天然氣流量計量時主要儀表類型的選擇及各自優(yōu)點

本文概述
　天然氣在我國城市貿(mào)易計量以及油田中天然氣的不斷開采，人們對于天然氣的流量測定的要求越來越高，由于天然氣的流量計量與企業(yè)的經(jīng)濟效益和用戶的利益有著直接的關(guān)系，因此對于人們天然氣流量計量的準(zhǔn)確性提出了更高的要求，我們需要加強對天然氣流量計量儀表的應(yīng)用分析。。由于在工業(yè)生產(chǎn)中涉及到的介質(zhì)不僅有固體，還有液體以及氣體，他們都需要進(jìn)行準(zhǔn)確的流量檢測與控制。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)與電子信息技術(shù)在流量計量方面發(fā)揮了巨大的作用，流量計量儀表的應(yīng)用也面臨了發(fā)展的黃金階段。但是現(xiàn)階段，無論是對流量計量儀表數(shù)量的需求還是對流量計量儀表質(zhì)量的要求都有了更高的指標(biāo)。因此，將天然氣流量計量儀表作為研究對象，先對現(xiàn)階段各類天然氣流量計量儀表的特點進(jìn)行分析，再對天然氣流量計發(fā)展方向以及選擇的原則進(jìn)行詳細(xì)的探討，希望可以做好天然氣流量計的應(yīng)用工作，在提高天然氣行業(yè)發(fā)展速度的同時，為我國能源行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本文為筆者根據(jù)自身多年來相關(guān)行業(yè)工作經(jīng)驗進(jìn)行的一系列探討、分析，如有不正之處，希望大家能夠?qū)ζ溥M(jìn)行指正。
　　1 現(xiàn)階段在天然氣流量計量中實用的儀表的特性分析
　　1.1渦街流量計
　　現(xiàn)階段很多流量計的工作原理都是根據(jù)流體的震蕩原理進(jìn)行研制的，其適用于多種流體，其中就包括天然氣。在這個技術(shù)背景之下，渦街流量計就具有著其他流量計所沒有的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，例如：1）由于該型流量計的核心部件的感測元件結(jié)構(gòu)非常簡單，不需要依靠轉(zhuǎn)動件來帶動，所以這類流量計的操作、維護(hù)等都非常方便，非常實用于天然氣管線這種具有高度危險性的場所；2）由于電子信息技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，該型流量計在完成測量、記錄后，可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時傳輸，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和檢查；3）由于該型流量計的特殊構(gòu)造以及功能多樣化，所以其可以適用于復(fù)雜條件下，適應(yīng)能力非常強。
　　1.2電磁流量計
　　從工作原理來說，電磁流量計通過對導(dǎo)電流體的實時測量的一種計量裝置。相關(guān)的實驗結(jié)果證明：由于這類流量計管內(nèi)部非常光滑，損失的壓力參數(shù)幾乎可視為零，因此，這類流量計具有較高的測量精度。但是我們也要注意到，由于這種主流計量裝置的運行模式是以商用頻率刺激為主的，所以它的接收信號的載波頻率必須要與商用電源的保持一致，但是在受到商用電源噪音以及流體渦流分布變化等的影響下，就會造成該流量計在檢測過程中的零點位置穩(wěn)定性下降，對于測量精度造成很大的影響。因此，科研人員研發(fā)出了一種新型的無極化電磁流量計。這種無極化電磁流量計就避免了在運行過程中與介質(zhì)的直接接觸，同時由于具備較高的抗流體附著能力，所以就大幅度的提升了檢測的精度。
　　1.3 差壓式流量計
　　由于介質(zhì)在不同流量時經(jīng)過在節(jié)流裝置或者動壓測定裝置所產(chǎn)生的靜壓差參數(shù)是不同的，所以我們可以通過區(qū)別靜壓差的方法來檢定管道內(nèi)介質(zhì)的流量。在差壓式流量計中最重要的就是節(jié)流裝置部分，這是整個流量計的基礎(chǔ)組成。對于天然氣工業(yè)生產(chǎn)來說，由于有介質(zhì)在流經(jīng)流量計的過程中會自動生成相應(yīng)的靜壓差參數(shù)信號，在經(jīng)過壓差變送器時，會將這類信號轉(zhuǎn)化為氣或電形式的信號反映到系統(tǒng)中的終端操作界面中，以便于工作人員的記錄和調(diào)控。這種流量計有著非常多的優(yōu)勢，分別是：這類流量計不僅適合部分混相流，如固液、氣液、氣固等，還適用于全部單向流體；并且由于該型流量計的板結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉并且性能可靠，不需要進(jìn)行校準(zhǔn)就可以投入使用；由于該型流量計對于振動不敏感，所以該型流量計可以在振動較劇烈的環(huán)境下保持安全、平穩(wěn)的運行并且可以高溫高壓等嚴(yán)苛條件下均可穩(wěn)定運行。
　　1.4 超聲波流量計
　　與其他流量計最明顯的區(qū)別就是——超聲波流量計在工作的過程中不會與被檢測的流體直接接觸，所以這種流量計運作結(jié)構(gòu)簡單并且都是安裝在管道外部，不僅便于日常的操作，對于日后的檢維修也非常方便。這種流量計的測量方式有兩種，分別是時差法以及多普勒效應(yīng)法。最近，通過科學(xué)家們的不懈努力，我們已經(jīng)研制出一種同時具備兩種測量方式的流量計，給測量工作帶來了極大的便利。這種流量計的測量周期在0.05s范圍內(nèi)，測量精度在1%范圍內(nèi)。
　　此外，超聲波流量計的未來發(fā)展趨勢是：1）體積會逐漸縮小，便于操作人員的隨身攜帶；2）不僅可以檢測水汽的流量，還可以檢測油氣的流量；3）精度越來越高，受到周圍環(huán)境等的影響逐漸縮小。
　　2 天然氣流量計量發(fā)展方向以及選擇的原則
　　根據(jù)當(dāng)前我國天然氣管道的現(xiàn)狀，我們在絕大多數(shù)的情況下都將渦街流量計作為首選，不僅僅是因為這類流量計在實際的計量過程中表現(xiàn)出來的安裝維護(hù)簡便、性能可靠地優(yōu)點，還因為它結(jié)構(gòu)簡單、堅實耐用的特性，因此，該類型的流量計會在我國的天然氣工業(yè)中得到長足的發(fā)展。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，渦街流量計漩渦頻率的檢測應(yīng)盡量使用應(yīng)力檢測法來實現(xiàn)，但是由于大多數(shù)的流量計均采用壓電式的元件，所以他們的檢測結(jié)果會受到流體脈動以及管道振動等的影響，因此我們應(yīng)該針對如何對流量計進(jìn)行自動補償和合理抑制發(fā)聲體的諧振因素等方面加強研究?，F(xiàn)階段已經(jīng)有一些渦街流量計開始采用電容式元件，解決了很多例如：工作范圍狹窄、流體數(shù)限制以及抗震性差等問題。由于電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的流量計已經(jīng)開始運用微處理核心技術(shù)，使壓力儀表、密度儀表、溫度儀表以及計量儀表等在生成數(shù)據(jù)后，自動進(jìn)行相應(yīng)的補償處理，從而將計量值與實際值的誤差控制在±0.1％的范圍之內(nèi)。目前渦街流量計已經(jīng)取代了部分電磁流量計、差壓流量計的應(yīng)用，并在高溫環(huán)境下取得了良好的應(yīng)用效果。
　　3 結(jié)論
　　綜上所述，由于計量儀表早已成為天然氣工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因此筆者在對現(xiàn)階段在天然氣流量計量中實用的儀
　　表的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析的基礎(chǔ)上，闡述了天然氣流量計量發(fā)展方向以及選擇的原則，希望可以提升天然氣流量計量儀表的準(zhǔn)確度的提升，在推動我國天然氣工業(yè)生產(chǎn)不斷向前進(jìn)步的同時，也希望可以為我國今后相關(guān)的研究工作提供一定的參考和幫助作用。