曾杰
中原输油气分公司 山西 榆林 719000
摘 要：天然气是为工业发展，人们日常生活提供能源支持的一种基础性资源。本文主要针对天然气计量方法的种类、测量原理、优点及其缺点进行了分析，并对天然气计量中存在的一些问题及其解决对策进行了详细说明。
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关键词 ：天然气计量；差压流量计；涡轮流量计；超声流量计
1 概述
天然气相对于煤、石油而言，属于高效节能的一种资源，因此广受社会各界的青睐。我国是一个天然气资源储备丰富的国家之一，而工业的发展、城市化建设均离不开能源的支持，因此，合理利用天然气资源对于我国工业发展具有重要意义。然而，我国在天然气计量方面仍处于落后阶段，如何提高天然气计量的准确性，是当前面临的重要问题。天然气的计量影响因素较多，我们必须了解各种因素，才能采取有效的措施，提高天然气计量的赚取额度，为天然气的利用提供可靠的数据参考。
2 天然气计量方法及其分析
2.1 差压流量计
差压流量计主要包括孔板式、阿牛巴以及弯管式。①孔板式流量计。孔板式流量计原理为质量守恒定律和能量守恒定律，即流体连续性方程和伯努利方程。流体流量越大，差压越大，以此为依据对流体流量进行测量。该样式的流量计所用的节流件全球通用，无需进行实流校准，且结构简单、牢固、性能稳定可靠、价格较低，因此具有广泛的应用。缺点是范围宽度为3:1，限制了其应用范围，而法兰连接法容易导致跑冒滴漏现象，增加了后期的维护成本。② 阿牛巴流量计。阿牛巴流量计工作原理为充满导管的流体流经流量计的检测杆时，检测杆的迎流面和背流面会产生不同的压力值，前者为全压平均值，而后者则被称为静压值，两者的差值就是计算流体流速和流量的主要依据。阿牛巴流量计安装较为简单，压损较小，准确度高，强度好，耐磨损性能较好，防泄漏性能好。但缺点是迎流面和背流面的取压孔容易发生堵塞，且迎面取压孔的边缘处容易受流体的磨损，因此容易出现测量性能不稳的现象。③ 弯管流量计。弯管流量计以质量守恒、能量守恒和动量矩守恒三大定律为测量技术，流体经过管道的拐弯处时，内侧流速大于外侧流速，且呈现一定的规律性，当弯管的角度为45°时，只要测量弯管内外压差和流体的密度时，就可计算出流体的流速，然后根据流体所经弯管的横截面积，即可求得流体的流量。弯管流量计不受插入件或节流件的影响，无压力损失，精度高，可重复性好。直管段范围要求较宽，而传感器的磨损或者结垢，对流量计的精度影响较小。缺点是对测量大流量流体较为准确，而小流速测量准确度较差。
2.2 气体涡轮流量计
涡轮流量计是一种管径中全截面流速流量的流量计，其测量原理是将一组叶轮悬置于流体中，流体流动时带动叶轮转动，然后根据叶轮的转动速度来获得流体的平均流速，并以此为基础计算出流体流量。涡轮流量计优点是精准度较高，可控制误差在±0.2%至±0.5%之间，压损小、重复性好、稳定性高、能快速响应且该流量计内部结构较为紧凑，体积小，安装以及后期维护较为简单。缺点是测量结果受流体性质影响较大，当流体介质的粘度、密度、压力等因素发生变化时，可对测量结果产生一定影响。
2.3 气体超声波流量计
气体超声波流量计是利用流动状态下的流体对超声束的作用，以检测流体体积的一种测量仪表。超声波流量计精准度较高，可控制误差在0.5%以内；比较适用于非接触性测量，如管网流动状态的评估测量；不受压力损失的影响，可使用干法进行标定。缺点是对被测气体的密度、罐内操作压力以及测量环境有一定要求，若测量场合存在高频振动噪声，测量结果容易受到干扰。
以上测量仪表都有其各自的特点，无论哪种测量方法应用在天然气计量领域内，都存在一定的局限性，因此应对各种仪表进行多方面的比较和考虑，选择安全可靠、成本低廉、测量准确的测量技术。
3 天然气计量现状分析及其解决对策
3.1 天然气计量存在的问题
随着测量技术的不断发展，我国天然气计量方面的研究已经取得巨大的成果，但在实际生产过程中，仍存在一些问题。首先，忽视介质温度对流量计量的影响。天然气是一种气体介质，其主要物理性质受气压、温度等外界的影响较大。在实际的计量过程中，若忽视外界因素的影响，则可能影响计量结果的准确性。如北方温差较大，在低温状态下测量值低于实际流量，若不考虑温度温度影响，则燃气公司可能面临一定的经济损失。其次，忽视环境温度对计量的影响。温度不仅影响气体的体积，还能影响计量仪器的准确度。计量仪器受热胀冷缩性能的影响，容易导致测量结果出现偏差。以孔板流量计为例，该流量计由节流装置、流量显示仪和差压变送器构成，当环境温度变化较大时，节流装置和差压变送器的准确性就要受到影响，从而导致计量结果不准确。
3.2 天然气计量问题的解决对策
天然气的计量工作不仅关系到国民生活，更关系到企业的发展，为保护群众和企业的利益，应大力完善天然气的计量工作。首先，加强人员的培训力度。流量计的精准度、实用性、抗压性、耐磨性等系列基础参数在一定程度上有所提升，但由于受技术水平的限制，无法研制出适用于任何场合的天然气计量工具，只能依靠工作人员的管理水平、操作技能的提升，以尽可能的减少计量误差。其次，科学选择合适的计量仪器。流量计的选择对于天然气计量工作的精准度影响巨大，企业在选择流量计时，不仅要考虑成本、安装、维修难度，还应考虑使用环境的影响，在满足以上要求的情况下，尽可能的减少计量误差，保证贸易的公平性。最后，积极引进和研发先进的计量仪器。我国当前使用的计量仪器多为体积计量，这与国际上使用的能量计量相比，处于落后阶段。企业应加大计量仪器的研发力度，提高我国流量计的先进性，引进国外先进的计量仪器，促进我国计量行业的健康发展。
4 总结
天然气是我国的储存较为丰富的一种能源，这对于工业的发展，国民的生活都是具有积极意义的。计量是天然气贸易活动中必不可少的一个环节，若计量出现较大偏差，则可能影响贸易的公正性，影响消费者和企业的利益，不利于天然气贸易活动的健康发展。
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