算机以取代双波纹管差压计，从而实现计量自动化。该系统变送器准确度高、稳定性好，可利用它的通讯功能进行在线故障诊断、组态和校验，从而达到在线、智能、实时计量。但是如果用于贸易计量时，考虑到计量精度和维护，性价也比气体超声波流量计差一些。