摘要：中國天然氣的制造、儲運(yùn)和營銷的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是流量計算，這也是中國企業(yè)在核算研究和分析上的重點所在，所以分析中國天然氣流量計算也是十分關(guān)鍵的。文章主要從天然氣流量與計算技術(shù)的意義出發(fā)，對于其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行探析，為保證天然氣流量計量的正確率以及促進(jìn)社會和諧發(fā)展。
要想天然氣交易的公正進(jìn)行，首先就要保證對天然氣流量的正確計算，這是物質(zhì)基礎(chǔ)，同時這又成為了成本分析和效益核算的基本依據(jù)。天然氣的供應(yīng)量在逐漸增加，它在--次能源中的比重也在日益增加，這就把中國燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)帶到了一個發(fā)展的時代。傳統(tǒng)的天然氣管理模式逐漸變得吃力，新的管理模式亟待探索,正確的流量計量不僅牽連到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也牽動著每一戶的切實利益。
1天然氣計量系統(tǒng)含義
天然氣的測量系統(tǒng)大多是只在氣的流通狀況下進(jìn)行計量，從產(chǎn)品設(shè)計到維護(hù)管理都會影響天然氣測量的精度，也正因此，完善測量的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)才顯得尤為重要，以此來保證測量系統(tǒng)的正確率。
2天然氣計量技術(shù)現(xiàn)狀
2.1我國研究現(xiàn)狀
中國的天然氣工業(yè)計量科技與同國家比較,仍面臨著許多缺陷。近年來，我國借鑒了國外標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)本國的實際狀況,開展了新型測量儀器的試驗研究,進(jìn)一步提高了儀器的測量精度和安全性。同時，也在天然氣測量儀器選擇、應(yīng)用、維修與管理等方面做了大量的科學(xué)研究工作，并探索出了若干較成熟的經(jīng)驗。頒布了一些縝密的測量辦法以及各種燃?xì)鉁y量規(guī)范。盡管如此，中國的天然氣工業(yè)測量體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍不健全，與國外先進(jìn)技術(shù)水平存在較大差異，測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無法與國外銜接。目前，中國的天然氣計量方法大致有這樣幾類:第一種，氣體孔板流量計量。它是中國國內(nèi)目前技術(shù)程度最高，應(yīng)用較為廣:泛的計量方法，但是在正確率方面還是存在一定的偏差，有一定的改善空間;第二，渦輪流速測定。這-技術(shù)的優(yōu)點在于測量的范圍廣，計量精度高;第三，超聲波流速測定。這項技術(shù)原理簡單，測量精確度也高，量程比大，可進(jìn)行雙向流速的計算;第四，互補(bǔ)式氣體流速測定。
2.1.1孔板流量計
孔板流量計在國內(nèi)的利用率可達(dá)90%，在國外的利用率卻只有60%�？装辶髁坑嬘嬃考夹g(shù)目前是比較成熟的工藝技術(shù)，但還需加以創(chuàng)新與完善，首要的就是測量氣體偏差方面的技術(shù)改進(jìn)�？装辶髁坑嫷臏y定精度受管道的裝配品質(zhì)影響較大，為此，在中外都開展了大規(guī)模的科學(xué)研究。在現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)中，一般使用流速調(diào)節(jié)劑來減小孔板以上管道安裝品質(zhì)對測定精度的負(fù)面影響。但近期研究結(jié)果顯示，不同種類的流速調(diào)節(jié)劑對測量精度的負(fù)面影響也有所不同。美國政府已基于這些研究結(jié)果對美國聯(lián)邦石化學(xué)會.(API)油氣測量規(guī)范手冊(MPMS)的有關(guān)--章作出了修訂。而通過修訂的新規(guī)范，將對孔板流量計的安裝配置提供了更為全方位的指引。
由于微電子公司科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，壓力、溫度變送器及其數(shù)據(jù)收集、貯存和傳送的系統(tǒng)將會愈來愈小，這樣--來增加了越來越多的功能，成本將會降低。因此標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)有望集合所有傳感器以及元件。美國目前研制出的-.款新型雙轉(zhuǎn)子流量計將通過埋于孔板中的小型感應(yīng)器來檢測孔板上的壓力。為了降低因安裝質(zhì)量引起的測量誤差，通常會將鉆孔板設(shè)計成多孔型，這是較為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
2.1.2渦輪流量計
渦輪流量計也是一種主要的檢測儀器，是繼孔板流量計之后的流動檢測儀器，頗受歐盟和美洲的青睞。例如在荷蘭的天然氣管道上就使用了水壓范圍0.8MPa至6.5MPa的氣體渦輪流量計，大大小小不同的規(guī)格有2600多種。氣體渦輪流量計的工藝已經(jīng)非常完善了，其優(yōu)點在于精度高、重現(xiàn)性高、應(yīng)用范圍廣闊、結(jié)構(gòu)緊湊。雖然優(yōu)點很多，但是真正讓其發(fā)揮作用，還在于規(guī)格型號的選擇上,需選擇合理適用的，才能讓其發(fā)揮出優(yōu)勢來。燃?xì)廨啓C(jī)流量計的精度越高，意味著其作用越敏感，因為它的功能非常容易受到介質(zhì)的自然特性以及流動特性所影響。例如，由于平均污垢，污垢處理和葉片或管道的變化，流量計的功能也發(fā)生了相應(yīng)的變化。為了達(dá)到現(xiàn)場流量計的實際特性，儀器系數(shù)需通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和在線校正保持恒定，這樣才能保證儀器校正時的最大參考流量為條件，免受流體的流動特性受流量分配、流體脈動等多方面因素的影響。通過改善轉(zhuǎn)子的幾何外形來擴(kuò)大流量計使用范圍，通過增加轉(zhuǎn)子組件的耐磨性來增加其耐久性，還有使用板載微處理器等電子元件來實現(xiàn)隨時監(jiān)測空氣流量計的工作狀況等，都是渦輪流量計技術(shù)的一些發(fā)展方向。
2.1.3超聲波氣體流量計
超聲波流量計屬于非接觸式檢測儀器，是依靠集成電路工藝技術(shù)發(fā)展進(jìn)人到實際使用的一項檢測技術(shù)。其優(yōu)勢在于計量正確、使用范圍廣、無壓損、不能移動部件、裝置使用成本低，主要在20世紀(jì)90年代受使用者青睞，應(yīng)用較多。如今在國際貿(mào)易結(jié)算中的法定測量儀表正是超聲波氣體流量計，受美國、荷蘭、英國等十二個國家政府組織的認(rèn)可，也是繼前兩種流量計量表后的第三種應(yīng)用，屬于高壓、大孔徑、精密的流量計。超聲波流量計的工作原理是依靠超聲波轉(zhuǎn)換器將能量轉(zhuǎn)化為超聲傳感器能量，由接收機(jī)受理到的超聲檢測技術(shù)信息，供顯示器或積算儀表示和積算，從而進(jìn)行對流速的檢測與表示。
2.1.4其他新型流量計量技術(shù)
優(yōu)勢互補(bǔ)型氣體流量計，作為一門可替代的測量科學(xué)技術(shù)已逐漸受到了人們的重視。雖然這種流速計工藝技術(shù)在液體流速計算領(lǐng)域技術(shù)方面已應(yīng)用了很久，并且已經(jīng)非常成熟，但是在輸氣管線的流速計算領(lǐng)域技術(shù)方面的實際應(yīng)用經(jīng)驗卻還非常少。這種流速計的基本結(jié)構(gòu)主要有二類，即直管型和曲管式。優(yōu)勢互補(bǔ)式流速計工藝技術(shù)在輸氣管領(lǐng)域技術(shù)方面，主要應(yīng)用在高壓、低容積的工作場所，但是現(xiàn)階段還處于探索階段，在實際應(yīng)用方面依舊有所欠缺。
2.2國外研究現(xiàn)狀
國外對天然氣計量標(biāo)準(zhǔn)的研究也較早。20世紀(jì)90年代末，天然氣質(zhì)量指標(biāo)的制定，基本確定了燃?xì)猱a(chǎn)品質(zhì)量的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等三項準(zhǔn)則;天然氣流量測定方面，確立了有代表性的天然氣孔板流量計標(biāo)準(zhǔn)、超聲波流速測定、渦輪流速測定標(biāo)準(zhǔn)和壓力因子計算公式;氣體燃料測定系統(tǒng)規(guī)范的制訂明確了天然氣流速測定精度登記，及對天然氣物性參數(shù)的最大容許測量誤差;實流測定系統(tǒng)通過對天然氣在正常工作:條件下的物性參數(shù)進(jìn)行計算，最后測得了燃?xì)饬魉俅笮 ?
3新時期天然氣計量技術(shù)的要求
計量的實時性。流量的實時性保證了市場可以正確的反應(yīng)天然氣需求的變化，企業(yè)通過這些信息可以合理安排生產(chǎn)，優(yōu)化管輸運(yùn)行方案，幫助企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。
計量的正確率。流量計量的正確率是天然氣貿(mào)易公正公平進(jìn)行的前提，同時也是優(yōu)化天然氣的庫存量，減小天然氣輸差，避免輸氣監(jiān)測爭端，合理配置天然氣供銷的基礎(chǔ)依據(jù)。
計量的經(jīng)濟(jì)性。流量計量的經(jīng)濟(jì)性是衡量天然氣流量計量標(biāo)準(zhǔn)，其次還有一些特性參數(shù)計算和計量成本的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如發(fā)熱量、密度、組分、壓縮因子等，同時還利用先進(jìn)的計量技術(shù)來降低流量計量成本。包括設(shè)計及安全、儀器儀表等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
4天然氣計量技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)測
我國進(jìn)入WTO是天然氣計量技術(shù)在我國發(fā)展的一個轉(zhuǎn)折點，外資企業(yè)的進(jìn)入讓我國燃?xì)庥嬃考夹g(shù)與世界接軌，其發(fā)展趨勢將表現(xiàn)在如下幾方面。
(1)測量的自動化、智能和遠(yuǎn)端化。由于電子信息技術(shù)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)信息的高速發(fā)展，天然氣計量與互聯(lián)網(wǎng)逐漸趨向合作發(fā)展，依靠互聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，天然氣計量實現(xiàn)了遠(yuǎn)端化監(jiān)管。
(2)進(jìn)一步加強(qiáng)空氣流量計的干校技術(shù)。流量計同時還能夠進(jìn)行干式標(biāo)定(或無實際流量標(biāo)定)，標(biāo)志著中國儀器與儀表行業(yè)的先進(jìn)性，但盡管要求各種型式的流量計--并進(jìn)行干式標(biāo)定，并不是每個流量計都能實現(xiàn)。然而，干校技術(shù)卻為工具的生產(chǎn)者和使用者們創(chuàng)造了極大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
由于其自身操作機(jī)構(gòu)的特殊性，超聲波流量計采用干校技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。經(jīng)過初步研究，已經(jīng)表明，對超聲波氣體流量計使用干校技術(shù)是絕對可能的，對于時間傳播的方法，也可以對測量持續(xù)時間和距離兩個參數(shù)進(jìn)行干法標(biāo)定，從而得到流量計儀表的系數(shù)。
(3)流速計的測量追溯性。由于流速技術(shù)參數(shù)的動態(tài)特性，儀器正確率面臨主要問題是測量追潮性。流速量值的原級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一個流速標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在設(shè)備_上把各基礎(chǔ)量(長短、質(zhì)量、持續(xù)時間及環(huán)境溫度)整體綜合為輸出量一一流速，而后把流速量值傳送給某臺或組合流速計，成為傳送技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(流速量值的載體)，借助傳送技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將測量值傳送至實際工作儀器。由此可見，原級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只是一個固定裝置,其特性和流量表有很大區(qū)別，不僅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏移動功能，也沒有實際體現(xiàn)流速技術(shù)參數(shù)的動感特性。
(4)測量儀器的多樣化。過去流量儀選型--直都相對單一，但近年來由于人們對流速計技術(shù)的深人研究與發(fā)展，不同的流速計都具有了多種多樣的特性與適宜使用程度，因而流量儀選型也隨之出現(xiàn)了由單一儀器向多樣化儀表方向的發(fā)展趨勢。也因此，對于中低速、小流量的可選用智能型速度式流量計(渦輪、漩進(jìn)旋渦流量計);對高壓、大流量情況則可選用氣體超聲流量計。但在近期，又出現(xiàn)了一種新型超聲波流量計一內(nèi)文丘利管，它也可適應(yīng)于流量變化范圍很大的中低流量情況。
(5)國家計量標(biāo)準(zhǔn)制度的健全。天然氣計量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在我國也得到”了進(jìn)一一步發(fā)展，在結(jié)合了國外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，中國氣流量計量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已基本形成了完善的系統(tǒng)，并正在逐漸從單個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向多個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。
(6)用測量方法,將體積計量轉(zhuǎn)化到功率計算。這一方法指的是在煤氣體積計量的基礎(chǔ)上加設(shè)煤氣發(fā)熱量的計算裝置，從而實現(xiàn)煤氣的功率計量。在中國最公平的能源計算方法是以能源的計算方法來進(jìn)行煤氣貿(mào)易核算。中國加入WTO以后，在煤氣貿(mào)易計算中采用能源計算I已勢在必行。目前，中國已經(jīng)有部分的煤氣計量站都開始安裝了煤氣的現(xiàn)場分析設(shè)備，并可完成對煤氣成分和發(fā)熱力的分析業(yè)務(wù)，如中國華北油田開發(fā)有限公司向北京供應(yīng)煤氣的東郊門]站配備有進(jìn)口的煤氣流速計算器和實時氣相色譜儀等。
5天然氣計量發(fā)展趨勢
(1)隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在綠色環(huán)保理念的推動下，國家社會發(fā)展建設(shè)以及人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦�，越來越依賴綠色能源。在綠色能源中，天然氣的計量發(fā)展和使用是當(dāng)下社會發(fā)展和提升環(huán)境質(zhì)量的必然要求和重要趨勢。相比較傳統(tǒng)的煤炭污染，天然氣不管是在能源的優(yōu)勢上還是在降低污染程度上都脫穎而出。并且伴隨著這種明顯優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在社會發(fā)展中的各行各業(yè)。
(2)在天然氣的發(fā)展過程中，雖然存在著明顯的優(yōu)勢和廣闊的前景，但是在實際的運(yùn)用過程中以及在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新突破上,還是存在著--些亟待解決的問題。在這種情況下，就需要相關(guān)技術(shù)部門下大力氣加大資金投入和人才投入，要充分的提高政治站位，對標(biāo)對表先進(jìn)發(fā)達(dá)地區(qū)和國家積極總結(jié)經(jīng)驗,并根據(jù)存在的不足和問題建立問題清單，對賬銷號。隨著天然氣在人們的日常生活和工作中所占的比重越來越高，我國天然氣計量的相關(guān)部門]要主動作為，積極貫徹落實相關(guān)政策精神，提升設(shè)施建設(shè)和制度建設(shè)。
(3)隨著天然氣的應(yīng)用權(quán)重占比提升，在天然氣西氣東輸?shù)倪^程中，東西部的經(jīng)濟(jì)也會隨之平衡。在當(dāng)下的大數(shù)據(jù)信息化的時代中，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)應(yīng)用于天然氣的計量工作是必然趨勢。在天然氣計量發(fā)展的過程中，各地要對標(biāo)先進(jìn)地區(qū)的經(jīng)驗和做法，強(qiáng)化隊伍建設(shè)，全方位提升工作人員的理論知識和實踐能力。為天然氣計量工作的良好發(fā)展前景，提供源源不斷的人才隊伍支持。
6結(jié)語
天然氣能源是我國乃至全世界最重要的-種綠色能源，并且對社會的發(fā)展和人們的日常生活有著重要的現(xiàn)實意義和影響。在我國的天然氣計量工作發(fā)展過程中，雖歷經(jīng)磨難，但積極探索前進(jìn)。文章重點對天然氣計量工作的發(fā)展作了重點分析和研究，指出其在發(fā)展過程中存在的一些共性和個性問題。針對這些亟待解決的問題，相關(guān)部門]應(yīng)高度重視，逐漸理順天然氣計量工作的相關(guān)聯(lián)系，加強(qiáng)制度建設(shè)、基礎(chǔ)建設(shè)、隊伍建設(shè)。通過多措并舉的方式，帶動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)而實現(xiàn)國家競爭力的增強(qiáng)與發(fā)展。
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