科氏力質(zhì)量流量計(jì)zui大的特點(diǎn)就是能夠直接測(cè)量流體的質(zhì)量,在液體流量測(cè)量中應(yīng)用廣泛,尤其是成品油的長(zhǎng)輸管道貿(mào)易計(jì)量;但在天然氣計(jì)量方面, 還很少應(yīng)用,本文根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn),介紹一下其在天然氣計(jì)量方面的應(yīng)用。

1質(zhì)量流量計(jì)特點(diǎn)

1.1?優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu),與其它流量計(jì)相比,質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量天然氣具有以下優(yōu)點(diǎn):

1. 計(jì)量準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性好,真正實(shí)現(xiàn)了高精度的直接流量測(cè)量。
2. 量程比高,普遍可以達(dá)到20!1至50!1,有的質(zhì)量流量計(jì)其范圍度已高達(dá)100!1以上。
3. 不受管內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)的影響,在流量計(jì)上下游不必設(shè)置直管段。
4. 檢測(cè)管內(nèi)無可動(dòng)部件,也*流體流動(dòng)的部件,使流量計(jì)更便于維護(hù)和清洗,使用壽命更長(zhǎng)。
5. 對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性較廣,可應(yīng)用于維護(hù)較困難的臟氣或濕氣的計(jì)量。能應(yīng)用于氣體組份和密度變化較大的情況。
6. 尤其適用于以質(zhì)量為基礎(chǔ)的貿(mào)易交接計(jì)量和過程控制的應(yīng)用場(chǎng)合。

2.2??缺點(diǎn)

當(dāng)然,質(zhì)量流量計(jì)也有缺點(diǎn),選用時(shí)應(yīng)充分注意以下幾點(diǎn):

1. 不能用于測(cè)量密度太低的天然氣。
2. 對(duì)外界振動(dòng)干擾較敏感,質(zhì)量流量計(jì)對(duì)安裝固定有較高要求。
3. 不能用于大管徑流量測(cè)量。
4. 有較大的體積和重量;壓力損失也較大。
5. 價(jià)格昂貴。

2質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量方式

目前,在上天然氣貿(mào)易計(jì)量交接有3種體系:一是標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積量計(jì)量,二是質(zhì)量計(jì)量,三是標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的能量計(jì)量;這三種計(jì)量方式,質(zhì)量流量計(jì)都能夠單獨(dú)或配套其它設(shè)備完成;現(xiàn)有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是的AGA11#報(bào)告和國(guó)內(nèi)的SY/T6659-2006∀用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量天然氣流量#。

2.1??質(zhì)量計(jì)量

由于質(zhì)量流量計(jì)能夠直接測(cè)量天然氣的瞬時(shí)質(zhì)量流量,在質(zhì)量計(jì)量方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),不需要其它測(cè)量設(shè)備,就可獨(dú)立完成。

3在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用范圍

3.1質(zhì)量流量計(jì)在管輸天然氣中的應(yīng)用

盡管質(zhì)量流量計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn),但其不能用于大管徑流量測(cè)量、壓力損失較大、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn),限制了其在天然氣長(zhǎng)輸管道的計(jì)量應(yīng)用;目前,長(zhǎng)輸管道的主流天然氣計(jì)量?jī)x表是超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和孔板流量計(jì)。

孔板流量計(jì)由于有準(zhǔn)確度較低,量程比小,壓力損失大,流量計(jì)前后的直管段要求較長(zhǎng),占地面積大,參與檢測(cè)的元件較多需要維護(hù)的環(huán)節(jié)較多等缺點(diǎn)。而超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度高、量程比大,無壓力損失,節(jié)省能源;無運(yùn)動(dòng)部件,維護(hù)量小,可節(jié)省大量的人力和物力。所以超聲波流量計(jì)的性能價(jià)格比要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于孔板流量計(jì),目前超聲波流量計(jì)已經(jīng)逐漸取代了孔板流量計(jì)成為天然氣貿(mào)易交接的理想產(chǎn)品。

氣體渦輪流量計(jì)的應(yīng)用歷史較長(zhǎng),技術(shù)較為成熟,目前在天然氣計(jì)量領(lǐng)域應(yīng)用也較為普遍。其特點(diǎn)是準(zhǔn)確度較高,穩(wěn)定性較好,量程比較寬,所需的直管段較短,占地面積小。但是氣體渦輪流量計(jì)對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高,由于渦輪流量計(jì)的葉輪容易損壞,所以一般要求流量計(jì)前安裝過濾器;且在投運(yùn)操作上也有很高的要求。導(dǎo)致渦輪流量計(jì)的后期維護(hù)維修量較大。

盡管超聲波流量計(jì)有諸多優(yōu)點(diǎn),但是由于超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理為傳播時(shí)間差法,當(dāng)超聲流量計(jì)的口徑變小時(shí)其聲波傳播的聲程變短,傳播時(shí)間也相應(yīng)變短,傳播時(shí)間差就會(huì)很難得到準(zhǔn)確的測(cè)量,這使小口徑的超聲波流量計(jì)的量程比和準(zhǔn)確度都會(huì)下降。

所以在管輸天然氣計(jì)量中,給質(zhì)量流量計(jì)留下的使用空間基本上只有小口徑(DN100以下),和較臟的天然氣兩種情況,在這兩種情況下,質(zhì)量流量計(jì)可充分發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn)。

此外,在燃驅(qū)壓氣站自耗氣計(jì)量中,也會(huì)有出色的表現(xiàn),由于站內(nèi)生活用氣和壓縮機(jī)燃料氣的用氣量供氣啟停頻率較高,特別是流量波動(dòng)范圍很大(現(xiàn)波動(dòng)zui大的站達(dá)到5~20000Nm3 /h之多),造成對(duì)流量計(jì)的沖擊較大,就目前的技術(shù)而言,在全范圍內(nèi)測(cè)量比較困難。質(zhì)量流量計(jì)具有具有50!1的量程比(示值范圍達(dá)到500!1),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他幾類流量計(jì),加上安裝檢測(cè)管內(nèi)無可動(dòng)部件,也*流體流動(dòng)的部件,不需要前后直管段,節(jié)省占地面積等優(yōu)點(diǎn)。適合用于自耗氣流量總計(jì)量。

3.2質(zhì)量流量計(jì)在天然氣生產(chǎn)井計(jì)量的應(yīng)用

天然氣生產(chǎn)井外輸管線內(nèi),壓力、溫度、雜質(zhì)含量以及生產(chǎn)狀況下密度多變,準(zhǔn)確計(jì)量非常困難,這種狀況不適用于常規(guī)的流量計(jì),而質(zhì)量流量計(jì)由于上述特點(diǎn),可以*解決這些問題。

3.3質(zhì)量流量計(jì)在液化天然氣(LNG)計(jì)量中的應(yīng)用 ????

液化天然氣(LNG)是能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,我國(guó)已有多個(gè)LNG項(xiàng)目投用或正在建設(shè);LNG液化后的體積約為標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的1/600,輸送成本僅為管道輸送的1/6左右,但LNG的運(yùn)輸一般采用高壓、低溫(約-160%),整個(gè)儲(chǔ)運(yùn)過程對(duì)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、人員都有很高要求。從LNG的生產(chǎn)過程來看,其計(jì)量可分為液化前、液化后和氣化后三種,液化前和氣化后屬氣態(tài),天然氣的氣態(tài)計(jì)量國(guó)內(nèi)外均有完備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及成熟的流量計(jì)選型,這里只談?wù)?/span>LNG液化后的計(jì)量。 

LNG液化后的計(jì)量與油品相似,以質(zhì)量(t)為交接單位;由于LNG自潤(rùn)滑性差,采用容積式或渦輪流量計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量時(shí),會(huì)造成轉(zhuǎn)子軸與定子軸承之間,轉(zhuǎn)子與計(jì)量腔內(nèi)壁之間磨損嚴(yán)重,直接影響流量計(jì)的壽命;而質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量腔內(nèi)無可動(dòng)部件,克服了LNG自潤(rùn)滑性不好造成的影響,同時(shí),它直接測(cè)得LNG的交接質(zhì)量,而其它類型流量計(jì)測(cè)得的是體積流量,必須再測(cè)得溫度、壓力和密度等參數(shù),才能換算成交接質(zhì)量;其中的密度測(cè)量如果采用在線密度計(jì),其價(jià)格與質(zhì)量流量計(jì)相近,如果采用離線分析,由于高壓、低溫,采樣的代表性不好,同時(shí),由于LNG飽和蒸汽壓高,在常壓下無法檢測(cè)密度,只能用色譜分析法檢測(cè),不僅檢測(cè)成本高,操作復(fù)雜,而且檢測(cè)準(zhǔn)確度難以保證。由此可以看出,質(zhì)量流量計(jì)是測(cè)量LNG的理想流量計(jì);目前,zui大的問題是缺少在線實(shí)流檢定的數(shù)據(jù)來證實(shí)實(shí)際的測(cè)量不確定度符合測(cè)量要求。

4結(jié)構(gòu)問題

由于天然氣密度小,相同流速下,質(zhì)量流量比液體要小得多,檢測(cè)到的由科氏力產(chǎn)生的相位差也小得多,為保證測(cè)量準(zhǔn)確度,應(yīng)選取在測(cè)量的質(zhì)量相同時(shí)能產(chǎn)生形變較大的質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu);在相同的大小的科氏力作用下,測(cè)量徑向距離越長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)其形變?cè)酱?/span>,根據(jù)資料,在zui大流量下,U型測(cè)量管測(cè)得的相位差是直管測(cè)量管的5倍,所以,測(cè)量天然氣時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用U型測(cè)量管的質(zhì)量流量計(jì)。

5校準(zhǔn)/檢定問題

SY/T6659-2006中要求用于天然氣貿(mào)易計(jì)量的質(zhì)量流量計(jì)在使用前、修理后和使用達(dá)到檢定周期時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢定,并宜進(jìn)行實(shí)流檢定。但AGA11#報(bào)告中明確指出,科氏力質(zhì)量流量計(jì)校準(zhǔn)使用液體而不是使用氣體,使用液體校準(zhǔn)而應(yīng)用于氣體計(jì)量,具有相同的指標(biāo),也就是說,經(jīng)過研究,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)標(biāo),那么,用于天然氣測(cè)量的的質(zhì)量流量計(jì)可以在常見的液體標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行檢定,將大大改善目前天然氣貿(mào)易計(jì)量的送檢成本。

6結(jié)論

科氏力質(zhì)量流量計(jì)以其自身的優(yōu)點(diǎn),短短幾年時(shí)間,在成品油貿(mào)易計(jì)量等方面迅速發(fā)展并普及,雖然在天然氣貿(mào)易計(jì)量應(yīng)用還比較少,但在小口徑、臟污天然氣,燃驅(qū)壓氣站自耗氣,天然氣生產(chǎn)井,LNG等方面的計(jì)量,有著其它流量計(jì)不可比擬的優(yōu)點(diǎn),在這些領(lǐng)域必將迅猛發(fā)展。原文鏈接：http://www.techbring。。ｃｏｍ。