天然氣流量計的類型與精度影響因素

1 天然氣流量計類型

基于當(dāng)前天然氣計量儀器的發(fā)展?fàn)顩r，從測量原理角度分析，天然氣流量計可劃分為5類，分別為超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、孔板流量計以及皮膜表［1-4］。各類流量計具體工作原理和特點等如表1所示。

2 計量精度影響因素分析

2.1 壓力、溫度

天然氣狀態(tài)對壓力與溫度的變化十分敏感，氣體體積在計量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，根據(jù)介質(zhì)材料溫度和壓力，結(jié)合實際天然氣運營情況，合理調(diào)準(zhǔn)天然氣標(biāo)準(zhǔn)范圍，可以有效降低計量偏差。在北方，冬夏溫差大，天然氣流量計量誤差范圍3% ～8%，倘若未制定介質(zhì)壓力和溫度計量規(guī)范，燃氣公司會有一定程度損失［1-4］。

2.2 計量環(huán)境溫度

天然氣計量精度也受到環(huán)境溫度變化而變化，環(huán)境溫度變化時，測量精度有所降低。長時間處于溫度不穩(wěn)定狀態(tài)會導(dǎo)致儀器出現(xiàn)問題，計量裝置中有一種儀器為流量傳感器，是一種熱膨脹性材料制成的，流量傳感器對工作環(huán)境溫度的變化感知很靈敏。計量環(huán)境溫度很低時，天然氣計量會較慢，計量誤差也會較大，一般為正常計量值的2.6 ～3.9 倍，表明工作環(huán)境溫差變化對計量儀表計量精度影響較大［5］。

2.3 技能與培訓(xùn)

儀器操作人員對計量規(guī)范的認(rèn)識以及技能的提高，有利于降低人為計量偏差。針對從事流量計量工作的人員，要加強技能培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，提高計量隊伍整體綜合水平，首先，要了解計量儀表性能，檢測不同壓力和溫差下儀表流量，根據(jù)工作環(huán)境選擇型號、性能合適的計量儀器 ；其次，對操作人員進行安裝培訓(xùn)，特別要了解計量器的工作原理，避免因人為操作不當(dāng)導(dǎo)致計量儀器安裝不對，引起較大的計量偏差。針對上述問題，要加強對工作人員技能培訓(xùn)，普及天然氣流量計量誤差知識，掌握計量裝置工作原理，才能有效保證燃氣公司天然氣輸送運行狀態(tài)安全。

3 不同類型流量計精度影響因素分析

3.1 速度式流量計計量精度分析

速度式流量計中使用zui為廣泛的是超聲波流量計，速度式流量計還包括渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計。對速度式流量計計量精度影響較大的因素主要有 ：

（1） 流體密度、粘度。密度和粘度越大，計量阻力越大，計量精度會降低，只有流體流速和流態(tài)均較平穩(wěn)時，才能提高計量精度。

（2） 對渦輪流量計安裝要求。測量儀器安裝偏斜也會造成計量誤差。

（3） 機械部件。儀器部件尺寸也會對渦輪儀計量結(jié)果產(chǎn)生影響，流體含有雜質(zhì)或者流量計長時間運行，會對成軸承壓產(chǎn)生磨損，計量準(zhǔn)確性降低。

3.2 容積式流量計計量精度分析

容積式流量計zui為典型的是腰輪流量計，計算流量公式如下 ：

q =？n·V

式中 ：q 為體積流量，m3/s ；n 為轉(zhuǎn)動次數(shù)，周/s ；V 為一定時間排出流量體積，m3/ 時間。

其中泄漏量對計量準(zhǔn)確性影響較大。泄漏量與流量計組成部件間隙有關(guān)，部件之間的間隙越大，計量誤差越大，計算泄漏量引起的流量誤差公式如下：

在選用流量計的時候，應(yīng)注意對儀器部件間隙參數(shù)檢查，確保各項參數(shù)在精度允許范圍內(nèi)，才能滿足誤差測量要求。

3.3 差壓式流量計計量精度分析

差壓式流量計主要為孔板流量計，對該儀器測量精度影響較大的是天然氣的流體特性、儀器本身性能、以及安裝使用條件等，具體分析如下 ：

（1） 壓力和溫度。環(huán)境溫度和壓力的變化對天然氣密度、壓縮系數(shù)以及粘度都會產(chǎn)生影響，測量流體中含有雜質(zhì)可能會導(dǎo)致部件轉(zhuǎn)角口、管彎處形成沖刷和腐蝕。

（2） 儀器性能。流量計儀器孔板厚度、端面平整度、部件的軸度、取壓位置、引壓管位置的設(shè)定以及引管長度等，都會對流體積液產(chǎn)生影響，從而計量結(jié)果精度降低。

（3） 工況條件。安裝管線合理性直接關(guān)系到流量計偏離中心，直管段測量的準(zhǔn)確性。同時，環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾等對測量儀器有影響。

4 結(jié)語

正確選擇流量計的種類，了解各種流量計的使用要求，對提高天然氣計量精度、降低計量偏差十分重要。操作人員應(yīng)提高專業(yè)技能和知識水平，熟悉掌握儀器儀表技術(shù)特征，減少操作誤差，提高計量準(zhǔn)確率，確保設(shè)備安全運行。