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如何提高天然气流量计量的准确度

时间:2017-05-25 17:02 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

现阶段,天然气是非常重要的清洁优质能源,已广泛地用于国民生产和生活的各个领域。目前,在世界能源消费结构中,天然气消费占能源消耗总量的比例逐渐提高。在天然气产业的飞速发展过程中,天然气能源的准确有效计量,是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。基于此,本文就如何提高天然气流量计量的准确度进行分析与研究,找出引起误差的因素,并积极提出改进措施,保证天然气计量准确度的提升。

1.天然气流量计量技术

国内普遍使用的最经典的天然气计量方法是体积流量计量,指计量一定时间内流经封闭管道横截面的天然气体积流量。随着天然气在一次能源中的比例逐年增长,天然气流量计的使用数量急剧增加,品种日益增多,常用的用于天然气体积流量计量的仪表包括差压式流量计(如孔板)、速度式流量计(如涡轮流量计)、容积式流量计(如罗茨流量计)等。

由于用于天然气贸易计量的天然气流量仪表须经过严格的周期检定或校准,因此很多国家都相继建成了具有较高水平的天然气流量标准装置,并形成了相应的天然气流量量值溯源体系或传递系统。目前国内外天然气体积流量标准装置主要采用直排法和环道法两种方式。直排法利用输气管线上下游或高低压储气库之间的压差来实现气体直排,进而实现体积流量检测。常用的直排法气体流量标准装置的类型,原理,介质和不确定度如表所示。目前,除国家石油天然气大流量站少数几套标准装置采用天然气实流介质,并实现了压力可在一定范围内可调外,其他直排法标准装置大多采用空气作为测量介质且压力温度不可调节。

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环道法气体流量标准装置利用一台循环动力设备将低压气体增压,并在检测管路形成一个闭环通道进行天然气流量计检定或校准工作。所采用的介质气体有天然气、空气、二氧化碳等。环道法天然气流量标准装置对外部气源的依赖性小,可在一定范围内实现压力和温度控制,便于在所需要的特定的温度压力条件下进行流量计检定或校准,气体也可以根据需要进行更换,因此表现出较好的应用前景。从二十世纪 90 年代起,在美国、加拿大、欧洲相继建成了气体环道用于气体流量仪表的检测达到的不确定度在0.15%~0.27%(k=2)之间。我国的气体环道起步较晚,直到近几年才开始关注其在天然气流量仪表检测中的应用价值,并在北京、内蒙、武汉等地开始规划建设此类气体流量标准装置,望尽快实现突破和应用。值得一提的是,近几年压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)快速发展,国内 CNG  LNG 加气机普遍采用质量流量计进行流量计量。加气机的检定也普遍开始采用与国际标准一致的质量流量(kg)为计量单位,由此促进了天然气质量流量计量的发展。基于质量计量的天然气标准装置主要包括质量法气体流量标准装置和标准表法气体流量标准装置。

2.提高天然气流量计量的准确度的措施

2.1 通过有效手段消除脉动流,减小脉动所造成的影响通过有效的控水采气措施,能够有效保证在不产生地层水的条件下进行气井的生产,有效保证脉动源的消除;应该保证让游离态的液体从管线中消除,对于管道内部的积液应该及时有效进行扫除,通过利用有效的自动清管系统,或者安装分液器,来实现消除管线中的积液引起的脉动问题;通过高校分离器,保证气水分离效果进一步加强。只有把天然气的水分进行有效的彻底脱除,才能保证具备最好的计量性能。为了有效对于天然气的脉动源引起的差压波动进行抑制,可以采用专门的脉动消减器,或者在合适位置设置缓冲罐;为了保证脉动对计量的影响尽可能小,还应该有效进行安装调压阀,有效保证输出压力的稳定,另外,还应该保证差压和孔径比的有效提高。

2.2严格按照标准加工孔板和正确安装及合理选择压差量程

应该根据相应的国家标准,进行标准加工孔板工作。对于使用前的安装环节也是如此,应该严格根据标准,进行孔板节流装置的安装设计,保证孔板前阻力件形式配接具有相当的长度,根据一般情况,达到 30D 即可符合要求。如果存在场地条件不允许的情况,则应该把整流器在孔板前的直管段上进行安装。应该要求管道线和孔板入口端面所垂直,控制器偏差度在度之内,禁止反向安装孔板。应该保证压差计的正确选择和使用,对于出现压差计工作量程在 30%以下的情况,应该保证对于压差计的量程进行及时更换,并调整相应的孔板规格。一般情况下,法兰取压β值应在 0.2~0.75,角接取压β值应在 0.4~0.6

2.3通过对于日常管理的进一步加强,保证有效对于参数进行合理修正在日常管理过程中,应该保证有效对于孔板进行清洁处理,对于损坏器件进行及时更换,并能及时修正测量流量。在日常使用孔板流量计的过程中,为了有效保证进行较为准确的计量过程,应该进行定期的检查和清理工作,包括仪表零点、仪表 D/A 转换通道的检查工作,检测孔板的清洗工作以及流量计算程序的核对工作,对于损坏的孔板应该进行及时有效的更换。测量精度直接受到天然气的温度、密度、压力以及压缩系数等方面的影响。所以,应该根据实际工况要求,选择合适的仪表进行天然气的温度、密度、压力等物性参数的测量,如果出现物性参数波动的情况下,则应该及时有效地修正测量误差,尽量能做到时时测量过程进行时时修正。另外,还应该保证使得有效的巡视检查,定期做好排污工作,防止出现管道泄漏事故。总之,这里主要针对引起天然气计量误差的因素进行重点探讨,并且结合实际情况,提出有效的改进措施。由于造成流量计测量误差具有多个方面的因素,一般较难以进行综合性的量化分析。所以,应该要求相关的科技工作者积极总结实践中的经验和教训,有效完成流量计的检定和维护工作,保证具有较高的计量精度,切实提升天然气的计量工作。