天然氣流量的測(cè)量
（1）天然氣計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)和主要方法
目前，國(guó)際天然氣貿(mào)易計(jì)量分為體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量三種。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量?jī)煞N方法都在使用。我國(guó)天然氣貿(mào)易計(jì)量是在法定要求的質(zhì)量指標(biāo)下以體積或能量的方法進(jìn)行交接計(jì)量，目前基本上以體積計(jì)量為主。
④發(fā)熱量測(cè)量。
天然氣發(fā)熱量可采用直接或間接的測(cè)量方法獲得。對(duì)于管網(wǎng)系統(tǒng)，當(dāng)使用直接測(cè)量不經(jīng)濟(jì)時(shí)，其結(jié)算用發(fā)熱量也可以用計(jì)算方法獲得。兩種方法都有在線(xiàn)和離線(xiàn)兩種方式。
a.直接測(cè)量法。直接測(cè)量法可按GB12206標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行。采用水流式熱量計(jì)，由水流量穩(wěn)定調(diào)節(jié)、天然氣流量穩(wěn)定調(diào)節(jié)和測(cè)量、水溫氣溫測(cè)量、氣體燃燒和水計(jì)量五部分組成。儀器的具體操作方法修正系數(shù)計(jì)算請(qǐng)參閱GB12206-1998《天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法》。
b.間接測(cè)量法。間接測(cè)量法是采用GB/T11062標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測(cè)量天然氣的發(fā)熱量，它是基于對(duì)天然氣組分進(jìn)行全分析，然后進(jìn)行計(jì)算，各組分含量同各自發(fā)熱量的乘積之代數(shù)和即為天然氣的發(fā)熱量。組分分析一般采用氣相色譜法，具體操作方法請(qǐng)參閱GB/T13610-1992《天然氣的組成分析--氣相色譜法》。
⑤密度測(cè)量。
天然氣密度可以用天然氣密度計(jì)在線(xiàn)直接測(cè)量，也可離線(xiàn)間接測(cè)量。
a.在線(xiàn)密度測(cè)量。在線(xiàn)密度測(cè)量是為了求得流過(guò)流量計(jì)的天然氣質(zhì)量流量。如果要求得到天然氣的標(biāo)準(zhǔn)體積流量，還需得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣密度。
對(duì)于孔板流量計(jì)而言，若在線(xiàn)密度計(jì)的樣氣從上游取壓孔取出，樣氣流入在線(xiàn)密度計(jì)，它應(yīng)以特別低的流速流入，并保證對(duì)壓力和差壓的測(cè)量沒(méi)有影響。
除旋轉(zhuǎn)式容積流量計(jì)以外的其他流量計(jì)，在線(xiàn)密度計(jì)宜安裝在流量計(jì)下游，以避免流量計(jì)入口速度分布被干擾。
從取樣口到在線(xiàn)密度計(jì)之間的連接管線(xiàn)應(yīng)盡量短，連接件、管線(xiàn)應(yīng)絕熱保溫，以減小環(huán)境溫度對(duì)取樣氣的影響。
為確保在線(xiàn)密度計(jì)所測(cè)密度值與流經(jīng)流量計(jì)的密度值相同，應(yīng)將密度傳感器的露出部分和流量計(jì)的上、下游適當(dāng)長(zhǎng)度的管路進(jìn)行隔熱。
在線(xiàn)密度計(jì)應(yīng)有樣氣溫度測(cè)量，當(dāng)樣氣溫度同主管道中天然氣溫度有差異時(shí)，應(yīng)該用修正值進(jìn)行補(bǔ)償。
b.離線(xiàn)密度計(jì)算。在計(jì)量站取樣口取出有代表性的樣氣，采用氣相色譜儀分析出天然氣的全組分分析數(shù)據(jù)，測(cè)量出主管道內(nèi)天然氣靜壓力和流體溫度，然后按式(3.57)計(jì)算工作狀態(tài)下的流體密度。其中摩爾質(zhì)量Mm按標(biāo)準(zhǔn)GB/T11062計(jì)算得到；工作狀態(tài)下壓縮系數(shù)Zf按 GB/T 17747.1~3標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。
⑥ 幾種天然氣常用流量計(jì)選型指南。
不同的準(zhǔn)確度要求和不同的使用條件，天然氣流量測(cè)量可有多種儀表可選，應(yīng)綜合考慮其準(zhǔn)確性、可靠性、安全性及經(jīng)濟(jì)性等因素后確定，過(guò)分追求高準(zhǔn)確度會(huì)增加不合理的費(fèi)用。表3.8所列是幾種天然氣常用流量計(jì)選型指南。
(2) 標(biāo)準(zhǔn)孔板差壓式流量計(jì)方法
標(biāo)準(zhǔn)孔板差壓式流量計(jì)已經(jīng)成為全世界最主要的天然氣流量計(jì)。幾十年來(lái)AGA Report No.8總結(jié)了幾十項(xiàng)針對(duì)天然氣計(jì)量的專(zhuān)項(xiàng)研究和實(shí)踐應(yīng)用，在量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，其標(biāo)志就是標(biāo)準(zhǔn)化，即使用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，可以無(wú)須實(shí)流校準(zhǔn)而確定信號(hào)(差壓)與流量的關(guān)系，并估算其測(cè)量誤差，目前在全部流量計(jì)中是唯一達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)的。為了消除自身存在的輸出信號(hào)為模擬信號(hào)、重復(fù)性不高、范圍度窄、壓損大等重大缺點(diǎn)，采用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、定值節(jié)流件和標(biāo)準(zhǔn)噴嘴等技術(shù)裝置，使其技術(shù)水平有了進(jìn)一步提高。
①流量計(jì)算方法。
用來(lái)測(cè)量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，就其結(jié)構(gòu)和基本計(jì)算公式來(lái)說(shuō)，同測(cè)量一般氣體的孔板流量計(jì)并無(wú)二致，有差異的僅僅是計(jì)算基本公式中的關(guān)鍵變量工作狀態(tài)下流體密度ρ時(shí)，針對(duì)天然氣的特性有一些專(zhuān)用的方法。AGA Report No.3(1990~1992年第3版)《天然氣流體計(jì)量同心直角邊孔板流量計(jì)》提供了實(shí)用方法。我國(guó)在ISO 5167: 2003的基礎(chǔ)上，參考了AGA報(bào)告了制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6143-2004《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》。
