王果果
咸阳市天然气有限公司 陕西 咸阳 712000
摘要：天然气是一种清洁能源，得到了广泛的使用，使用量逐年增加，燃气通过管道输送到各城市门站，然后再输送到各用户。燃气的输送量由安装在燃气管道上的流量计量仪表决定的，所以，选择精度较高、稳定性好且经济性好的计量流量计是非常有必要的。在经济性考察中，最重要的就是设备采购成本和运行维修成本，同时，输差的考察也是很重要的，因此，必须对燃气计量流量计的应用和经济性进行研究。
关键词：燃气计量流量计;应用经济性;成本管理
引言
天然气作为清洁能源在国内能源消耗的占比逐年增长，油气田采集油气后经过油气分离工艺，将天然气通过加压长输管道输送到各城市门站，再到各种燃气用户。天然气输送量由燃气管道上安装的流量计量仪表上的测量数据决定。在高压天然气输送工程中选择一款高精度、高稳定性、压力损失小，同时又具有经济性的计量仪表具有重要的意义。考察燃气计量流量计的经济性，既要考察它们在设备采购成本和运行维护成本方面的经济性，更要考察它们对于输差的影响。本文首先分析气体超声流量计、涡轮流量计、腰轮流量计和孔板流量计等常见的天然气计量仪表的工作原理、适应范围、优缺点等。在此基础上，从不同的角度对燃气计量输差产生的因素进行解析，分析不同种类流量计对输差可能造成的影响。最后，结合常用流量计类型的自身特点和输差控制，对各类型流量计做出经济性的分析。
1燃气计量原理概述
燃气计量技术根据计量方式不同可分为容积式、速度式、质量式，常用的燃气表有膜式燃气表、超声波燃气表和热式质量燃气表。容积式燃气表是指在燃气表内部具有一定标准体积的空间（计量室），利用各腔室的体积对流过的燃气体积流量进行直接测量和累计。当燃气通过仪表时，循环充满并排出标准计量室，通过计算排出标准计量室体积的次数即可得出通过的燃气体积。速度式燃气表是利用燃气表输出值与燃气流速成正比的原理，通过测量管道截面上流体的平均速度来实现燃气流量的测量。流速越快，单位时间内叶轮或涡轮转数越多，速度越慢，叶轮或涡轮的转数就越少，通过计算单位时间内叶轮或涡轮的转数来获知燃气流量。热式质量燃气表是采用热量传递的原理实现燃气流量的测量，主要分为两类，一类是采用处于气流中的电热源的散热原理来测量燃气流量，即金氏定律测量法；一类是采用管壁电热源附近温场分布原理来测量燃气流量，即热分布式测量法。常见的热式质量燃气表主要是MEMS（MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统）热式质量燃气表，在其内部设置1个恒温微加热元件及2个对称分布在恒温微加热元件上下游两侧的温度传感器，被测燃气在热传导和热对流的作用下，加热元件所释放出的热量被气流带走，燃气流量越小，被带走的热量就越少，反之越大。通过计算上下游两侧温度传感器的所测温度，即可得到被测燃气的流量大小。
2燃气计量流量计的应用及经济性
2.1设备采购成本的控制
在采购价格方面，虽然超声流量计的价格所有下降，但是，由于传统的计量流量计还存在一定的优势，其应用还是比较广泛的。超声计量流量计在精度、量程范围和适应性方面具有较强的优势，所以，在考虑采购成本时不能以初始的价格作为考量依据。同时，超声计量流量计不存在机械部件损耗，不会出现因为固体杂质导致阻流部件损坏的现象，超声计量流量计的使用寿命比较长，也正是因为如此，超声计量流量计的性价比更高，在该方面具有显著的优势。
2.2罗茨流量计
罗茨流量计也称腰轮流量计，它是利用2个椭圆形的机械测量元件把被测介质分割成单个已知的体积部分，通过计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来计算被测介质的流量体积总量。罗茨流量计优点是：计量腔保持一定的容积，很少受紊流及脉动流的影响；无须前后直管段；受被测气体介质的粘度等物理性质、流动状态的影响小，可测量不易测量的脉动流量；适用的量程、温度范围宽，安装要求不高。但是，罗茨流量计对气体的清洁度要求较高，含有油污和杂质时要预先处理，加装过滤器；当流量增加时，压力损失也增大；使用一定时间后，腰轮与计量腔体间的间隙会增大，影响测量精度；运行维护工作量大；大口径时价格较贵，经济性变差。
2.3计量管理的制度化
随着市场经济的不断发展，人们越来越重视天然气流量计量的准确性，特别是贸易计量。人们对天然气计量的管理观念正发生根本性的转变，流量计量由原来的单一数据向系统管理方向转变，不仅加强了对现场流量计的使用和相应技术人员的管理，而且在对仪表采购、选型、安装、使用、质量监督以及过程控制等方面都加强了管理，有效避免了计量纠纷。结束语综上所述，现阶段我国天然气计量技术还存在很多不足，需要我们积极采取有效措施着力解决，不断提高天然气流量计量的准确性。对天然气流量计量存在的问题主要从以下几个方面加以改善：一是大力开展天然气计量技术研究工作，为开展计量体系构建工作打下夯实的基础；二是积极推广天然气计量试点工作，促进天然气能量计量的合法性；三是不断健全我国天然气计量标准规范，使其朝着统一化的方向发展，构建更加公平的天然气测量市场。只有这样，天然气计量技术才能取得更大的发展和进步，我国天然气企业的竞争力才能不断提高，实现社会公平、促进经济社会更好的发展。
2.4运行维护成本
涡轮和罗茨流量计等机械式流量计由于有转动部件，需要定期加注润滑油；随着使用时间变长，会出现机械磨损；由于存在阻流部件，容易因固体杂质造成流量计损坏。超声流量计没有机械转动部件，没有阻流部件，不易损坏，且超声流量计本身的智能、自动化程度高，具有免维护、少维护的特点，维护成本极低。因此在运行维护成本方面具有明显优势。
2.5超声气体计量技术
超声气体计量技术具有准确度高、压力高、流量大等优势，因此在燃气计量领域应用较为广泛，在日本、英国等发达国家已经应用了近十年，也是目前最被看好代替传统燃气表的技术之一，现阶段，小型超声波气体流量表运用的原理主要是时差法，通过超声波信号在燃气中的顺、逆流速度之差可以确定燃气的流速。时差法对温度的适应能力较强，能够有效的防止因为燃气温差的变化而带来的测量误差，具有较高的可靠性。超声波燃气计量表与当下的燃气计量结算方式更为匹配，所以更适合在燃气市场上进行应用和普及，是今后燃气计量新技术的发展重点。
结语
不同的燃气计量技术适用于不同用户的需求。膜式燃气表具有准确度高、量程比宽、压损低、适用性强、性价比高等优点，更适用于普通家庭用户的燃气需求；超声波流量计在工商业用气、大流量燃气计量场合具有明显的优势，但超声波技术在小管径的家用燃气计量方面存在局限性；鉴于技术、气质条件以及燃气按体积计价的现状等原因，目前热式质量燃气表应用于家用燃气的计量具有局限性。随着城市燃气的发展以及人民生活水平的提高，新的燃气计量技术将不断涌现。为适应不同流量燃气设备并存、燃气使用流量的波动范围越来越大的趋势，燃气表将向着更宽量程比和更高准确度的方向发展。
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