智能自动化仪表在天然气流量中的测量分析

智能自动化仪表在天然气流量中的测量分析

发表时间：2018-09-12T11:34:44.570Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：许德英丁海全

[导读] 摘要：对于天然气的生产企业而言，其流量的计量关系到企业本身利益以及整个社会和贸易往来等诸多方面，影响之巨大不容忽视。

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摘要：对于天然气的生产企业而言，其流量的计量关系到企业本身利益以及整个社会和贸易往来等诸多方面，影响之巨大不容忽视。因此在实际的工作过程中，必须针对当前对于天然气的计量需求，合理选择并且安装相应的流量仪表，对天然气实现准确计量，实现天然气生产企业的效益，并且兼顾整个社会的正常运行都有着重要意义。

关键词：天然气；流量仪表；选择；指标；维护措施

1天然气流量仪表的选用

1.1进行初步选择。按照影响天然气流量仪表选择的因素与介质种类相结合的方法对天然气流量仪表进行初步选择。然而影响天然气选择的因素包括五个方面：①压力损失、流量范围、信号输出特性、反应时间、准确度等性能方面因素的影响。②电磁干扰、系统安全性、工作环境温湿度、防火防爆等环境方面因素的影响。③管道布置方向、管道口径、接地、电源、检测件前后直管道长度、维修空间等安装方面因素的影响。④仪表的材料费、安装费、运行费、维修费以及使用寿命等经济方面因素的影响。⑤声速、电导率、密度、压力、介质的比热容、导热系数、等熵指数（因为节流元件长度比较短，所以介质流经节流元件时所产生的摩擦热以及热交换可以忽略不计，此过程可以看成是等熵的。在等熵过程中，比容V的X次幂与压力P的乘积为一个常数，即常数=PVX，其中X被叫做等熵指数）等介质特性方面因素的影响。

1.2利用逐步淘汰的方法分析对比初步选择出来的天然气流量仪表的性能等相关方面信息，选出两种比较合适的仪表。

1.3分析对比这两种仪表的五方面的要素选出最佳的仪表。

2几种主要天然气流量仪表的介绍

2.1气体旋进旋涡流量计。随着我国能源行业的不断发展，并且不断的从国内外吸收其先进技术经验，认真的对国内外的产品进行了分析对比，吸取出国外先进产品的先进之处，找到自己的不足之处，研发制造出了新一代智能化的流量计——气体旋进旋涡流量计。这种流量计不仅具有集温度、压力、流量监测的功能，而且还可以自动对压缩因子、压力以及温度等进行补偿，这些特点目前在我国的环境下非常适用。

因为气体旋进旋涡流量计是根据我国的实情设计的，所以该型流量计不仅在价格方面比较优惠，而且对前后直管段、量程比宽要求也较低，因此在气田、油田及各个城市贸易计量等场所中能够被迅速的应用起来。然而以该型流量计具有两个比较明显的缺点，一个是该型流量计的压力损失比较大，因此该型流量计目前仅被用在高中压调压站、高中压工业用户、中小型输配气场站及储罐站以等场所中。另一个是该型流量计在安装使用时要求比较高，安装时不仅要考虑电磁的干扰，而且对安装位置的振动情况也要进行掌控。如果安装在户外既要把防晒、防雨措施做好，还要经常性的检查、更换供电电池。

2.2气体涡轮流量计。气体涡轮流量计是速度式流量计的代表，它的工作原理是以涡轮感受到的气体的平均流速为依据，从而推断出气体流量以及总量的一种流量计。气体涡轮流量计是由传感器和显示仪两部分组成，也有的气体涡轮流量计是将传感器和显示仪两部分合为一体。

气体涡轮流量计具有测量范围度比较宽、体积小，空间占用范围小、有较好的重复性、有较好的无零点扰能力、有较高的精度。但是气体涡轮流量计也有两个主要的缺点：一是流量等特性受质的物性影响较大。二是校准特性无法长时间持续保持。

在绝大多数的贸易结算中我们都会采用该型流量计是因为该型流量计精确度比较高、重复性比较好。

2.3节流式差压流量计。在众多测量天然气流量的方法中节流式差压流量计是使用时间较长的一种方法，在多数的重要场合中选用该型流量计作为流量测量方式的大约与总测量方式的比例是七比十。节流式差压流量计有很广泛的适用范围，对粘性流、脏污、洁净、混相、单相等流体在低温、高温、常温、真空、高压、常压等多种工作状态下都可以使用其进行测量。而且该型流量计不仅对介质流速的要求低，而且对管径限制也比较小。

节流式差压流量计具有很广泛的适用范围，不仅适用于部分混相流，又适用于全部单向流体；节流式差压流量计不仅结构简单，而且性能可靠，因此可以直接投入使用，没有必要校准；抗震能力强，由于该型流量计的这个特点，所以在振动不稳当的情况下该型流量计仍然可以保持安全、平稳的运行；对环境条件要求比较小，均可稳定的在高温高压等情况下运行。

3天然气生产环节中常用的计量仪表

天然气的生产环节中，较为常用的计量仪表有三种，即差压流量计、涡轮流量计及超声波流量计，具体情况如下：①差压流量计其属于现代使用最多的天然气流量仪表，其基本原理是介质在流动时会形成静压差，其即是利用该静压差测算出流过仪表的天然气流量。其特点在于能够适应多种不同的工作环境，结构较为简单，维护工作较为简便，成本低，经济性良好，不仅适用于短期的使用，长期运行其可靠性也较高；②涡轮流量计其工作原理是涡轮能够接收流过仪表的体系的平均速度，并进一步推测出天然气的总量。其优点在于结构简单，测量范围较大，性能稳定，精度极高，适用于各种条件的环境，且在现代科技的发展下，其数据也能够实现远程传输，但是其在长期运行时无法保持一贯的高精度，需要积极进行检定，后期管理成本较高；③超声波流量计该流量计能够在介质流动的过程中收集到其对超声束的反射信息，并进一步测算出天然气的总量。由于超声波流量计无需直接接触到流经一起的天然气，因此可以避免太天然气的腐蚀作用，保护一起的运行状态，相较其他流量计，其抗腐蚀的性能更好。其在工作中需要检测流体的反射波，需要流体特征较为均匀，其才能保持稳定的状态及较高的精度，如果天然气在生产时，存在较多的其他气体或者悬浮颗粒等，其使用效果则不理想。

4各项维护措施

4.1全面掌握其工作原理及状况

首先需要全面掌握仪表的工作原理，才能有针对定的制定维护措施，保障其正常运行，提供准确的数据。不同类型的天然气流量仪表其工作机制有较大的差异，且运行环境不同，受到的腐蚀、侵害、磨损的位置和严重程度均有较大的区别，需要详细了解后才能实施相应的维护措施，如差压流量计中的节流装置不断的受到工艺介质腐蚀及磨损，使得其变形，需要定期将其拆卸并检查，及时更换新的配件；