城市天然气门站不同计量表的比较_天然气门站检查表

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城市天然气门站不同计量表的比较

综合考虑各种流量计量仪表的优点、缺点和贸易计量的法制性要求，气体涡轮流量计[4～5]

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[8～11]、标准孔板流量计和气体超声流量计成为城市天然气门站计量仪表的首选。

① 气体涡轮流量计

气体涡轮流量计的主要特点是高准确度、高重复性。准确度一般为±1%～±1.5%，特殊要求下可以达到±0.5%。重复性最高可达到0.05%～0.2%。因此，在正确安装使用的前提下，保证经常校准，或者是在线校准，将会得到很高的精度。用于天然气门站计量的气体涡轮流量计，一般配有机械计数器和体积修正仪，有各种气体状态的显示和各种信号输出接口。中大口径产品的测量范围一般为20：1～40：1，小口径产品的测量范围一般为10：1。产品整体性好，安装使用方便。

但是，气体涡轮流量计也是一种易受现场条件干扰的流量计。流体物理性质的变化将直接影响气体涡轮流量计的测量准确度。天然气密度发生变化会影响到涡轮流量计的测量下限，密度变大时测量下限值将变小，反之测量下限值将变大。在选择气体涡轮流量计作为门站计量仪表时，应根据所测量天然气的温度和压力对密度的影响，重新换算流量计的测量下限值。脏污、结垢、粉尘等流体性状的变化，将会改变管道粗糙度、流通面积、叶轮轮廓，使流量计的计量性能受到严重影响。旋转、脉动、畸变等流体流动特性的影响也会使流量计的计量结果发生偏移。

作为门站贸易计量的流量计，气体涡轮流量计的标准是比较完善的。GB/T 18940—2003《封闭管道中气体流量的测量 涡轮流量计》规定了涡轮流量计的尺寸、范围、结构、性能校准和输出等特性。GB/T 21391—2008《用气体涡轮流量计测量天然气流量》结合天然气测量现场的实际使用情况，提出了许多有针对性的技术规定。JJG 1037—2008《涡轮流量计》为产品的型式评价和使用中检定提供了依据。

② 标准孔板流量计

标准孔板流量计的主要特点是检测部件标准化，可以准确复现，产品结构简单，无可动部件，性能稳定，使用寿命长，性价比很高。由于孔板流量计悠久的发展历史和深厚的理论基础，孔板流量计的标定可以采用干标的方法，即流量计无需实流标定，配合高级可换孔板阀的使用，使得高压力、大流量在线使用的孔板流量计周期检定成为可能，进一步满足了作为贸易结算用天然气流量计量仪表的法制性要求，因此具有很强的可操作性。

随着电子电路和计算机技术的高速发展，二次仪表的性能有了质的飞跃，宽量程智能差压变送器的出现解决了差压信号宽范围测量的精度问题，流量计算机的出现解决了流出系数和可膨胀性系数在线实时修正计算的问题，这样的组合使孔板流量计的范围度很容易达到10：1以上。研究表明，使用多台高性能智能差压变送器的组合，可以使孔板流量计的范围度达到120：1，而且此项技术已经在工程实践中开始应用。

虽然具有上述公认的优点，但是标准孔板流量计还有很多不足。孔板锐角钝化带来流出系数偏离标准值的问题是本质的缺陷，只能采用系数修正和定期检测更换的方法加以解决。另外，标准孔板流量计压损相对较大是它的另外一个本质缺陷。对于安装要求前后直管段较长的问题，应该认真分析并通过科学的计算加以应对，例如通过计算，控制直径比β值在0.6以内，可以有效缩短直管段的长度。选择合理的计量系统精度也是缩短直管段长度的手段之一。

从1930年的美国AGA N0.1报告到现代的ISO 5167—2003E，国际上很多学术组织和研究机构对标准孔板流量计的研究不断深入完善，技术标准涉及到产品的生产制造、安装使用和检定校准等方面。我国为适应天然气工业的实际发展需要，也制定了天然气流量测量的行业标准SY/T 6143—2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》，并于2008年由中国石油天然气集团公司提出并编制国家标准GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》，标准采用国际先进标准内容并充分考虑我国天然气计量工作长期的实践经验。

③ 气体超声流量计

20世纪90年代，气体超声流量计的出现引起了人们的强烈反响。它突出的优点在于：流量方程简单可靠；测量范围很宽，可达到100：1；准确度高，作为贸易计量的四声道以上产品，准确度一般为±0.5%～±0.2%；无可动部件；无压力损失。高度智能化的强大数据处理单元在测量流量的同时还能同时监测流体流动特性的变化(流场畸变、旋转流等)、流体物性(密度)的变化等，并对流量测量的结果随时进行修正。气体超声流量计由于其本身的工作原理及特点，决定了它是继孔板流量计之后有可能实现干标的另外一种流量计，这对于该产品日后的推广和使用有着非常积极的影响。

我国近年来随着气体超声流量计使用量的增加，现场实践经验日趋丰富，科技工作者也加大对其现场影响因素的研究，并且已经暴露出许多深入的问题，具体如下：

噪声的影响。噪声是此类流量计特有的影响因素，超声流量计是基于换能器发射和检测声脉冲进行计量的，而在计量现场的工艺管道中存在大量的噪声源，流体通过阀门、整流器、各类管件时会产生一定的噪声，并且由于流量、温度、压力等工况的变化，噪声也是随时变化的。如果噪声的频率和流量计的工作频率范围一致，就会产生较大的干扰。

脏污对流量计性能的影响。天然气中含有水分、硫化铁粉末及其他脏污杂质，它们对管道内壁、超声探头产生影响。内壁粗糙度改变会使速度分布发生变化，测量的准确度和稳定性都会降低；脏污杂质腐蚀管壁使管道截面积增大，则流速相应降低；探头的污染造成声波传输障碍。目前部分厂家提供先进的自诊断软件，可对上述变化进行监测，但效果还有待观察。

标定手段的影响。按照我国贸易交接用流量计量仪表的法制性要求和国家标准GB/T 18604—2001《用气体超声流量计测量天然气流量》的要求，“气体超声流量计在出厂使用前、修理后和使用达到检定周期时应进行实流校准”。但就目前国内的实际情况来看，具备检测能力的检测机构少之又少，其设备检测能力远不能满足现有气体超声流量计的实流校准需求，造成许多在用的气体超声流量计无法定期进行实流校准，其计量性能状态不得而知。

我国参照AGA No.9报告制定了气体超声流量计的应用标准GB/T 18604—2001《用气体超声流量计测量天然气流量》。制定了检定规程JJG 1030—2007《超声流量计》，用于以时间差法为原理的封闭管道用超声流量计的型式评价、首次检定、后续检定和使用中的检验。