淺談天然氣流量計(jì)量方式有哪些以及我國(guó)常用計(jì)量方式

　　在工業(yè)化迅速發(fā)展的大時(shí)代，缺少不了壓力變送器、流量計(jì)、液位計(jì)、密度計(jì)、差壓變送器等儀表把現(xiàn)場(chǎng)第一數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦た叵到y(tǒng)上，為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)充當(dāng)控制、檢測(cè)等一系列的眼睛，接下來(lái)華恒儀表為您解讀工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最前沿的壓力變送器使用情況。

　　1天然氣計(jì)量方式

　　天然氣計(jì)量包括體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量3種方式。國(guó)際天然氣貿(mào)易和歐美日韓等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用能量計(jì)量，而我國(guó)及周邊俄羅斯、中亞地區(qū)天然氣資源國(guó)家仍以體積計(jì)量為主，天然氣質(zhì)量計(jì)量應(yīng)用相對(duì)較少。

　　1.1體積計(jì)量

　　天然氣體積計(jì)量?jī)x表包括孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)等。

　　1.1.1孔板流量計(jì)

　　孔板流量計(jì)為壓差式流量計(jì)，主要應(yīng)用于較早投產(chǎn)的天然氣管道，近年來(lái)，正陸續(xù)升級(jí)改造為渦輪流量計(jì)或超聲波流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格較低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝；性能穩(wěn)定；投用前無(wú)需實(shí)流校核。

　　缺點(diǎn)：測(cè)量精度一般，且精度難以提高；測(cè)量范圍較窄，滿足計(jì)量精度的前提下一般為3:1～5:1，采用雙量程壓差計(jì)可達(dá)10:1；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度要求較高，一般要求上游直管段長(zhǎng)度為30D（D為流量計(jì)內(nèi)徑），下游直管段長(zhǎng)度為7D；通過(guò)節(jié)流裝置，壓力損失較大；由于孔板流量計(jì)由法蘭連接，易產(chǎn)生漏氣問(wèn)題，維護(hù)工作量較大。

　　1.1.2渦輪流量計(jì)

　　渦輪流量計(jì)屬于速度式儀表，在長(zhǎng)輸天然氣管道分輸站場(chǎng)較為常見(jiàn)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，可靠性高；安裝方便，便于維修；精度高，重復(fù)性好；測(cè)量范圍較大，可達(dá)25:1，在高壓輸氣情況下，還可進(jìn)一步增大。缺點(diǎn)：渦輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)引起機(jī)械摩擦，需注意潤(rùn)滑；需在流量計(jì)上游配套過(guò)濾器，避免較大固體顆粒損壞渦輪葉片；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D；上限流速受氣蝕現(xiàn)象限制，一般為10m/s。

　　1.1.3超聲波流量計(jì)

　　超聲波流量計(jì)屬于速差式流量計(jì)，是繼孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)之后的第三類適用于高壓力、大口徑、高精度的天然氣流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高；測(cè)量范圍大，可達(dá)100:1；能實(shí)現(xiàn)雙向流量計(jì)量；無(wú)可動(dòng)部件；無(wú)壓損；不受氣體壓力、溫度、組分變化的影響；有強(qiáng)大的自檢測(cè)與自診斷功能；全數(shù)字式計(jì)量系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通信；維護(hù)簡(jiǎn)單，可帶壓更換超聲換能器。缺點(diǎn)：目前多為進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴，只適用于大、中口徑；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D；不適用于較小口徑（管徑小于100mm）天然氣計(jì)量。

　　1.1.4其他計(jì)量?jī)x表

　　腰輪流量計(jì)又稱羅茨流量計(jì)，屬于旋轉(zhuǎn)式容積式流量計(jì)，僅適用于小口徑、小流量天然氣計(jì)量，在長(zhǎng)輸天然氣管道中應(yīng)用較少。渦街流量計(jì)是一種流體振蕩型流量計(jì)，一般用于玻璃廠、建材廠等企業(yè)內(nèi)部流量監(jiān)視、考核和能耗計(jì)量，在長(zhǎng)輸天然氣管道中基本沒(méi)有使用。旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬于新型氣體流量?jī)x表，主要應(yīng)用于油田內(nèi)部和城市燃?xì)庑⌒团錃庹?，在長(zhǎng)輸天然氣管道中應(yīng)用較少。

　　1.2質(zhì)量計(jì)量

　　天然氣質(zhì)量計(jì)量?jī)x表一般指科氏質(zhì)量流量計(jì)，是一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量范圍廣，可達(dá)50:1；上下游不要求直管段；可直接測(cè)量流體質(zhì)量；測(cè)量精度較高，穩(wěn)定性好；對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性較廣，可適用于濕氣或臟氣的計(jì)量，也能適用于氣體組分和密度變化較大的氣體。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴；不能測(cè)量低壓氣體；壓力損失較大；對(duì)安裝固定要求較高；不能用于較大口徑（管徑大于200mm）管道天然氣。目前，科氏質(zhì)量流量計(jì)在小口徑天然氣管道計(jì)量、臟污天然氣計(jì)量、燃驅(qū)壓氣站自耗氣計(jì)量、天然氣生產(chǎn)井計(jì)量及城市車用CNG（壓縮天然氣）加氣機(jī)計(jì)量等相關(guān)領(lǐng)域有所應(yīng)用。

　　1.3能量計(jì)量

　　天然氣能量計(jì)量是體積計(jì)量或質(zhì)量計(jì)量的延伸，可通過(guò)體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量與單位流量天然氣的發(fā)熱值乘積計(jì)算獲得。與體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量方式相比，能量計(jì)量更能科學(xué)體現(xiàn)天然氣作為燃料的商品價(jià)值。天然氣的發(fā)熱值可通過(guò)直接燃燒法測(cè)量，也可通過(guò)分析氣體組分計(jì)算而得。對(duì)于規(guī)模較大的計(jì)量站，需配套安裝在線氣相色譜儀實(shí)時(shí)測(cè)量天然氣發(fā)熱值；對(duì)于規(guī)模較小的計(jì)量站，可采用離線氣相色譜分析方法計(jì)算熱值，再根據(jù)對(duì)應(yīng)氣源的種類及氣源熱值的穩(wěn)定性，選擇固定賦值或可變賦值的方法確定對(duì)應(yīng)計(jì)量站天然氣的發(fā)熱值。

　　2國(guó)內(nèi)外天然氣計(jì)量現(xiàn)狀

　　2.1國(guó)際間常用計(jì)量方式

　　2.1.1LNG國(guó)際貿(mào)易計(jì)量方式

　　全球LNG（液化天然氣）國(guó)際貿(mào)易主要分為北美、歐洲和亞太地區(qū)三大市場(chǎng)。其中，北美LNG交易價(jià)格完全市場(chǎng)化，并以美國(guó)亨利樞紐中心現(xiàn)貨或期貨價(jià)格為基準(zhǔn)價(jià)格；歐洲LNG交易價(jià)格多采用與替代燃料價(jià)格聯(lián)動(dòng)的定價(jià)方式；亞太地區(qū)LNG交易價(jià)格多采用與進(jìn)口原油價(jià)格直接掛鉤的定價(jià)方式。

　　盡管各區(qū)域市場(chǎng)LNG貿(mào)易定價(jià)方式不同，現(xiàn)貨交易價(jià)格也相差較大，但計(jì)量方式均采用能量計(jì)量的方式［1］，單位為美元/MMBtu。

　　2.1.2跨國(guó)天然氣管道貿(mào)易計(jì)量方式

　　歐美地區(qū)跨國(guó)天然氣管道多采用能量計(jì)量的方式，亞洲地區(qū)多采用體積計(jì)量。挪威至歐洲天然氣管道采用能量計(jì)量方式，定價(jià)方式與輕油、低硫重油等替代燃料價(jià)格掛鉤，單位為歐分/（kWh），俄羅斯至德國(guó)天然氣管道也采用相同的計(jì)量方式；加拿大至美國(guó)天然氣管道采用能量計(jì)量的方式，價(jià)格參照北美LNG交易價(jià)格，單位為美元/MMBtu；中亞至中國(guó)天然氣管道、中俄東線天然氣管道及部分俄羅斯至歐洲國(guó)家天然氣管道采用體積計(jì)量的方式，計(jì)價(jià)單位為美元/103m3，相關(guān)合同條款會(huì)規(guī)定天然氣發(fā)熱值范圍，超過(guò)或低于相應(yīng)范圍，天然氣價(jià)格需隨之調(diào)整。

　　2.2國(guó)外典型國(guó)家天然氣計(jì)量方式

　　美國(guó)是世界上實(shí)施天然氣能量計(jì)量zui早的國(guó)家。1980年以前使用體積計(jì)量，1980年起開(kāi)始采用能量計(jì)量，計(jì)價(jià)單位為美元/MMBtu。英國(guó)天然氣管輸和配送均采用能量計(jì)量，計(jì)價(jià)單位為歐分/（kWh），管輸公司定期公告各區(qū)域天然氣熱值，配氣公司配氣費(fèi)根據(jù)用戶的年用氣量及可中斷性進(jìn)行收取。法國(guó)輸氣管道管輸費(fèi)也采用能量計(jì)量，計(jì)價(jià)單位為歐元/（kWh），管輸費(fèi)包括容量費(fèi)和使用費(fèi)，可中斷用戶容量費(fèi)為連續(xù)用戶的75%～90%，使用費(fèi)根據(jù)進(jìn)氣點(diǎn)和出氣點(diǎn)所在區(qū)域相對(duì)距離進(jìn)行計(jì)算。韓國(guó)和日本天然氣資源主要為進(jìn)口LNG，也采用能量計(jì)量，計(jì)價(jià)單位分別為韓元/MJ和日元/kcal。印度天然氣管輸價(jià)格和終端銷售價(jià)格均采用能量計(jì)量，計(jì)價(jià)單位為盧比/MMbtu。俄羅斯和哈薩克斯坦采用體積計(jì)量，計(jì)價(jià)單位分別為盧布/m3和堅(jiān)戈/m3。

　　2.3我國(guó)常用計(jì)量方式

　　我國(guó)天然氣計(jì)量方式主要為體積計(jì)量，主要采用孔板流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)等計(jì)量裝置。近年來(lái)，超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)占比逐漸增加，孔板流量計(jì)占比逐漸減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年5月，中石油北京天然氣管道有限公司天然氣計(jì)量設(shè)備中，超聲波流量計(jì)約占87.3%，孔板流量計(jì)約占7.2%，渦輪流量計(jì)等其他計(jì)量設(shè)備約占5.5%；中國(guó)石油西氣東輸管道公司所屬天然氣管道建成時(shí)間相對(duì)較晚，超聲波流量計(jì)占比約71%，渦輪流量計(jì)占比約28%，其他計(jì)量設(shè)備僅占1%；中國(guó)石油西部管道公司所屬天然氣管道中，超聲波流量計(jì)占比約52.9%，孔板流量計(jì)占比約32.2%，渦輪流量計(jì)占比約14.9%；川渝地區(qū)由于天然氣管網(wǎng)投用較早，孔板流量計(jì)占比85%以上，超聲波流量計(jì)等其他計(jì)量設(shè)備占比不足15%。另外，中國(guó)石油西南管道公司所屬天然氣管道投產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較晚，天然氣計(jì)量設(shè)施以超聲波流量計(jì)為主。

　　在工業(yè)化迅速發(fā)展的大時(shí)代，缺少不了壓力變送器、流量計(jì)、液位計(jì)、密度計(jì)、差壓變送器等儀表把現(xiàn)場(chǎng)第一數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦た叵到y(tǒng)上，為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)充當(dāng)控制、檢測(cè)等一系列的眼睛，接下來(lái)華恒儀表為您解讀工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最前沿的壓力變送器使用情況。