西森自动化:流量测量行业特点及其对仪表要求(下)

天然气流量测量的特点及其对仪表的要求

   天然气作为一次能源，在世界一次能源结构中的比重逐年上升，天然气贸易交接计量所涉及的金额是巨大的，引起国际上的广泛重视。为了保证天然气生产及利用企业的贸易计量公正合理，维护贸易双方的正当权益，欧洲最早制订了EN1776:1998《天然气测量系统基本要求》。我国在这一标准基础上也制订了相应的标准GB/T 18603-2001《天然气计量系统技术要求》。

天然气计量系统具有下列主要特点和基本要求。

   (1)防爆要求流体易燃易爆，可能的危险区域应按GB 3836.1进行分级，在危险区域内，任何仪表和电器设备选型和安装都应符合GB 3836的规定。

   (2)不中断供气要求为了保证连续输气，不能因计量仪表维修等中断供气，计量站和计量回路宜设置旁通，对于重要的大流量用户，推荐采用并联双计量回路。旁通阀和并联双计量回路上游阀(或下游阀)应选择关闭性能好、耐用、有检漏装置的截断阀，避免非计量流失。

   (3)工况的多样性天然气从采集、处理、运输到分配的各个环节都需要计量，采集环节流体脏污，气体带液甚至混有固相。不同的气井压力差异大。运输环节流体压力也较高，但分配到最终用户处，压力可能降得很低。因此，不同环节的流量测量应了解清楚流体工况和具体条件，不能一概而论。

(4)不同的准确度要求天然气计量属大宗能源计量，而且流量值越大，涉及到的结算金额越大。而所配置的计量仪表的价格与准确度有关，准确度越高，价格也越高，计量值相对较小的计量系统，一般承担不起价格昂贵得多的高准确度仪表，因此，只能降低要求，但仍应达到有关标准的要求。表2.1所列是不同等级的天然气计量系统仪器仪表配备指南。表2.2是不同等级的计量系统配套仪表准确度要求。

   (5)计量系统不同的输出量类型和计量单位计量系统由天然气流量计和进行不同参数测量的变送器、流量计算及确定各输出参数的转换装置组成。根据系统的组成和需要，输出量可以是标准体积流量、质量流量和能量流量。标准状态体积流量以m³/s为单位;工作状态体积流量以m³/S为单位;质量流量以k酬s为单位;能量流量以MJ/，为单位。

   (6)天然气组分变化由天然气组分变化引起的标准状态密度变化、压缩因子变化，都将影响流量测量准确度，因此在计量值大的计量系统中，应根据天然气组分稳定度定时取样，进行全组分分析。

   (7)超压缩因子变化天然气超压缩因子F:是因天然气特性偏离理想气体定律而导入的修正系数。超压缩因子不仅受流体温度、压力影响，而且随天然气组分变化。因此应实时计算其数值。

   (8)实流校准天然气干线流量计的主要特点为高压(2MPa以上)、大口径(DN 150以上)、高精确度(0. 5级以上)。我国从塔里木到上海的输气干线总长为4000多千米，压力为10 MPa，管径为DN1000，这些特点要求输气干线流量计应具有高精确度、稳定可靠的计量系统和配备相应的校准装置。

   实流校准应在与实际操作条件相近的条件下进行，然而，如果将条件差异所引起的不确定度估算考虑在内，在不同条件下校准也是可行的。在计量值大的计量站，应在计量管道上串联安装一套校准用附加流量计，以便定期进行实流校准。

楼宇中的流量测量特点

   城市高楼大厦也需要很多流量仪表。按照其用途可分成两类，其一是楼宇自动化(BA)系统使用的流量计，其二是能源费用结算用计量仪表。

   (1)楼宇自动化系统中的流量测量在楼宇自动化系统中，对进出重点设备或装置的流体流量进行测量，测量结果用于设备运行状态监视、控制和设备管理。测量结果一般不用于贸易结算，所以对测量精确度要求不高。仪表一般由楼宇自动化工程公司选型，主要考虑的是安装方便、价格和仪表故障后不影响系统运行。

   (2)以能源计量为目的的流量测量楼宇中的自来水、燃气、燃油等要靠外部供给，空调冷冻水、热水、冷却水等要供给用户使用，自己发生的蒸汽有时还外供到其他单位，因此，需对这些流体进行计量，计量精确度必须满足贸易结算的要求，计量结果用于对外收费的表计，还应按规定进行强制检定。

   冷冻水、热水等流体供给用户，其实用户并未将冷冻水、热水等消耗掉，仅仅是取走了冷冻水中的冷量和热水中的热量，所以测量的参数确切地说应是冷量和热量，相应的表计是冷量表和热量表。另外对自来水、燃气和蒸汽进行计量需水表、气表和蒸汽流量计。

   空调用冷冻水温度不是很低，一般为5一6℃的淡水;空调用热水主要用于采暖、洗澡、洗漱等，所以温度不很高，大多在90℃以下。这样的使用要求和流体条件，合理的选型是电磁流量计。