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

1質(zhì)量流量計特點

1.1?優(yōu)點

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

1. 計量準確度高,穩(wěn)定性好,真正實現(xiàn)了高精度的直接流量測量。
2. 量程比高,普遍可以達到20!1至50!1,有的質(zhì)量流量計其范圍度已高達100!1以上。
3. 不受管內(nèi)流體流動狀態(tài)的影響,在流量計上下游不必設(shè)置直管段。
4. 檢測管內(nèi)無可動部件,也*流體流動的部件,使流量計更便于維護和清洗,使用壽命更長。
5. 對介質(zhì)的適應(yīng)性較廣,可應(yīng)用于維護較困難的臟氣或濕氣的計量。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)易交接計量和過程控制的應(yīng)用場合。

2.2??缺點

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

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

2質(zhì)量流量計計量方式

目前,在上天然氣貿(mào)易計量交接有3種體系:一是標準參比條件下的體積量計量,二是質(zhì)量計量,三是標準參比條件下的能量計量;這三種計量方式,質(zhì)量流量計都能夠單獨或配套其它設(shè)備完成;現(xiàn)有的相關(guān)標準是的AGA11#報告和國內(nèi)的SY/T6659-2006∀用科里奧利質(zhì)量流量計測量天然氣流量#。

2.1??質(zhì)量計量

由于質(zhì)量流量計能夠直接測量天然氣的瞬時質(zhì)量流量,在質(zhì)量計量方面有得天獨厚的優(yōu)勢,不需要其它測量設(shè)備,就可獨立完成。

3在天然氣計量中的應(yīng)用范圍

3.1質(zhì)量流量計在管輸天然氣中的應(yīng)用

盡管質(zhì)量流量計有很多優(yōu)點,但其不能用于大管徑流量測量、壓力損失較大、價格昂貴等缺點,限制了其在天然氣長輸管道的計量應(yīng)用;目前,長輸管道的主流天然氣計量儀表是超聲波流量計、渦輪流量計和孔板流量計。

孔板流量計由于有準確度較低,量程比小,壓力損失大,流量計前后的直管段要求較長,占地面積大,參與檢測的元件較多需要維護的環(huán)節(jié)較多等缺點。而超聲波流量計準確度高、量程比大,無壓力損失,節(jié)省能源;無運動部件,維護量小,可節(jié)省大量的人力和物力。所以超聲波流量計的性能價格比要遠遠高于孔板流量計,目前超聲波流量計已經(jīng)逐漸取代了孔板流量計成為天然氣貿(mào)易交接的理想產(chǎn)品。

氣體渦輪流量計的應(yīng)用歷史較長,技術(shù)較為成熟,目前在天然氣計量領(lǐng)域應(yīng)用也較為普遍。其特點是準確度較高,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對被測介質(zhì)的清潔度要求較高,由于渦輪流量計的葉輪容易損壞,所以一般要求流量計前安裝過濾器;且在投運操作上也有很高的要求。導(dǎo)致渦輪流量計的后期維護維修量較大。

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

所以在管輸天然氣計量中,給質(zhì)量流量計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)量流量計可充分發(fā)揮出其優(yōu)點。

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

3.2質(zhì)量流量計在天然氣生產(chǎn)井計量的應(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,準確計量非常困難,這種狀況不適用于常規(guī)的流量計,而質(zhì)量流量計由于上述特點,可以*解決這些問題。

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

液化天然氣(LNG)是能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,我國已有多個LNG項目投用或正在建設(shè);LNG液化后的體積約為標準狀況下氣體的1/600,輸送成本僅為管道輸送的1/6左右,但LNG的運輸一般采用高壓、低溫(約-160%),整個儲運過程對設(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)計量國內(nèi)外均有完備的相關(guān)標準及成熟的流量計選型,這里只談?wù)?/span>LNG液化后的計量。 

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

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,檢測到的由科氏力產(chǎn)生的相位差也小得多,為保證測量準確度,應(yīng)選取在測量的質(zhì)量相同時能產(chǎn)生形變較大的質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu);在相同的大小的科氏力作用下,測量徑向距離越長的結(jié)構(gòu)其形變越大,根據(jù)資料,在zui大流量下,U型測量管測得的相位差是直管測量管的5倍,所以,測量天然氣時,應(yīng)優(yōu)先選用U型測量管的質(zhì)量流量計。

5校準/檢定問題

SY/T6659-2006中要求用于天然氣貿(mào)易計量的質(zhì)量流量計在使用前、修理后和使用達到檢定周期時應(yīng)進行檢定,并宜進行實流檢定。但AGA11#報告中明確指出,科氏力質(zhì)量流量計校準使用液體而不是使用氣體,使用液體校準而應(yīng)用于氣體計量,具有相同的指標,也就是說,經(jīng)過研究,國內(nèi)標準與標準在適當(dāng)?shù)臈l件下對標,那么,用于天然氣測量的的質(zhì)量流量計可以在常見的液體標準裝置上進行檢定,將大大改善目前天然氣貿(mào)易計量的送檢成本。

6結(jié)論

科氏力質(zhì)量流量計以其自身的優(yōu)點,短短幾年時間,在成品油貿(mào)易計量等方面迅速發(fā)展并普及,雖然在天然氣貿(mào)易計量應(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等方面的計量,有著其它流量計不可比擬的優(yōu)點,在這些領(lǐng)域必將迅猛發(fā)展。原文鏈接：http://www.techbring。。ｃｏｍ。