浅议测量天然气的流量计选择

浅议测量天然气的流量计选择

作者：王若明

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第19期

【摘要】实际上，天然气计量测量的是天然气的流量，检测于天然气流动的过程当中。测量的准确度在很大程度上取决于流量计的选择、整套测量系统的合理设计、安装和操作等。本文将针对测量天然气流量计的几种常见类型进行分析，并提出在选择上应注意的问题，以供广大同行参考。

【关键词】测量天然气流量计选择

我国富含着大量的资源，其中广阔的松辽地区天然气蕴藏量也非常的丰富，中石化东北油气分公司在探区内资源量达8000多亿方，远景广阔。天然气凭借其高效、清洁等优势特点，成为化工原料、城市燃气的首选。而在天然气工业发展当中，对其有着巨大影响意义的就是天然气的流量计量。流量计量的重要作用主要体现在两个方面，首先是天然气供需双方进行贸易结算的重要凭证，另一方面还是天然气开发过程中对气井综合评价的一项重要技术指标。鉴于此，不论是在企业的生产过程，还是在经营管理过程当中，都必须认识到流量计量的重要性，将其作为一项重要的日常技术工作。

1 几种天然气流量计使用的探讨

目前，中石化东北油气分公司在进行天然气流量计量过程中，常用的流量计主要有四种，分别是差压式流量计、涡轮流量计、旋进旋涡流量计、超声流量计。每种流量计的原理、特点都不尽相同，所适用的环境也存在一定的差异，下面对此进行具体的探讨。

1.1 标准孔板流量计

标准孔板流量计包括标准节流装置、计量直管段、差压压力温度检测装置及流量计算单元等。这种流量计在上世纪50年代之前，是唯一的流量计，拥有很长的历史，而且已经在长时间的实践当中积累了丰富的经验，因此具有了完善的标准规范，品种规格相对齐全。标准孔板流量计凭借国际上长期的试验研究和实践中所积累的丰富经验，使得其早在上世纪30年代就已经开始实行仪表校验，并在实践中得到了广泛的推广。我国制定了国家标准《用标准孔板流量计测量天然气流量》（GB/T21446-2008），其中包含了对测量的一般要求、安装要求、孔板的结构形式和技术要求、检验要求、测量原理和方法等，从而为天然气流量计量提供了标准依据。流量计的标定，各省市以及授权的技术检定机构都配有相应的配套标准设备，方便开展周期检定。缺点是量程比小，不宜于小流量、峰谷差较大的天然气测量。

1.2 涡轮流量计

涡轮流量计是美国及欧洲各国继孔板流量计之后的第二个具有法定效力的天然气流量计，并逐步发展成为多品种、全系列、多规格的流量计。而且在实践的过程中已经具备了相对标准的规范，但同时也存在着一定的问题，如测量介质洁净度的要求较高，而且使用期限方面也有极大的约束。不过国外的相关部门声称，曾对已经使用了10年左右的二百多台流量计进行了周期检定，发现长时间的使用后仪表准确度的偏移仍然在规定的范围内。另外，采用一种高效整流作用的整流器与涡轮流量传感器耦合成结构一体化的气体涡轮流量计，在上游侧阻流件为弯头或有半开截止阀条件下，只需要 2D直管段长度，对于城市中用于安装在窄小的空间，它具有很突出的优点，流量计方便开展周期检定，一体化智能涡轮流量计的出现方便了天然气计量，但不宜用于气质差及高压天然气的计量。

1.3 旋进旋涡流量计

旋进旋涡流量计是比较新型的一种流量计，其主要的特点有模拟、脉冲频率、RS485等信号输出，方便计量远传，结构简单，安装方便，对气质的要求较低，特别是一体化智能旋进旋涡流量计的出现，更方便了油田企业在测量天然气生产计量的需要，开展周期检定方便。而缺点就是直管段需要一定的长度，对管道机械振动敏感、不宜使用于强振动场所和高压天然气的计量。

1.4 超声流量计

气体超声流量计出现于二十世纪90年代，凭借其优异的特性而备受关注，并在天然气工业中得到了广泛的应用，并凭借其显著的特性而得到了国际范围内的广泛关注，成为继孔板、涡轮等之后的又一种重要的天然气流量计。最突出的优势在于准确度高、量程范围广、无可动原件等。其缺点在于对气质要求较高，一旦杂质聚结到管道内声道换能器表面，对流量计准确度影响非常大。流量计的检定规程要求带压实流检定，不便于开展天然气超生波流量计的周期检定。

2 天然气流量计的选择

2.1 选择的角度

天然气计量的选型应当从五个方面的因素进行考虑，分别为仪表的性能、流量的特性、安装条件、环境条件以及经济条件等，具体分析如下：

（1）仪表性能所主要考虑的问题是是否安全可靠、准确度度的高低、范围度的宽窄、压力损失的高低、信号输出的强弱等。

（2）流体特性则主要包括了流体压力、温度、粘度、温度、磨损、腐蚀、结垢、比热容、声速、脉动流等。

（3）安装条件所需要考虑的内容包括管道布置方向、流动方向、上下游管道长度、维护空间、接地、电源以及其他附属设备等。

（4）环境条件方面：环境温度、湿度、安全性、电磁干扰等；

（5）经济上，所考虑的费用主要包括了购置费、安装费、维修费、校验费、以及一些备用物品等的费用。

3 选型的步骤

（1）根据上述的五个因素对可用仪表进行初选。

（2）根据实际情况，通过优胜劣汰，在比较中选出2-3 种类型，并排出次序。

（3）再次结合五个方面的因素进行仔细评比，最后保留一种仪表类型。

仪表选型是否成功，在很大程度上取决于选型人员对仪表性能质量和测量对象所具有的特性的熟悉程度。对于仪表性能质量，选型人员要特别注意生产厂家为了销量而故意夸大和误导的成分。另外，对测量对象的了解对于流量计的选择也有重要的影响，而事实上并非用户对自己的测量对象都非常的清楚，在实际工作当中，许多选型的失败就是由于提供的参数不准确造成的。所以，事先的准备工作尤为重要。

4 结束语

综上所述，笔者认为对于天然气流量计的选择应该扬长避短，最大发挥流量计的优势，例如在高压大流量气质清洁且易于开展周期检定的条件下应首先考虑超声波流量计的选择；在低压气质差的油田生产计量应首先考虑选进旋涡流量计的选择，在低压小流量气质清洁的条件下应首先考虑涡轮流量计的选择。与此同时，油田企业应加强相关技术的培训，加大新技术的开发力度，并对提高伴生气、出水出油气井天然气、脉动气体的计量准确度的难题进行攻关，对天然气流向改变流量计进行计量问题进行更加深度地研究，从而及时发现问题、解决问题。提高天然气计量的准确性，真正做好天然气的计量工作，防止计量纠纷的发生，促使每一立方米天然气都能够发挥出最大的经济效益。在新的经济形势下，作为油气企业经营管理的技术基础，计量工作在提高企业经济效益，提高其市场竞争力方面都有着极其重要的作用。因此，如何提高企业计量管理和技术水平，降低燃气的产销差，仍然是各位油气田工作者所面临的难题，需要大家更加积极、努力的不断探索。