天然气流量计量仪表现状及发展研究

天然气流量计量仪表现状及发展研究

李戈平

四川中烟工业有限责任公司什邡卷烟厂 四川德阳 618400

摘要：随着中国对天然气资源的需求持续增长，天然气在中国能源结构中所占的份额持续增长。准确测量天然气流量是贸易以及企业优化资源配置和提高天然气生产效率的重要基础。在新时代，天然气计量正从静态单参数向动态多参数的智能化、自动化、距离化、能量计量和溯源化发展，这对进一步降低企业生产成本、提高计量效率、提高企业经济效益具有重要意义。

关键词：天然气流量；计量仪表；现状； 发展研究

引言

随着中国经济的快速发展，国内经济水平和生活水平大幅提高，环保意识和保护力度不断加强。天然气作为一种新能源，在能源结构中的份额不断增长，对天然气的需求也不断增长。计量是天然气资源开发、输送和贸易的重要环节。天然气计量的准确性对企业的效益有重大影响。

一、天然气流量计的类型和技术现状

1、差压流量计

差压流量计主要由孔板、喷嘴等节流装置、差压计等组成。差压流量计通过节流装置产生差压信号，然后将其转换为电信号，记录电信号并通过显示装置显示。差压流量计设计简单，维护方便，使用稳定，设备寿命长，施工成本低，因此，差压流量计得到了广泛的应用。

2、电磁流量计

电磁流量计通过测量导电液体流量来达到测量效果。主要部件是测量管。其内壁光滑，电阻低，无压力损失，测量精度高。因此，电磁流量计被广泛使用。电磁流量计的励磁方式主要采用商用频率，其频率与商用电源相同。由于其他商用电源的影响，早期测量精度不够，测量稳定性较差。后期采用低频激励或方波激励，提高了检测的精度和稳定性，消除了噪声的干扰，大大提高了检测精度。目前，随着技术的不断更新，无电极电磁流量计得到了发展。

3、超声波流量计

该流量计主要通过超声波检测来检测液体流量。测量时，不需要直接连接液体，也可以将其安装在管道外，使用方便。它的特点主要包括三个方面：一是应用广泛。除了用于测量天然气、水和其他液体外，它还适用于测量具有高粘度和润滑性的油液。其次，它适用于各种测量环境，不会因测量环境和测量条件的变化而影响精度。第三，该设计简单，便于佩戴和安装。随着微电子技术的发展，开发了带有微处理器的超声波流量计，大大缩短了测量周期，提高了测量精度。

4、容积式流量计

该流量测量仪主要用于连续测量通过专用标准测量容器的液体流量。根据形状和测量方法的不同，可分为刮刀式、椭圆齿轮式、转筒式、腰轮式等类型。目前，也有专门的无齿仪器可用于计算两相流中的流体流量。体积流量计是目前天然气流量测量中最常用的一种类型，其发展非常迅速，功能也在逐步完善。

5、涡轮流量计

涡轮流量计应主要通过计算液体的涡轮转子旋转角度与待测流量的比率来反应相关流量。在涡轮流量计中，变送器配备有与流量成比例的脉冲信号的精确传输到显示器，该信号也可以用作计算机控制系统中的控制命令，以确保液体工业生产活动的数控操作，从而提高生产效率。该流量计可用于测量具有大温差的液体的腐蚀性流量，但由于气涡轮机位于液体内部，液体的温度、粘度和纯度会影响测量数据，从而影响其结果的准确性。

6、离心流量计

涡街流量计发展较早，主要是基于流体振荡原理实现流量检测。涡街流量计具有检测精度高、数字化测量和自动化管理方便、设备结构简单、安装维护方便、设备稳定性强、工业应用效果好、应用范围广等优点。稳定工作等。由于这些优点，它被广泛使用。

7、面积式流量计

面积流量计通过锥形流道，并将浮子置于流道中间。涨潮时，游泳者的力量与体重平衡。游泳者达到静止状态。浮子的高度反映了潮汐的流动。当浮子稳定时，上部和下部之间的压力差相等。浮子流量计类似于差压流量计。这种流量测量仪主要是将装置设置在圆锥形液体通过的管道中，并确保流动方向从下至上。如果浮子的"显示质量"等于施加到其上的液体量，则浮子处于静态状态，通过分析其静态高度可以计算出相应的流动面积，因此浮子高度可以被视为流量测量的一种度量。当浮子静止时，上部和下部之间的压力差相同。面积型液体流量的测量方法相对直观简单，成本较低，但只能应用于低雷诺数、低流量的液体，通用性不强。

二、天然气计量仪表选用原则

1、应用原则

天然气是一种轻质且易于在空气中分散的液体气体介质，因此在气体分配过程中不稳定，导致其流量发生较大变化。因此，对测量仪器的要求很高，必须确保它们能够在不稳定的流体环境中使用，并确保测量结果的准确性。因此，国外大多数城市燃气供应系统使用涡轮流量计，通过控制涡轮旋转的角速度来确保流体流动的稳定性，以获得更准确的数据，从而为燃气分配控制提供可靠的基础。

2、高效性原则

测量天然气流量时，确保流量满足测量条件，以提高最终数据的准确性。因此，在选择流量测量仪表时，应使用带有节流装置的测量装置，由于收缩和静压变化，在适当位置改变流速，以达到测量效果。在选择阻流装置时，确保其部件的类型和数量小且稳定性高，同时确保其具有良好的机械强度，以尽可能避免错误。

三、天然气流量计仪表的发展探讨

1、天然气流量测量正朝着智能化、自动化和远程化方向发展

随着人工智能技术、自动控制技术和信息传输技术的发展，这些技术在测量地球流量方面的应用促进了向智能化、自动化和远程化的发展。借助网络技术，可以实现对天然气流量的远程监控和管理。此外，在天然气监测中，流量测量只是一个重要参数。还需要监测温度、压力、密度、成分和其他参数。这些参数使用不同的传感器。通过将这些参数集成到系统中，可以实现系统化管理。

2、实现天然气流量计量向天然气能量计量的转变

天然气流量测量是一种相对直接的测量方法，但随着经济水平的不断提高，能源需求增加，能源结构复杂。要实现天然气的计量，能源配置可以优化，市场经济的真正转型，有必要加强基础能源计量研究，开发合适的计量设备，改进天然气计量系统。

3、测量方法和定量可追溯性从静态单参数发展到动态多参数

由于天然气流量数据的动态特性，单一参数的静态测量方法不能满足动态溯源的要求。目前，通过比较设备来统一流量值。该装置是一种固定装置，其工作特性与流量计不同，不得反映自然流量参数的动态变化。因此，有必要加强对流量、温度、压力、成分等多个参数值的动态溯源研究，实现从静态单参数到动态多参数的值溯源转变。

结语：

随着中国石油天然气企业的快速发展，对天然气计量提出了新的要求。为了不断满足企业的发展需要。公司越来越重视测量天然气流量。现阶段，对天然气计量的新要求正在出现，主要体现在以下几个方面：（1）计量精度。天然气计量的准确性直接关系到商业关系、企业和用户的利益以及确保公平和公正的基础。同时，准确计量对企业优化库存、合理配置天然气资源也具有重要意义；（2） 测量的及时性。测量的及时性主要体现在通过各种实时测量终端进行系统测量。根据天然气资源的市场需求，优化公司库存与市场需求之间的平衡，优化企业传输网络，确保企业利益最大化；（3） 计量经济学。计量经济学的体现主要是为了通过合理配置计量系统和采用先进的计量技术，降低企业计量成本，提高天然气计量效率。随着传感器技术和电子信息技术的发展，天然气计量技术也在不断发展，提高企业计量技术水平，降低计量成本。

参考文献：

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