天然气流量计量系统的检定和维护

1、天然气流量计量系统的检定和维护前言 随着国家能源政策的变化和环境保护的要求，天然气的使用越来越多。国家的“西气东输”自从2003年通气后。我们华润也慢慢的加入到这个行业中来了。也正是由于西气东输第一和二期等相继实施。是我国的燃气事业得到了飞速的发展。燃气除了民用，现在也在向新的领域拓展。如学校，能源加气汽车，工厂等，面对燃气的快速发展，燃气的流量计量也尤为重要，尤其是工业用气的流量计量。因为这类用户的用气量很大，一旦出现了问题，影响非常大，燃气计量也是燃气企业发展的生命线。客服还有计量维护都是燃气行业的首站。 With the requirements of national energy p

2、olicy and environmental changes, more and more use of natural gas. The country's "natural gas" since 2003，ventilation. Resources we are slowly added to this industry came. It is due to the first and the two West-East, etc. have been implemented. Is the country's gas industry has be

3、en rapid development. In addition to civilian outside gas is now also expanding into new areas. Such as schools, energy aerated cars, factories, etc., in the face of rapid development of gas, gas flow measurement is particularly important, especially industrial gas flow metering. Because such a larg

4、e user of gas consumption, if there is a problem, the impact is very large, gas metering gas is the lifeline of enterprise development. There customer service is the first stop of the maintenance metering gas industry.目录前言12.天然气发展现状22.1天然气计量系统的含义22.2天然气现状32.3未来发展趋势33.天然气流量计量标准44.天然气流量计量方法44.1 计量方法44

5、.2天然气流量计的选用65.天然气流量计量系统的检定和校准76.天然气流量计量的维护97.结论102.天然气发展现状2.1天然气计量系统的含义天然气计量，是指在天然气流动的过程中，对气流进行的一系列测量。影响天然气计量准确性有很多的因素一个是测量系统的选取和维护管理。要想保证计量系统的准确性需要健全的计量系统标准和规范。2.2天然气现状我们国家的天然气计量技术与别的发达国家相比存在很多的不足。我们国家都是根据国际标准，然后结合自己公司自己的实际情况进行仪器的选用。也大大提高了仪器的测量精度和可靠性。同时在天然气计量仪器选型，使用，维护和管理方面做了很多的努力。虽然制定了一系列的天然气计量标准，

6、但是我国的天然气计量标准系统仍然不完善，与国际先进水平存在很大的差距，计量标准难以与国际接轨。目前国家天然气计量的方式主要是以下几种：（1）孔板流量计量。是国内使用最为普遍的计量方式，虽然说技术程度高，但是存在偏差。上升空间比较。（2）涡轮流量计量。具有测量的精度高和范围宽等特点。（3）超声波流量计量。工作的原理比较的简单明了，测量的精度高，量程比较大，可以实现双向流量计量，适应性比较强，占地面积少，没有可动的部件，坚固耐用。（4）互补式气体流量计量。相对前面几个这个技术比较成熟，结构多样。多试用于高低压的场所。但是目前还没有投入市场正在测试阶段。2.3未来发展趋势天然气的流量计工作是一个系统

7、的工程，能否对天然气流量进行准确计量是一个非常重要的任务。随着社会信息化的快速发展，电子技术的蓬勃时期，计算机技术和互联网技术都会运用到天然气流量计量的领域里面。为着构建自动化，智能化和远程化的流量计量系统也因此奠定了基础。计量系统不仅可以依靠标准程序进行运行，对天然气的流量也实现了实时记录，存储和传输。还可以把它放到计算机云端处理系统里面，为我们的远程操作和控制提供很好的条件。由此可以看出，计量方式的自动化，智能化和远程化是未来天然气的计量技术的发展方向。大家都知道天然气引进中国不是很久，新能源的发展还是处在发展测试阶段，技术都不是很成熟，以前使用天然气的计量仪表都是很单一的并且结构简单。这

8、种仪器只能对天然气流量进行一个粗略的测量，误差很大。虽然没有100%误差但是也要精确一些。也是因为这些可能导致天然气的发展。为了满足各种测量的需求，国家也加大研究力度。针对不同的测量范围，不同的测量介质和不一样的工作范围，可以选择不同种类和不同的型号的流量计。随着我国天然气计量标准不断发展，丰富和完善，国外先进的计量也被运用。目前天然气计量标准已经构成了一个完整的体系。正在朝着多元化的发展方向发展。从计量的体积可以表现了天然气计量技术的精确性，也可以这么说，已能量计量的方式可以更好的突出天然气的特性和方面等。现阶段我们华润在多个天然气计量站配备了天然气在线分析系统，可以更好的提供天然气的热值和

9、数据。可以更好的反馈到云端系统让操作人员进行处理和记录。但是随着市场经济的蓬勃发展，人们越来越重视天然气流量计量的准确性，因为这个直接导致居民还有工业的用气量。也避免了计量纠纷。现阶段我国的天然气计量技术还是存在很多的不足，需要我们积极的采取有效着力解决。不断提高天然气的流量计量的准确性我也相信在不久的将来这个做个更加好更有人性化。3.天然气流量计量标准天然气流量计量标准其实就是天然气流量的测量，而这些操作都是在燃气流动的时候进行测量的，测量它是有标准的。主要是气体的密度，热量等。还有仪表的安全标准。天然气计量设计的方面也很多，比如设计，建设，操作，维修，检查，验收，等多个方面。我们首先要遵守

10、计量标准质量，目前的主要方法主要是体积测量。由于石油企业也在慢慢发展燃气。天然气的生产和运输都有所改变。天然气需要有效地供应给居民还有工业企业。必须有效地及时的得到计量数据。还得需要精确的远程抄表还有人工抄表。这样才能有效的提高天然气的生产能力。4.天然气流量计量方法4.1 计量方法我国天然气计量常以体积表示。天然气体积是随天然气的温度和压力而变化的。为了便于比较，必须规定某种状态为标准状态。我国规定天然气流量测量的标准状态是：绝对压力为0101 325 MPa，温度为29315 K。如果没有特别指明为工作状态下的天然气流量，一般是指在上述标准状态下的天然气的体积流量。天然气流量计量的方法很多

11、，可用的流量仪表也很多，按工作原理大致分为以下几种：1) 差压式流量计：在目前的管道的天然气计量中，大多数仍然使用差压式流量计，通过间接测量可以得到天然气的压力，差压式流量计还有温度参数。按照公式可以计算出天然气的体积流量。由于标准孔板23个月需要清洗，检定一次，为了不影响供气，装置最好采用高级孔板阀门，前后直管段为了保持粗糙程度不超标，最好就是要进行防腐处理。主要原因是这个一旦装上，只要没有损坏一般不给拆掉。2) 容积式流量计：气体腰轮流量计也称罗茨流量计，它是一种典型的容积式流量计，多用于连续测量流经管道的气体的总量(累积流量)。其原理为转子与壳体之间构成一个封闭的容室，即计量室。腰轮流量

12、计的转子是一对互为共轭曲线的腰轮。与腰轮同轴安装的是驱动齿轮。当被测流体通过流量计时，进出口之间形成差压从而推动腰轮旋转，腰轮之间由驱动齿轮互相驱动。腰轮每转一周，排出的流体是一固定值，即排出量与腰轮轴转数成正比。因此，只要已知腰轮与流量计壳体所构成的计量容室的体积，腰轮的旋转次数，就可以计算出气体的体积流量。测量腰轮转速，即可得出单位时间内的流量，即平均瞬时流量。容积式流量计的显示值一般为工况下体积流量，换算到标准状态采用人工计算，温度、压力值采用长期平均值或估计值。3) 速度式流量计：是以直接测量封闭管道中满管流流动速度为原理的流量计。包括涡轮流量计，涡街流量计，旋进旋涡流量计，超声波流量

13、计等。由于测量到的流速是工况下的最后显示的也是工况下的体积流量。现在市场上也出现了采用计算机自动实时补偿温度和压力的智能型旋进旋涡流量级。4) 目前常用的三种流量计的比较（见表1）。表1 目前常用的三种流量计的比较流量计形式准确度操作造价量程扩展远程通信管理人为因素干扰标准孔板差压式流量计双波纹管低繁低差无大计算机高中高好有用软件避免腰轮流量计低中低差无大智能型旋进旋涡流量计较高易中差有较小4.2天然气流量计的选用各城市燃气公司和上游供气公司燃气贸易结算所用计量装置为带有温度、压力自动补偿功能的智能表，其计量结果均是折算为标准状态(101.325kPa，20)下的体积。然而，燃气公司经营的燃气

14、商业用户很多都是采用没有温压补偿功能的膜式燃气表，其读数是没有经过温度和压力补偿的工况体积值，这样，供气总量和销售总量必然存在一定的误差，即供销差。按照气体状态方程计算，供气温度与标准状态20相比较，每降低2.93，燃气公司与用户间贸易计量值与标准状态计量值相比较将降低1%，因此，在冬季，特别是平均温度较低的北方城市，温度对计量误差的影响特别突出。同理，按照气体状态方程计算，用户供气压力与标准状态101.325kPa相比较，每升高1.0kPa，贸易计量值约降低1%。用户使用天然气时，燃具设计压力一般为2.0kPa，考虑到商业计量表的压力损失，计量表进口压力约2.3kPa，因此，由于压力原因造成

15、的计量损失约2.3%。根据哈尔滨市中庆燃气有限责任公司的有关资料分析，用户使用人工煤气时，由于未设温度及压力补偿而产生的燃气供销差率约3.34%。当地燃气系统正在由人工煤气转换为天然气，转换完成后，用户燃具额定压力将提高1kPa，由于未设温度及压力补偿装置而产生的供销差率预计将达到4.34%。为降低燃气供销差，燃气流量计设置温压补偿装置非常必要。燃气计量表是燃气经营企业与用户间结算的基础，燃气计量表的选用是企业生产经营的一个重要环节，也是燃气用户系统中成本较大的部分。在以往的燃气计量设备选用过程中，为发展用户，燃气企业主要关注的是用户的承受能力，给用户提供各种优惠政策，降低燃气系统造价是采取的

16、主要手段。降低计量设备价格，可能会影响计量精度，为降低价格而选用没有温压补偿的燃气计量装置，会进一步加大计量偏差，从而影响燃气企业效益。为了发展用户，而又不降低贸易计量水平，燃气公司可对使用带有温压补偿的计量表与使用普通计量表相比所增加的计量成本进行投资，该项资金通过降低供销差而给企业带来的收益进行回收。为确保燃气公司为此增加的资金及时回收，避免造成资金浪费，应当关注设备的全生命周期成本费用及效益。哈尔滨市燃气用户目前已接受最低的普通膜式燃气表价格，为不影响发展用户，下面假定采用温压补偿型膜式燃气表和温压补偿型罗茨流量计，超出普通膜式燃气表的费用由燃气公司承担，从燃气表的初始造价、定期校验费、

17、燃气表使用寿命及燃气费回收几方面进行燃气表的设备方案比选。我们应该更加好的选择流量计的测量方法还有仪器，我们在选择的同时也要知道仪器的功能还有材质是否符合我公司燃气的所需。主要看仪器的好的性能和流体性等众多的方面。还有就的考虑经济。1) 看仪器的精确度，重复性，线性，还有范围和压力损失，信号的传输和响应的时间目前我们用的一个是远程控制。2) 温度，密度，化学性质，腐蚀，气体压缩等嫡系数都是要考虑的内容3) 对于管道布置和流动的方向，管径，电源，过滤排污等也是我们要的细节。4) 环境温度，湿度，安全性，防爆等5) 购置费，安装，维修，检验费用，使用的期限也是严格规定的。5.天然气流量计量系统的检

18、定和校准随着社会的不断发展，工业规模不断的扩大，石油和天然气等能源消耗过快，能源问题也成为社会广泛的讨论。天然气的消耗量也占据很大的比例。流量的计算也关系到居民和企业的经济和效益。流量及是天然气管网中也是很重要的设备。，其计量的准确性是企业收入的保障，因此其余其进行定期的检定和维修也是我们需要做的重要内容。检定方法如下：(1)间接检定法又称为干校验法，它是通过校核流量计各部分的几何尺寸，测定与流量有关的物理量，并检查流量计安装使用条件以及操作是否按规程进行等来检定流量计的方法。在天然气流量测量仪表中，流量测量装置和文丘里喷嘴等均可采用干校法检定。一般来说，干校验法方便简易，检定设备投资少。但是

19、，由于流量计的特性不仅与仪表的几何特性有关，而且与管道特性、流体物性、流态及流速分布等多种因素有关，因此可以说即使几何相似、动力相似的两个流量计，其示值也难保证完全一致。所以，干校法的适用范围有限，精度也不能很高，大部分流量汁一般要采用直接检定法进行捡定。(2)直接检定法又分为在线检定(实流检定法)和离线检定两种方法。在线检定法要求流量计工作在实际工况状态下，通过采用将已在国家授权的标准装置上校准过、具有确定准确度等级的标准流量计(或流量标准装置)串接于流量计的工作回路中，用被测介质对流量计进行检定的方法，因此，这种方法能够可靠地确定流量计的工作性能，能获得较高的检定精度。由于受到标准流量计(

20、流量标准装置)运输、安装等困难的影响，在线核定不仅核定费用高，而且有时根本就无法实现，所以在线检定方法在我国天然气计量中使用的场合为数不多。流量计的离线检定方法一般是在实验室内的流量标准装置上实现的。在流量计的离线检定中，流量标准装置和被检流量计在检定时的工作介质往往是不同于流量计的工况介质，检定时的工作压力和温度也不同于流量计的实际工作压力和温度。对于气体流量标准装置，一般选用空气或天然气作为检定介质。选用离线检定方法时，必须找出检定介质与实测介质的物理和化学特性的不同对流量计示值所造成的影响，必须找出由于检定条件与使用条件不一致对流量计示值所造成的影响，并对上述影响进行修正。否则，很难获得

21、满意的流量计检定结果。能够提供确定准确度，用干校准工作流量计或流量计量系统，并在国家计量部门授权的检定装置上检定(或校准)，持有有效检定(校准)证书，证明其准确度的成套仪器仪表或成套装置。气体流量标准装置的种类不同，其结构各异，但至少应具备压源、测试管段、流量调节阀、流量计量标准器具及控制设备五个组成部分。压源用于产生测试管段内的气体流动，提供检定所需的气体流量和压力。气体流量标准装置的压源一般需配备稳压装置，保证测试管段内的气体流动为恒定流动。测试管段是指装置中安装被检流量计及压力和温度测量仪表的工艺管路。流量调节阀可使装置复现的流量达到不同的检定流量值。流量计量标准器具可以是标准容器和计时

22、器，也可以是标准秆和计时器，或者用标准流量计作为流量计量标准器具。用标准容器和计时器测得的是气体体积流量，用标准秤和计时器测得的是气体质量流量。气体流量标准装置的控制设备主要是指保证装置正常工作所需的自动控制系统和检定数据的检测与处理系统。使用气体流量标准装置检定流量计(或计量系统)时，要求其不确定度值应大于被检流量计(或计量系统)的不确定度值的旧，并严格按相应检定规程进行检定。对于采用电动仪表加计算机进行流量计量的系统，应对单参数的测量值和数学模型进行检定。随着现代计量技术的发展，新型计量器具、高精度的计量器具层出不穷，标准计量器具作为工作计量器具使用的现象也越来越普及，它们为科学、准确计量

23、发挥了重要的作用，但也面临的一个问题是与之配套的用于检定计量器具的标准器具不能满足要求，为了确保这些计量器具在使用中的准确性，应及时对其进行校准管理。检定是为了评定计量器具的计量性能，并确定其是否合格所进行的全部工作。检定是进行量值传递或量值溯源以及保证量值准确一致和量值统一的重要措施，是国家对整个计量器具进行管理的技术手段。检定必须按照计量检定规程来进行。数据采集系统是能测量来自变送器的输入信号，并以数字方式输出至计算机进行数据存储、处理、显示、打印或记录的系统，是天然气流量计算机计量系统的关键部分，它的核心部分是电量的测量。应按照JJFl048一1995数据采集系统校准规范进行校准。数字化

24、仪表可直接接驳计算机，在进行量值检定时同步检定了计算机显示值。计算机按照采样间隔进行流量累积，而现阶段对采样时间间隔一般未做检定，建议输出与采样时日J日】隔同步的信号，通过对该信号的检定，确定采样时间间隔的准确度，建议准确度应不低于001。具体操作方法可以用采样时间间隔作为时间闸门去截取标准时间脉冲(例如10删z的标准晶振脉冲)，这样的读数分辨率可达10 S，就准确度而言完全可以达到要求，而且测量多次所花的时间也很少。校准是使用可溯源国家基准的方法和相应准确度的标准仪表，对流量计量系统和组成计量系统的仪表及配套的计量设施进行检验和调试，将流量计系统的计量性能调整到最佳工作状态所从事的工作。目前天然气计量中采用的校准方法主要为动态实流校准。在动态实流校准中常见的是采用高一等级标准装置进行对工作流量计、计量系统进行的量值校准和同等级准确度的计量系统之间进行比对校准对流量计的动态校准应在流量计的工作范围内进行不少于5个点的全量程校准，每个流量点宜重复校准3-6 次，校准结果应表明流量计的流量特征系数与流量值或雷诺数的