天然氣流量(liàng)計量技術現(xiàn)狀及發展趨(qū)勢
摘要:中國(guo)天然氣的制(zhi)造、儲運和營(yíng)銷的一個關(guān)鍵環節就是(shì)流量計算,這(zhe)也是中國企(qǐ)業在核算研(yán)究🌐和分析上(shàng)的重點所在(zai),所以分析中(zhong)國天然氣流(liu)量計 算也是(shi)十分關鍵的(de)。文章主要從(cong)天然氣流量(liang)與計算技🙇🏻術(shù)的意義出發(fa),對于其現狀(zhuang)和發展趨勢(shì)進行🚶♀️探析,爲(wèi)保證天🏃然氣(qi)流量計量的(de)正确率以及(jí)促進社會和(he)諧發展。 要想(xiǎng)天然氣交易(yì)的公正進行(háng),首先就要保(bǎo)證對天然😍氣(qì)流量的正确(què)計算,這是物(wu)質基礎,同時(shi)這又成👨❤️👨爲了(le)成本分析和(he)效益核算的(de)基本依據。天(tiān)然氣的供應(yīng)量在逐漸增(zeng)加,它👌在--次能(néng)🌏源中的比重(zhong)也在日益增(zēng)加,這就把中(zhōng)國燃氣産業(yè)帶到了一個(ge)發展的時代(dai)。傳統的天然(rán)氣管理模式(shi)逐漸變得吃(chi)力,新的管理(li)模式亟待探(tàn)索,正确的流(liu)量計量不僅(jin)牽連到⭐企業(ye)的經⭕濟效益(yì)🏃♀️,也牽動着每(mei)一戶的切實(shí)利益。 1天然氣(qi)計量系統含(han)義 天然氣的(de)測量系統大(da)多是隻在氣(qi)的流通狀況(kuang)下進行計量(liàng),從⭐産品設計(jì)到維護管理(li)都會影響天(tian)然🥰氣測♉量的(de)精度,也正因(yin)此,完善測量(liang)的規範與标(biāo)準才顯得⭐尤(yóu)爲重要,以此(cǐ)🏃♀️來保證☔測量(liàng)系統的正确(què)率。 2天然氣計(jì)量技術現狀(zhuàng) 2.1我國研究現(xiàn)狀 中國的天(tian)然氣工業計(jì)量科技與同(tóng)國家比較,仍(reng)面臨着許多(duo)缺陷。近年來(lai),我國借鑒了(le)國外标準,并(bing)根據本國的(de)👣實際狀況,開(kāi)展了新型測(cè)量儀器的試(shi)驗研究,進一(yī)步提高了儀(yí)器的測😍量精(jīng)度🔱和安全性(xing)。同時,也在天(tian)然氣測量💃🏻儀(yí)器選擇、應用(yong)、維修與管理(lǐ)等🤟方面做了(le)大🔞量的科學(xue)研究工作,并(bìng)探索出了若(ruò)幹較成熟的(de)經驗。頒布了(le)一些缜密的(de)測量辦法以(yi)及💋各種燃氣(qì)測量規範。盡(jìn)管如此,中國(guó)的天然氣工(gōng)業測量體系(xi)技術标準仍(reng)不健全,與國(guo)外先進技術(shu)水平存在較(jiao)大差異,測量(liàng)技術标準無(wú)法與國外銜(xian)接。目前,中國(guo)的天然氣計(jì)量方法大緻(zhì)有這🛀樣幾類(lèi):第一種, 氣體(tǐ)孔闆流量計(jì) 量。它是中國(guo)國内目前技(ji)術程度最高(gao),應用較爲廣(guǎng):泛的計🌐量方(fāng)法,但是在正(zheng)确率方面還(hai)是存在一定(ding)🌈的偏差,有一(yī)定的改善空(kōng)間;第二,渦輪(lún)流速測定。這(zhe)-技術的優點(dian)在于測量的(de)範圍廣,計量(liàng)精度高;第三(san),超聲波流速(su)測定。這⛷️項技(ji)術原理簡單(dan),測量精确度(dù)也高,量程比(bi)大,可進行雙(shuang)㊙️向流速的計(jì)算;第四,互補(bu)💋式氣體流速(su)‼️測定。 2.1.1孔闆流(liu)量計 孔闆流(liú)量計 在國内(nèi)的利用率可(kě)達90%,在國外的(de)利用率卻隻(zhi)有60%。孔闆流🐕量(liàng)計計量技術(shù)目前是比較(jiao)成熟的工藝(yì)技術,但還需(xū)加以創♻️新與(yu)完善,首要的(de)就是測量氣(qì)體偏差方面(miàn)的技術改進(jìn)。孔闆流量計(jì)的測定精度(du)受管💜道的裝(zhuang)配品質影響(xiang)較大,爲此,在(zai)中外都開展(zhan)了大規模的(de)科學研究。在(zai)現實工業生(shēng)産中,一般使(shǐ)用流速調節(jie)劑來減🌍小孔(kǒng)闆以上管🚩道(dào)安裝品質對(duì)測定🤞精度的(de)負㊙️面影響。但(dàn)近期研究結(jie)果顯示,不同(tóng)種類的流速(su)調節劑對測(ce)🚶♀️量精度的負(fù)面影響也有(you)所不同。美國(guo)政🐆府已基于(yu)這些研究結(jié)果對美國聯(lián)邦石化學會(huì).(API)油氣測量規(guī)範手冊(MPMS)的有(yǒu)關--章作出了(le)修訂。而通過(guo)修訂的新規(guī)範,将對孔闆(pan)流量計的安(an)裝配置提供(gong)了更爲全方(fāng)位的🔆指引㊙️。 由(you)于微電子公(gōng)司科學技術(shù)的日益發達(dá),壓力、溫度變(bian)送器及其數(shù)據收集、貯存(cun)和傳送的系(xi)統将會愈來(lai)愈小,這樣--來(lai)增加了越來(lai)越多的功能(neng),成本将會降(jiàng)低。因此标準(zhǔn)控制系統有(yǒu)望集合所有(you)傳感器以及(jí)元件。美國目(mù)前研制出的(de)-.款新型雙轉(zhuǎn)子流量計🏒将(jiāng)通過埋于孔(kong)闆中的小👈型(xing)感應器來♈檢(jian)測孔闆上的(de)壓力。爲了降(jiang)💋低因安裝質(zhì)量引起的測(cè)量誤差,通常(cháng)會将鑽孔闆(pǎn)設計成多孔(kǒng)型,這是較爲(wèi)傳統的結💯構(gou)設計。 2.1.2渦輪流(liu)量計 渦輪流(liú)量計 也是一(yī)種主要的檢(jian)測儀器,是繼(ji)孔闆流量計(jì)之後的流動(dòng)檢測儀器,頗(pō)受歐盟和美(mei)洲的青睐。例(lì)如在荷蘭的(de)天然氣管道(dào)上就使用了(le)水壓範圍0.8MPa至(zhì)6.5MPa的氣體渦輪(lún)流量計💰,大大(da)小小不同的(de)規格有2600多種(zhǒng)。氣體渦輪流(liu)量計的工藝(yì)已經非常完(wán)善了,其優點(diǎn)在于精度高(gao)、重現性高、應(yīng)用範圍廣闊(kuò)、結構緊湊。雖(sui)然優🌈點很多(duō),但是真正讓(rang)其發揮作用(yòng),還在于規格(gé)型号的選擇(ze)上,需選擇合(hé)理适用的,才(cai)能🛀讓其發揮(hui)出優勢來。燃(ran)氣輪機流量(liàng)計的精度越(yuè)高,意🆚味⛱️着其(qí)作用越敏感(gan),因爲它的功(gong)能非常容易(yi)受到介質的(de)自然特性以(yǐ)及流動特性(xing)所影響。例如(ru),由于平均污(wū)垢,污☎️垢處理(lǐ)和葉片或管(guan)道的變化,流(liu)量計的功能(néng)也發生了⛹🏻♀️相(xiang)應的變化。爲(wei)了達到現場(chang)流量計的實(shí)際特性,儀器(qì)系數需通過(guo)适當的調節(jie)🌂和在線校正(zheng)保持恒定,這(zhe)樣才能保證(zhèng)儀器校正時(shí)的🤞最大參考(kǎo)流量爲條件(jian),免受流體的(de)流動特性受(shou)流量♉分配、流(liú)體脈動等🤟多(duo)方面因素的(de)影響💘。通過改(gai)善轉子的幾(ji)何外形來擴(kuo)大流量計使(shǐ)用範圍,通🔆過(guò)增加轉子組(zǔ)件的耐磨性(xing)來增加其耐(nai)久性,還有使(shǐ)用闆載微處(chù)🌈理器🚩等電子(zǐ)元件來實現(xiàn)随時監測空(kōng)氣流量計的(de)工❌作💚狀況等(deng),都是渦輪流(liú)📐量計技術的(de)一些發展方(fāng)🌐向。 2.1.3超聲波氣(qì)體流量計 超(chāo)聲波流量計(ji) 屬于非接觸(chù)式檢測儀器(qì),是依靠集成(chéng)電路工藝技(ji)術發展進人(rén)到實際使用(yòng)的一項檢測(ce)技術。其優勢(shi)在于計量正(zhèng)确、使用範圍(wei)廣、無壓損、不(bú)能移動部件(jiàn)、裝置使用成(cheng)本🧑🏽🤝🧑🏻低,主要在(zài)20世紀90年代受(shou)使用者青睐(lài),應用較多。如(rú)今在國際貿(mào)易結算中的(de)法定測量儀(yi)表正是超聲(sheng)💯波氣體流量(liàng)計,受美國、荷(hé)蘭、英國等十(shi)二個國家政(zhèng)府組織的認(ren)可,也是繼前(qian)兩種流量計(ji)量表後的☔第(dì)三種應用,屬(shǔ)于高壓、大孔(kǒng)徑、精密的流(liú)量計。超聲波(bō)流量計的工(gong)作原理是依(yī)靠超聲波轉(zhuǎn)換器将能🛀量(liàng)轉化爲超聲(sheng)傳感器能量(liàng),由接收機受(shou)理到的超聲(sheng)檢測技術信(xin)息,供顯示器(qì)或積算儀表(biao)☎️示和積算,從(cóng)而進行對流(liú)速的檢測與(yǔ)表示。 2.1.4其他新(xīn)型流量計量(liàng)技術 優勢互(hù)補型氣體流(liú)量計,作爲一(yi)門可替代的(de)測量科學🐕技(ji)術已逐漸受(shou)到了人們的(de)重視。雖然這(zhè)種流速計工(gōng)藝技術在液(yè)體流速計算(suan)領域技術方(fang)面已應用了(le)🌈很久,并且已(yi)經非常成熟(shú),但是👉在輸氣(qi)管線的流速(sù)計算領域技(ji)術方面的💚實(shi)際應用💞經驗(yan)卻還非常少(shao)。這種流速計(ji)的基本結構(gou)主要有二類(lei),即直💃🏻管型和(hé)曲管🌂式。優勢(shi)互補式流🈲速(su)計工藝技術(shù)在輸氣管領(ling)域技術方面(mian),主要應用在(zai)高壓、低容積(ji)的工作場所(suǒ),但是現階段(duàn)還處于探索(suo)階段🌐,在實際(ji)應用方面依(yi)舊有所欠缺(quē)。 2.2國外研究現(xiàn)狀 國外對天(tiān)然氣計量标(biao)準的研究也(ye)較早。20世紀90年(nian)代末,天然氣(qì)🤩質量指标的(de)制定,基本确(què)定了燃氣産(chan)品質量的安(an)全、經濟、環保(bao)等三項準則(ze);天然氣流量(liàng)測定方面💃🏻,确(que)立了⭕有代表(biǎo)性的天然氣(qì)孔闆流量計(jì)标🌈準、超聲波(bo)流速測定、渦(wō)輪流速測定(dìng)标準和壓力(lì)因子計算公(gong)式㊙️;氣體燃料(liào)測定系統規(gui)範🐕的制訂明(míng)确📐了天然氣(qì)流速測定精(jing)度登記,及對(duì)天然氣物性(xing)參數的最大(dà)容許測量誤(wu)差;實流測定(dìng)💜系統通過對(dui)天然😄氣在正(zhèng)常工作:條件(jian)下的物性參(can)數進🐪行計算(suàn),最後測得了(le)燃氣流速大(dà)小。 3新時期天(tian)然氣計量技(jì)術的要求 計(jì)量的實時性(xìng)。流量的實時(shi)性保證了市(shi)場可以正👉确(què)🔴的反應天然(rán)氣需求的變(bian)化,企業通過(guo)這些信息🔞可(ke)以合理安排(pai)生産,優化管(guǎn)輸運行方案(àn),幫助企業⛹🏻♀️提(ti)高經濟效益(yi)。 計量的正确(que)率。流量計量(liàng)的正确率是(shì)天然氣貿易(yì)公正公平進(jin)行的前提,同(tóng)時也是優化(hua)天然氣的庫(ku)♊存量,減小天(tian)然氣輸差,避(bi)⁉️免輸氣監測(ce)争端,合理配(pèi)✉️置天然氣供(gòng)銷的基礎依(yī)據。 計量的經(jing)濟性。流量計(ji)量的經濟性(xing)是衡量天然(ran)氣㊙️流量計量(liàng)标💘準,其次還(hai)有一些特性(xìng)參數計算和(he)計🔅量成本的(de)經濟指标,爲(wèi)了提高企業(ye)的經濟效益(yi),應嚴格按⛹🏻♀️照(zhao)相關标準,如(rú)發熱量、密度(du)、組分、壓縮因(yin)子等,同時還(hai)利用先進的(de)計量技術來(lái)降低☎️流量計(jì)量😄成本。包括(kuo)設計及安全(quán)、儀器儀表等(děng)相關标準。 4天(tiān)然氣計量技(ji)術發展趨勢(shì)預測 我國進(jìn)入WTO是天然氣(qi)計量技術在(zai)我國發展的(de)一個轉折點(dian),外資企業的(de)進入讓我國(guó)燃氣計量技(jì)術與世界接(jiē)軌,其發展趨(qu)勢将表現在(zai)如下幾方面(miàn)。 (1)測量的自動(dòng)化、智能和遠(yuan)端化。由于電(dian)子信息技術(shu)、計算機和網(wang)絡信息的高(gao)速發展,天然(ran)氣計量與互(hù)聯網💘逐漸趨(qū)向合作發展(zhan)🈲,依靠互聯網(wang)信息管理系(xi)統,天然❄️氣計(jì)量📱實現了遠(yuǎn)端化監管。 (2)進(jin)一步加強空(kōng)氣流量計的(de)幹校技術。流(liu)量計同時還(hái)能🌈夠進行幹(gàn)式标定(或無(wu)實際流量标(biāo)定),标志着❤️中(zhong)國儀器❤️與儀(yí)表行業的㊙️先(xian)進性,但盡管(guan)要求各種型(xíng)式的🤟流量計(ji)--并進行幹式(shì)标定,并不是(shi)每個流量計(jì)都能實現。然(ran)而,幹校技術(shù)卻爲工具的(de)生産者和使(shi)用者們創造(zào)了極大的社(shè)會經濟效益(yì)。 由于其自身(shen)操作機構的(de)特殊性,超聲(sheng)波流量計采(cai)用🏃幹校👄技術(shu)🏃🏻♂️具有獨特的(de)優勢。經過初(chū)步研究,已經(jing)表明,對超🔱聲(shēng)波氣體流量(liang)計使用幹校(xiao)技術是絕對(dui)可能的,對于(yu)時間傳播的(de)方法,也可以(yǐ)對測量持續(xù)時間和距離(li)兩個參數進(jìn)行幹法标定(dìng),從而得到流(liú)量計儀表的(de)系數。 (3)流速計(jì)的測量追溯(su)性。由于流速(sù)技術參數的(de)動态特性🌍,儀(yi)🈲器🈚正确率面(miàn)臨主要問題(ti)是測量追潮(chao)性。流速量🏒值(zhi)的原級技術(shu)♌标準是一個(gè)流速标準設(shè)備,在設備_上(shàng)把各基礎量(liang)(長短、質量、持(chí)續時間及環(huan)境溫度)整體(tǐ)綜合爲輸出(chu)量一一流速(su),而後把流速(su)量值傳送給(gei)某台或組合(he)流速計,成爲(wèi)傳送技術标(biao)準(流速量值(zhi)的載🌂體🐇),借助(zhu)傳送技術🔴标(biao)準将測量值(zhí)傳送至實際(jì)工📐作儀器。由(yóu)此可見,原級(jí)技🧑🏽🤝🧑🏻術标準隻(zhī)是一💚個固定(ding)裝置,其特性(xing)❤️和流量表有(you)很大㊙️區别,不(bú)僅技術标準(zhǔn)缺📧乏移動功(gong)能,也沒有實(shi)際體現流速(su)技術🛀參數的(de)動感特性。 (4)測(ce)量儀器的多(duo)樣化。過去流(liu)量儀選型--直(zhi)都相對單一(yi),但近年來由(you)于人們對流(liú)速計技術的(de)深人研究與(yǔ)發展,不🛀🏻同的(de)流速計都具(ju)有了多種多(duo)樣的特性與(yǔ)适宜☔使用程(chéng)🔞度,因而🌂流量(liang)儀🤩選型也随(suí)之出現了由(yóu)單一儀器向(xiang)多樣化儀表(biao)方向的發展(zhǎn)💋趨勢。也因✊此(ci),對于中低🈲速(su)、小流量的可(kě)選用智能型(xing)速度式流量(liang)計(渦輪、漩進(jìn)旋渦流量計(jì));對高壓、大流(liu)量情💋況則可(ke)選用氣體超(chāo)聲流量計。但(dàn)在近期,又出(chū)現了一種新(xin)型超聲波流(liu)量計一内文(wen)丘利管,它也(yě)可适應于流(liu)量變化範圍(wei)很大的中低(dī)流💘量情況。 (5)國(guo)家計量标準(zhǔn)制度的健全(quán)。天然氣計量(liàng)技術标準🙇♀️在(zài)我國也得到(dào)”了進一一步(bù)發展,在結合(he)了國外的技(jì)術标準之後(hou)👨❤️👨,中國氣流量(liang)計量技術标(biāo)準已基本🏃🏻♂️形(xing)成了💜完善的(de)系統,并正在(zài)逐漸從單個(gè)技術标準向(xiàng)多個标準發(fa)展。 (6)用測量方(fāng)法,将體積計(jì)量轉化到功(gōng)率計算。這一(yī)方法指的是(shi)在煤氣體積(jī)計量的基礎(chǔ)上加設煤氣(qì)發🔱熱量的計(ji)算裝🔴置,從🌈而(er)實現煤氣的(de)功率計量。在(zài)中國最公平(píng)的能源計算(suàn)🔞方法是以能(néng)源的計算方(fang)法來進行煤(mei)氣貿易核算(suàn)。中國加🏃🏻入WTO以(yǐ)後,在煤氣貿(mào)易計算中采(cǎi)用能源計算(suàn)I已🔴勢在必行(hang)。目前,中國已(yǐ)經🥰有部分的(de)煤氣計量站(zhan)都開始㊙️安裝(zhuang)了煤氣的現(xiàn)場分析設備(bei)🏃♀️,并可完成對(dui)煤氣成分和(hé)發熱力的分(fèn)析業務,如中(zhong)國華北油田(tian)開發有限公(gōng)司向北京供(gòng)應煤氣的東(dōng)郊門]站配備(bèi)有進口的煤(mei)氣流速計算(suàn)器和實時氣(qì)相色譜儀等(děng)。 5天然氣計量(liang)發展趨勢 (1)随(sui)着經濟社會(huì)的不斷發展(zhan)和進步,在綠(lǜ)色環保理念(niàn)的推動下,國(guó)家社會發展(zhan)建設以及人(rén)們日常生活(huó)工作中,越來(lai)越依賴綠色(sè)能源。在綠色(se)能源中,天然(ran)氣的計量發(fā)展和使用是(shi)當下社會發(fā)展和提升環(huan)境質量的必(bi)然要求和重(zhong)要趨勢。相比(bi)較傳統的煤(méi)炭污染,天然(ran)氣不管是在(zai)能源的優勢(shì)上還是在降(jiàng)低污染程度(dù)上都脫穎而(ér)出♉。并且伴随(sui)着這種明🌈顯(xiǎn)優勢,被😘廣泛(fàn)應用在社會(huì)發展中的各(gè)行各業。 (2)在天(tian)然氣的發展(zhǎn)過程中,雖然(rán)存在着明顯(xiǎn)的優勢和廣(guang)闊🧡的前❤️景,但(dan)是在實際的(de)運用過程中(zhōng)以及在相關(guan)的技術領域(yu)創新突破上(shang),還是存在着(zhe)--些亟待解決(jue)的🈲問題。在🔞這(zhe)種情況下,就(jiù)需要相關技(ji)術部門下大(da)力氣加大資(zi)金🚩投入和人(rén)才投入,要充(chōng)分的提📐高政(zheng)治站位,對标(biao)對表先進發(fā)達地區和國(guó)家積極總結(jié)經驗,并🔅根據(jù)存在的不足(zú)和問題建立(lì)問💔題清單,對(duì)賬銷号。随着(zhe)天然氣在人(ren)們的日常生(shēng)活和工作中(zhong)所占的比重(zhòng)越來越高,我(wo)國天然氣計(jì)量的相關部(bu)門]要主動作(zuò)爲,積極貫徹(che)落實相關政(zheng)策精神🥰,提升(sheng)設施建設和(hé)制度建設。 (3)随(sui)着天然氣的(de)應用權重占(zhan)比提升,在天(tian)然氣西氣🌈東(dong)輸的過程中(zhōng),東西部的經(jīng)濟也會随之(zhi)平衡。在當🔴下(xià)的大數據信(xìn)息化的時代(dai)中,将網絡數(shu)據應用于天(tiān)然氣的計量(liang)工作是必然(rán)趨勢。在天然(ran)氣計量發展(zhǎn)的過程中,各(ge)地要對标先(xian)進地區的經(jing)驗和做法☔,強(qiang)化隊伍建🔴設(shè),全方位提升(shēng)工作人員的(de)理論知識和(he)實踐能力✨。爲(wei)天然氣計量(liàng)工作的良好(hǎo)發展前景🈲,提(tí)供源源不斷(duan)的🔆人才隊伍(wǔ)支持。 6結語 天(tian)然氣能源是(shì)我國乃至全(quán)世界最重要(yào)的-種綠色能(néng)源,并且對社(she)會的發展和(hé)人們的日常(cháng)生活有着重(zhong)要的現實意(yi)義和影響。在(zai)我國的天然(ran)氣計量工作(zuò)發展過程中(zhōng),雖曆經磨難(nán),但積極探索(suo)前進。文章重(zhòng)點對天然氣(qì)計量工作的(de)發展作了重(zhòng)點分析和研(yan)究,指出其在(zai)發展過程中(zhōng)存在的一些(xiē)共性和個性(xìng)問題。針對這(zhè)些亟待解決(jue)的問題,相關(guān)部門]應高度(du)重視,逐漸理(li)順天然氣計(jì)量工作的相(xiang)關聯系,加強(qiang)制度建設、基(jī)礎建設、隊伍(wǔ)建設。通過多(duo)措并舉的方(fāng)式,帶動社會(huì)經濟的發展(zhan),進而實現國(guo)家競争力的(de)增強與發展(zhan)。
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