我国天然气计量发展起步较晚,虽然在天然气计量仪表的设计、选型使用,安装,维护,管理,气质分析等方面作了相应工作,取得了重大成就,对现场阻力件,复杂工况影响,摸索出了一些成熟的经验,并且结合我国具体实际制订了一系列标准,但是我国总体水平与国外还存在显著差距,主要表现在:计量仪表质量低(复检合格率不高),仪表配套性差(缺少通用智能次表),计量系统配套性差(在线检定溯源率)等。
1、 几种流量计的特点及使用注意问题
(1) 孔板流量计。20 世纪初期就用于天然气流量测量,经过漫长的发展过程,已经形成标准化。主要特点为结构易于复制、简单牢固,性能稳定可靠、使用期限长.价格低廉等。但是尺寸一定的孔板测量范围有限;压力损失大;前后直管段要求长,占地面积大;输出信号为模拟信号 ,重复性不高;对整套流量计的精度影响因素多且错综复杂,很难提高测量准确度。
(2) 气体涡轮流量计。它是用气体推动流量计的转子转动 ,通过测量转子转动次数来计量气体流量的一种装置。其精度高,重复性好、输出为脉冲频率信号,并且可获得很高的频率信号,信号分辨力强;测量范围度宽; 结构紧凑轻巧,安装维护方便;流通能力大。但是其特性易受介质物性和流体流动特性的影响,愈是高精度,其影响愈敏感。
(3) 气体腰轮流量计。它的基本测量原理是周期性的充满或排出一个或几个计量空间的气体, 以此来测量气体体积流量。气体腰轮流量计测量精度高,可靠性好 ,不需要直管段,量程比较大。但是由于结构上的原因,要求安装时壳体不能承受管线的各种应力,且要求介质非常干净,否则转子易卡住。
(4) 气体罗欧流量计。因其故障率低,所以具有一定的优越性。气体罗茨流量计对流场没有严格要求,介质中含有杂质对计量影响不大;量程较大,能适
应现场气体流量变化范围的要求;测量的数据可由表头直读,也可远传给微机,使用方便。但在使用中应注意:由于流量计转子与壳体之间间隙小,因此应选择适当的过滤器来防止卡堵 ,并特别注意在投产使用前,气体应走旁通,以防施工中的焊渔`渣质进入流量计;要定期润滑流量计;避免计量腔积液以保证计量精度。
(5) 涡街流量计。它是基于卡门渴街原理制成的一种流体振荡型流量计。其无可动部件 ,稳定可靠、使用寿命长`维护量小\压力损失小.量程宽,在石化行业应用较广,在油气田气体贸易计量中也有适量应用。但由于其对雷诺数有要求(Re> 4 000) ,使得使用范围受到限制。国内涡街流量计大多采用应力式压电昔体检测元件 ,抗干扰性能差,不适合在有振动干扰的管网中应用。涡街流量计在使用中应注意:被测介质的工
作压力和温度应在技术参数范围内;传感器的ZUI小流量值受雷诺数和被测流体的密度影响。
(6) 旋涡流量计。它的工作原理是将旋涡流量计插入管道中并季直于气体流向,由此产生交替变换的旋转涡流并不断排出。涡流生成频率是流速的函数，检测其生成频率就可测得流量。旋涡流量计已系列化,标准化。这种流量计无运动件,结构简单 ,传感器不接触流体,可靠性高维护量小;用途广泛,可测气体`液体`蒸汽,上且量程比大;在规定的雷诺数范围内输出信号频率不受流体的温度压力`粘度及成分的影响,与流速成线性关系。
(7) 超声波流量计。它是通过测量超声波信号在管内沿一定方向传输的时间来计算气体流速。其测量值不受管内气体温度,压力及组分变化的影响,准确度高,可达±0.5% ;测量范围宽;ZUI大口径流量计可做到1600mm 以上;无可动部件,坚固耐用;流量计可干校，干校准确度可达 ± 1% ,安装维修方便,几乎没有压降损失,可测正输及反输气流。
2、 流量计的选型
选型是流量计使用中先遇到问题,在进行具体选型时 ,一般需要综合考虑以下儿方面的因素:仪表性能(准确度,重复性、线性度`测量范围.压力损失`、上下限流量等) ,流体特性(流体压力,温度、密度、粘度、润清性\化学性质、腐蚀、脏污`气体压缩系数、等习指数、比热容. 混相流,脉动流等) ,安装要求 (管道布置方向、流动方向、上下游直管段长度.管径`维护空间,管道振动、辅助设备(过滤、排污)等) ,环境条件〈环境温度、湿度、安全性.电磁干扰,防爆等) ,维护需求以及价格等因素(购置费、 安装费、维修费、校验费、运行费、能耗)，使用期限，备品备件等)。其中对测量对象(即
流体的实际状况)的确切了解非常重要。在此要指出，并非用户对自己的测量对象都有准确的了解,往往需要选型设计人员进行深入调查才能搞清楚。对于城市燃气系统的计量调压站, 由于流量起伏大,当其流量小于孔板ZUI小流量时就不计量了,所以用孔板流量计是不合适的。腰轮流量计万一卡住,等于切断气源,因此腰轮流量计也不能用。一般选用国外先进的高质量气体涡轮流量计。据资料介绍,优良的涡轮流量计在使用8 ~ 15 年后仍能保持原来的准确度。对于温度 -40 ~ 400YC ,雷诺数在5000 ~ 7000000 的液体`气体或蒸汽,流速在Z高流速(75m/s)和ZUI低流速(管口公称直径在 DN25 ~ DN300 范围内ZUI低流速:Qmin= 6Mp ms,p- kgjo)之间,可以使用旋涡流量计。因旋涡流量计压力损失较大(且国产表抗干扰能力差) ,在考虑压损的调压站中一般不采用。气体容积式流量计(腰轮流量计,膜式流量计)适用于中小流量范围\直读式、无需外能源和无需直管段等情况下。旋涡流量计可用于小口径非节能的计量场合;对大口径湿气输送仍只能采用孔板流量计,但要采取提高准确度的措施(如孔板加玻水孔或进行补偿等。由于涡街流量计的使用范围受斯特劳哈数 St限制,计量调压站下游在小流量时,流速达不到要求，就无法准确计量,所以选用时要考虑管输的最小流量。对于精度要求很高`范围度极宽、流速极低(0.5 m/s)、安装直管段短(采用多声道品种)，压损小,使用期要求长等流量的测量,可以采用超声波流量计,这是超声波流量计在中,大口径流量测量所具有的先天优点,是孔板与涡轮无法企及的。
一般流量取在流量计最大流量的 70% ~ 80%左右,实际最大流量一般不超过流量计允许最大流量的120% ,持续时间不允许超过 0.5 h。同时对流量计流量范围的超下限要重视,因它对计量误差影响较大。