1 天然氣計量的現(xiàn)狀

    我國是天然氣資源豐富的大國。天然氣遠景儲量達3.8*1013m³（38萬億m³），目前已探明儲量就有1.6*1012m³（1.6萬億m³）。天然氣是一種高效、 清潔燃料和優(yōu)質(zhì)化工原料。天然氣流量計量已經(jīng)成為天然氣工業(yè)發(fā)展的重要制約因素，是天然氣使用中必須解決的一個重要問題。流量計量既是天然氣供需雙方貿(mào)易結算的依據(jù)，又是生產(chǎn)部門用氣效率的障眼法技術指標。在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理中流量計量是一項日常進行的重要的技術基礎工作。天然氣的準確計量不但能公平的貿(mào)易結算，而且能改進生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，確保安全生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益和社會效益。

    2 目前天然氣計量中存在的問題及產(chǎn)生的原因

    流量計量儀表品種多，計算模型五花八門，如標準孔板流量計、渦街流量計、漩渦流量計、超聲流量計等，除了標準孔板流量計外，缺乏必要的標準或規(guī)范支持。

    孔板流量計借助國際上長期的試驗研究及實踐經(jīng)驗總結，早在20世紀30年代開始實行儀表干校，從二獲得了廣泛應用。我國制定了天然氣行業(yè)標準《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/6143-1996），規(guī)定標準孔板的結構形式、技術要求、節(jié)流裝置的取壓方式、使用方法以及流量計算及其不確定度方面的資料。為天然氣流量計量提供了標準依據(jù)。但孔板流量計在天然氣流量計量中還存在不少問題。

    孔板流量計由3部分組成：節(jié)流裝置 、差壓變送器和流量顯示儀。現(xiàn)場惡劣工作條件下，節(jié)流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線是使用維護的重點。《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/6143-1996）中指出，天然氣從地層中開采出來，雖經(jīng)分離，除塵和過濾，因其所含成份十分復雜，從單井計算，擊氣計量到配氣計量，氣體組分各不相同，所以節(jié)流裝置在使用中所受到的腐蝕亦各不同。特別對孔板直角人口邊緣和測量管內(nèi)壁的沖刷、腐蝕尤為嚴重，這將影響孔板直角入口邊緣弧半徑rk和測量管內(nèi)壁的相對粗糙k/d的規(guī)定標準，流出系數(shù)c將發(fā)生變化，流量測量不確定度超出估計數(shù)。

    流出系數(shù)C偏離標準值的影響因素主要有3項。

    2.1 儀器本身產(chǎn)生的誤差

    （1）孔板入口直角銳利度。
    （2）管徑尺寸與計算不符。
    （3）孔板厚度誤差。
    （4）節(jié)流件附件產(chǎn)生臺階、偏心。
    （5）孔板上游端面平度。
    （6）環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺階、偏心。
    （7）取壓位置。
    （8）焊接、 焊縫突出。
    （9）取壓孔加工不規(guī)范或堵塞。
    （10）節(jié)流件不同軸度。

    2.2 安裝誤差

    管線布置的偏離，管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的，其產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)場不能滿足直管段要求的長度。

    （1）孔板彎曲（變形）。
    （2）上游測量管沉積臟物。
    （3）上游端面沉積臟物。
    （4）孔板入口直角邊緣變鈍，破損。
    （5）雷諾數(shù)范圍不符合標準規(guī)定。
    （6）管道粗糙度影響，管道粗糙度增加，管道粗糙度變化不定。

    3 解決天然氣計量問題的途徑

    3.1 加強管理，提高人員素質(zhì)

    孔板流量計易于偏離標準的原因在于儀表本身的工作原理與結構特點，儀器自身誤差是制造時產(chǎn)生的安裝和使用誤差則是在安裝時或長期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕、磨損、沾污等造成的。因此，應嚴格按技術要求安裝流量計量系統(tǒng)，消除安裝誤差。在使用過程中，操作人員應做好系統(tǒng)的檢修、維護、保養(yǎng)工作，延長其使用壽命，減小計量誤差。同時，在實際應用中應強化宣貫SY/T6143-1996標準力度。。 《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/6143-1996）中提到了減少誤差的方法。入附錄《節(jié)流安置在使用中出現(xiàn)部分偏離標準規(guī)定的處理》中規(guī)定在實際應用中采取在流出系數(shù)C中增加二個修正系數(shù)，即孔板入口尖銳度修正系數(shù)和管壁粗糙修正系數(shù)或者采用可換孔板節(jié)流裝置。因此在天然氣計量的實際應用中應深入研究，吃透《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/T6143-1996）的精髓，嚴格按標準規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù)，保證天然氣計量的準確性。

    3.2 測量儀表的正確選用

    測量儀表應首選標準節(jié)流裝置，當流量變化范圍大時要考慮用寬量程智能差變，其它類型檢測儀表在相應的計量天然氣的標準出前臺，應慎重選用，二次儀表的計量模型應符合 SY/T6143-1996的要求計算FZ能輸入組份，實時計算C值。

    3.3 加強技術培訓，借鑒國外經(jīng)驗

    引進、消化、吸收近幾年發(fā)展起來的天然氣計量新技術。從國外情況來看，在天然氣國際貿(mào)易中能量計量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計量，而我國的天然氣計量領域中體積計量仍占統(tǒng)制地位。為了盡快與國際接軌，使用單位可以與各科研究院所聯(lián)合攻關，開展天然氣能量計量的試驗工作，并在此基礎上完成標準化。為了加快試驗進度，建議引進國外先進的在線氣相氣色譜系統(tǒng)和流量計算機，在消化引進技術的基礎上發(fā)展適合我國國情的天然氣能量計量系統(tǒng)。