我國天然氣的發(fā)展現(xiàn)狀

  流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)，古羅馬凱撒時(shí)代已采用孔板測量居民的飲用水水量。17世紀(jì)托里拆利奠定差壓式流量計(jì)的理論基礎(chǔ)，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀(jì)流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計(jì)等。20世紀(jì)由于過程工業(yè)、能量計(jì)量、城市公用事業(yè)對(duì)流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動(dòng)儀表更新?lián)Q代，新型流量計(jì)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。至今，據(jù)稱已有上百種流量計(jì)投向市場，流量測量中許多棘手的難題可望獲得解決。
  我國天然氣計(jì)量起步較晚，在儀表的使用和選型上，主要以孔板為主，其比例約占88%，采用的是幾何檢定法。從20世紀(jì)70年代以來，我國參照國外系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自己的實(shí)際情況，在天然氣儀表的設(shè)計(jì)選型、使用、安裝、維護(hù)、管理、氣質(zhì)分析等方面作了相應(yīng)的工作，得出一些較重要的結(jié)論，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場阻力件、復(fù)雜工況影響，摸索出了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)方面，形成了《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》(SY/T6143-1996)標(biāo)準(zhǔn)、等效采用ISO5167并形成了GB2624標(biāo)底。但就天然氣流量計(jì)量總體技術(shù)與水平而言，與國外相比還存在顯著差距。例如，我國大量使用的孔板節(jié)流裝置及其二次儀表雙波紋管差壓計(jì)的計(jì)量技術(shù)，由于其固有的缺陷，如孔板在使用過程中的不斷磨損、腐蝕，阻力件組合形式遠(yuǎn)不止標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7種情況，現(xiàn)場旋渦流、脈動(dòng)流等影響因素復(fù)雜，對(duì)于氣量波動(dòng)大、變化頻率高的狀況適應(yīng)性差，導(dǎo)壓管易引起信號(hào)滯后，因此不能保證其計(jì)量準(zhǔn)確度。
  近幾年來，我國天然氣計(jì)量技術(shù)的現(xiàn)狀具體可概括有如下幾點(diǎn)：
1.孔板節(jié)流裝置二次儀表智能化。在二次儀表方面，對(duì)部分天然氣計(jì) 量裝置進(jìn)行了改造，現(xiàn)場逐步采取配用智能壓力變送器、溫度變送器，流量計(jì)算機(jī)以取代雙波紋管差壓計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量自動(dòng)化。該系統(tǒng)變送器具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好，可利用它的通訊功能進(jìn)行在線故障診斷、組態(tài)和校驗(yàn)，天然氣流量計(jì)量逐步走向在線、智能、實(shí)時(shí)計(jì)量。圖1-1即為二次智能化后的標(biāo)準(zhǔn)孔板內(nèi)部構(gòu)造圖。
2.適應(yīng)中小流量的新型智能式流量計(jì)得以推廣與應(yīng)用。為解決部分現(xiàn)場在中小流量和中低壓情況下流量波動(dòng)較大，孔板計(jì)量準(zhǔn)確性較差的特殊難題，國內(nèi)推出智能漩進(jìn)旋渦流量計(jì)、智能渦輪流量計(jì)。該類流量計(jì)能在線采集壓力、溫度、工況流量、標(biāo)定流量、實(shí)時(shí)修正壓縮因子以及自動(dòng)進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定和在現(xiàn)場較大范圍應(yīng)用(如四川、新疆、大港、大慶、河南等)，效果較好。近期又出現(xiàn)了該類型的雙探頭智能流量計(jì)，抗干擾能力進(jìn)一步增強(qiáng)。 
3.國內(nèi)開展了高壓大流量計(jì)量技術(shù)的研究。隨著國外氣體超聲流量計(jì)的迅速發(fā)展，我國及時(shí)跟蹤國外先進(jìn)計(jì)量技術(shù)，自1999年以來，由國家原油大流量計(jì)量站成都天然氣流量分站(以下簡稱計(jì)量分站)牽頭，對(duì)具有典型代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所生產(chǎn)的氣體超聲流量計(jì)進(jìn)行了實(shí)流測試，研究在理想安裝條件、非理想安裝條件、旋轉(zhuǎn)不同角度安裝條件、帶壓更換超聲換能器、不同壓力條件、聲道故障狀態(tài)的性能并進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。得出氣體超聲流量計(jì)干校后仍需實(shí)流檢定和周期送檢等重要結(jié)論。經(jīng)過天然氣實(shí)流測試后，北京、大慶、新疆、四川、天津、河北等已逐步引進(jìn)氣體超聲流量計(jì)約40臺(tái)?？趶娇刂圃贒N150mm～DN400mm，不確定度為0.5%～1.0%。 
4.實(shí)流檢定技術(shù)得到了發(fā)展。過去標(biāo)準(zhǔn)孔板一直沿用“幾何檢驗(yàn)法”，流量檢定裝置通常使用空氣作介質(zhì)，負(fù)壓檢定。最近幾年，實(shí)流檢定技術(shù)日趨成熟，已建立起全套天然氣實(shí)流檢定方法、程序、管理制度，并與國外如美國、荷蘭、英國、德國等技術(shù)和水平逐步靠近。為了更好地模擬現(xiàn)場工況，減少裝載、運(yùn)輸帶來的系列困難，控制和合理減少現(xiàn)場計(jì)量誤差，我國實(shí)流檢定逐步從室內(nèi)走向現(xiàn)場。如，國家原油大流量計(jì)量站(大慶)的移動(dòng)式音速噴嘴標(biāo)定車(壓力1.6MPa、管徑DN200mm、流量90000m3/h)，計(jì)量分站新購置的移動(dòng)式氣體超聲流量標(biāo)定車(壓力6.4MPa、管徑DN 600mm、工況流量80～8000 m3/h)。 
5.標(biāo)準(zhǔn)逐步得到完善與統(tǒng)一。如《用氣體超聲流量計(jì)測量天然氣》非等效采用AGA NO.9，同時(shí)也參考了ISO/TRl2765的部分內(nèi)容，2001年4月，已通過國家專標(biāo)委評(píng)審。《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》，非等效采用PREN1776：《天然氣測量系統(tǒng)基本要求》，2001年8月已通過國家專標(biāo)委評(píng)審。目前正準(zhǔn)備起草《用渦輪流量計(jì)測量天然氣》國家標(biāo)準(zhǔn)。
6.積極開展了國際流量比對(duì)工作。國外流量比對(duì)起步較早，最近幾年華陽計(jì)量分站在天然氣流量方法與美國CEESI、美國SWRI、荷蘭NMI、德國PIGSAR進(jìn)行了初步的流量比對(duì)工作，結(jié)果基本一致。近幾年來，我國天然氣流量計(jì)量取得較大科研成就。比較典型的科研項(xiàng)目有：“天然氣、空氣、水為介質(zhì)對(duì)孔板計(jì)量性能的影響研究”、“天然氣計(jì)量技術(shù)研究”、“氣體超聲流量計(jì)的測試與現(xiàn)場應(yīng)用研究”、“新型流量計(jì)及新型整流器的研究與應(yīng)用”、“安裝條件對(duì)孔板影響因素的研究”等。我國參與國際計(jì)量學(xué)術(shù)活動(dòng)比較頻繁，如參加美國API會(huì)議、參加英國國際法制計(jì)量組織(OMIL)，主持和申辦國際流量測量學(xué)術(shù)會(huì)議FLOMEKO和ISO/TC193等。