天然氣的計(jì)量

1、天然氣的計(jì)量主講：王建校前 言一、在天然氣貿(mào)易計(jì)量中必須做到科學(xué)、公正、公平、公開(kāi)： 1、必須嚴(yán)格遵守中華人民共和國(guó)計(jì)量法規(guī)； 2、嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)管理、行業(yè)法規(guī)上的相關(guān)條款、規(guī)定； 3、嚴(yán)格執(zhí)行并遵守買賣用氣雙方在簽訂用氣合約中的某些約定；前 言CMC是制造計(jì)量器具許可證標(biāo)志， 是China Metrology Certification的英文縮寫，意為中國(guó)制造計(jì)量器具許可證。取得制造計(jì)量器具許可證的企業(yè)，可在其生產(chǎn)的計(jì)量器具上標(biāo)注CMC標(biāo)志。該標(biāo)志表明：計(jì)量器具制造企業(yè)具備生產(chǎn)能力計(jì)量器具的能力，所生產(chǎn)的計(jì)量器具準(zhǔn)確度和可靠性等指標(biāo)符合法制要求。二、計(jì)量器具制造許可：前 言三、天然氣計(jì)量要求：

2、GB/T 17167-2006 用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則計(jì)量器具類別計(jì)量目的準(zhǔn)確度等級(jí)要求氣體流量表（裝置）進(jìn)出用能單位的氣體能源計(jì)量煤氣 2.0天然氣 2.0蒸汽 2.5計(jì)量單位燃?xì)獾挠?jì)量方式有三種方式：體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量、能量計(jì)量：體積計(jì)量是以“標(biāo)準(zhǔn)立方米”為單位的燃?xì)庥?jì)量；質(zhì)量計(jì)量是以kg為單位的燃?xì)庥?jì)量。能量計(jì)量是以MJ為單位的燃?xì)庥?jì)量。目前國(guó)外的很多燃?xì)赓Q(mào)易計(jì)量主要采取“能量計(jì)量”方式；工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：由于中國(guó)的燃?xì)赓Q(mào)易計(jì)量是以體積為單位，而燃?xì)獾捏w積受溫度和壓力的影響發(fā)生漲縮。為了公平貿(mào)易，中國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)確定：溫度20，壓力101.325KPa（一個(gè)大氣壓）為燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

3、燃?xì)庠谶@一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行體積貿(mào)易交接。燃?xì)獾臉?biāo)況體積：燃?xì)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度20，壓力101.325KPa）下的體積。Nm3燃?xì)獾墓r體積：燃?xì)鈿庠诠r溫度和壓力下的體積。 折算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫壓補(bǔ)償作用）m3 1.容積式流量計(jì)膜式流量計(jì)（家用煤氣表）、羅茨式流量計(jì)等2.速度式流量計(jì)渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街式流量計(jì)等3.差壓式流量計(jì) 孔板流量計(jì)常用的燃?xì)庥?jì)量?jī)x表2.皮膜表皮膜煤氣表是氣體進(jìn)入煤氣表腔后，經(jīng)氣體分配通道進(jìn)入膜合，推動(dòng)合成橡膠膜片運(yùn)動(dòng)，當(dāng)膜片擺動(dòng)時(shí)將另一側(cè)氣體排出表外，同時(shí)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)計(jì)數(shù)器累計(jì)計(jì)量，皮膜煤氣表有分為民用皮膜煤氣表和工商業(yè)用大皮膜煤氣表。涉

4、及產(chǎn)品規(guī)范： GB/T 6968-2011 膜式燃?xì)獗?CJ/T112-2008 IC卡膜式燃?xì)獗?JJG 577-2012 膜式燃?xì)獗砣細(xì)膺M(jìn)入燃?xì)獗砗蛷娜細(xì)獗砼懦?，?yīng)該是流量均勻、壓力穩(wěn)定。采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)并根據(jù)上述的工作原理，以達(dá)到連續(xù)運(yùn)行的目的。各種類型的燃?xì)獗?，有相同的工作原理但有不同的?gòu)造。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中，每個(gè)計(jì)量室連續(xù)充氣兩個(gè)過(guò)程(即充氣兩次)，排氣二個(gè)過(guò)程(即排氣兩次)；每一個(gè)過(guò)程必然有兩個(gè)計(jì)量室同時(shí)充氣，另兩個(gè)計(jì)量室同時(shí)排氣，但是，兩個(gè)充氣計(jì)量室的相位差為90，另兩個(gè)排氣計(jì)量室的相位差也為90，四個(gè)計(jì)量室連續(xù)交替地充氣、排氣。同一個(gè)皮膜相隔的兩個(gè)計(jì)量室必然是一個(gè)充氣、另一個(gè)排氣

5、，或一個(gè)排氣、另一個(gè)充氣。兩側(cè)相對(duì)稱的兩個(gè)計(jì)量室在同一過(guò)程內(nèi)，必然是一室在前，另一室在后。和其他容積式流量計(jì)相同，燃?xì)獗硎抢昧黧w流動(dòng)過(guò)程中的壓差為動(dòng)力，由滑閥切換氣流流向，推動(dòng)膜片往復(fù)擺動(dòng)、帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，將膜片的擺動(dòng)變成主動(dòng)齒輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由計(jì)數(shù) 器顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體流量的計(jì)量。快速熱水器升數(shù)：在0.1MPa水壓及額定氣壓下，溫升25時(shí)，熱水器每分鐘的出水量（L/min）。一般有5、6、8、10、12、16升等規(guī)格。對(duì)應(yīng)耗氣約為0.9、1.07、1.43、1.78、2.14、2.85Nm3/h。燃?xì)庠睿簝裳酆蛢裳垡陨系娜細(xì)庠詈蜌怆妰捎迷顟?yīng)有一個(gè)主火，其實(shí)測(cè)折算熱負(fù)荷：普通型灶3.5 kW

6、；紅外線灶3.0 kW。按照3.5kW計(jì)算約為0.71Nm3/h。（GB 16410-2007 家用燃?xì)庠罹?也就是即使同時(shí)工作，最大16升的熱水器+燃?xì)庠铍p眼同時(shí)開(kāi)，也就3.56Nm3/h?，F(xiàn)在J2.5最大為4Nm3/h。（J1.6可10升+雙眼灶）皮膜表檢定周期 JJG 577-2012 對(duì)于最大流量Qmax10 m3 /h 且用于貿(mào)易結(jié)算的燃?xì)獗碇蛔魇状螐?qiáng)制檢定，限期使用，到期更換。以天然氣為介質(zhì)的燃?xì)獗硎褂闷谙抟话悴怀^(guò)10 年。以人工燃?xì)?、液化石油氣等為介質(zhì)的燃?xì)獗硎褂闷谙抟话悴怀^(guò)6 年。 對(duì)于最大流量Qmax16 m3 /h 燃?xì)獗淼臋z定周期一般不超過(guò)3 年。皮膜表優(yōu)缺點(diǎn)皮膜表的

7、優(yōu)點(diǎn)是： （1）皮膜表的最大優(yōu)點(diǎn)是量程比較寬，可以達(dá)到1：160，特別適用于流量變化很大的用戶。 （2）皮膜表另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉。皮膜表的缺點(diǎn)是： （1）工況計(jì)量，沒(méi)有溫壓修正。對(duì)于平原地區(qū)帶來(lái)壓力計(jì)量損失，對(duì)于寒冷地區(qū)帶來(lái)溫度計(jì)量損失。 （2）低溫室外環(huán)境下，由于結(jié)構(gòu)、材料等方面問(wèn)題皮膜表轉(zhuǎn)速偏慢，帶來(lái)計(jì)量偏差。 渦輪流量計(jì)氣體渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表，它具有壓力損失小、準(zhǔn)確度高、起步流量低、范圍度寬、容易維修等特點(diǎn)。在城市天然氣計(jì)量，輸配氣管網(wǎng)天然氣計(jì)量，石油、化工、電力工業(yè)和民用鍋爐等燃?xì)庥?jì)量，燃?xì)庹{(diào)壓站計(jì)量中得到了廣泛應(yīng)用 。氣體渦輪流量計(jì)是將渦輪置于被測(cè)流體中，當(dāng)氣體進(jìn)入流量計(jì)時(shí)

8、，通過(guò)整流器的把通過(guò)儀表的氣體進(jìn)行整流并加速，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定流量范圍內(nèi)渦輪的角速度和流量成正比，利用這個(gè)特點(diǎn)，通過(guò)減速裝置把渦輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)記錄下來(lái)，達(dá)到計(jì)量的目的。氣體渦輪流量計(jì)主要結(jié)構(gòu) 機(jī)械計(jì)數(shù)器 磁性聯(lián)軸器 渦輪 流量計(jì)表體 整流裝置 機(jī)芯等組成。氣體渦輪流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)氣體渦輪流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器低頻脈沖低頻脈沖內(nèi)置整流器內(nèi)置整流器測(cè)量芯結(jié)構(gòu)（紅色部分）測(cè)量芯結(jié)構(gòu)（紅色部分）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)渦輪葉片渦輪葉片A1S高頻脈沖發(fā)生器高頻脈沖發(fā)生器A1R高頻脈沖發(fā)生器高頻脈沖發(fā)生器磁耦合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磁耦合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)取壓口取

9、壓口測(cè)溫套筒測(cè)溫套筒流量?jī)x表的靈敏度，表示流量?jī)x表對(duì)對(duì)測(cè)流量值變化的反應(yīng)能力。靈敏度 S 用流量計(jì)指示的增量L，與流量變化增量q 之比來(lái)表示。過(guò)載 流量計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)成能在額定壓力和額定溫度范圍內(nèi)，即使以超過(guò)最大流量20%的流量下運(yùn)行30min也不損壞，或不影響流量計(jì)的誤差曲線。氣體渦輪流量計(jì)參數(shù)渦輪流量計(jì)安裝（1）對(duì)直管段的要求：流量計(jì)必須水平安裝在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)），安裝時(shí)流量計(jì)軸線應(yīng)與管道軸線同心，流向要一致。 如果安裝場(chǎng)所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。 新科：前5D后2D 蒼南一體化兩級(jí)整流：前2D后1D（2）對(duì)配管的要求：流量計(jì)安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑相同。（

10、3）使用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)避免強(qiáng)烈的電磁干擾；選型舉例 已知某一供氣管線實(shí)際工作壓力范圍為表壓0.4MPa0.8MPa，介質(zhì)溫度范圍為-100C+400C，供氣峰值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量2000Nm3/h，供氣谷值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量350Nm3/h。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.325kPa，要求確定流量計(jì)。其實(shí)就是計(jì)算：Qmax ：0.4MPa 400C 2000Nm3/hQmin： 0.8MPa 100C 350Nm3/h渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大，不斷氣。可用于高壓測(cè)量，儀表表體上不必開(kāi)孔，易制成高壓型儀表。輸出脈沖頻率信號(hào)，適用于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移,抗干擾能力強(qiáng)。渦輪流量計(jì)

11、的缺點(diǎn)：流量計(jì)受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長(zhǎng)直管段。理論上前直管段應(yīng)10D。流體物性（密度、粘度）對(duì)流量特性有較大影響。小口徑（DN50以下）儀表的流量特性受物性影響嚴(yán)重，故小口徑渦輪流的儀表性能難以提高。建議使用DN80以上口徑的渦輪表。對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高，雖然可安裝過(guò)濾器以適應(yīng)臟污介質(zhì)，但也帶來(lái)壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。渦輪流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)孔板流量計(jì) 孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程

12、控制和測(cè)量。節(jié)流裝置又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測(cè)件（節(jié)流件）和二次裝置（差壓變送器和流量顯示儀）組成廣泛應(yīng)用于氣體。蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定。一、孔板流量計(jì)工作原理 孔板流量計(jì)屬于差壓式流量計(jì)。當(dāng)氣體流經(jīng)管道中的節(jié)流件孔板時(shí)，氣體的流動(dòng)截面在節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，動(dòng)能增加，靜壓能降低，于是在節(jié)流件的上、下游側(cè)便產(chǎn)生壓力差，流速越大，壓力差越大，流速減小，壓差將減小，這種現(xiàn)象就叫做流體的節(jié)流現(xiàn)象。 具有一定壓力、充滿管道的天然氣在流經(jīng)管道 內(nèi)的節(jié)流件（孔板）時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓降低。在節(jié)流件前后便 產(chǎn)生了壓差，對(duì)

13、于一定形式和尺寸的節(jié)流件，節(jié)流件產(chǎn)生的壓差與流量有關(guān)，流量越大，產(chǎn)生的壓差也越大。這樣就能通過(guò)測(cè)量壓差大小就可間接的知道流量大小?？孜隽髁坑?jì)關(guān)鍵元件孔板 測(cè)量天然氣流量的差壓式流量計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置(如標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置)、導(dǎo)壓系統(tǒng)及記錄差壓的差壓計(jì)這三部分組成。如圖所示。 四、 差壓式流量計(jì)的組成 五、孔板流量計(jì)的特點(diǎn)u使用歷史悠久，在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)幾何檢定后就可使用；u孔板臟污、磨損和粉塵的沉積對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度影響較大，一般都使計(jì)量偏低；u要求前后直管段較長(zhǎng)，占地多；u量程比小，當(dāng)采用高低量程的差壓變送器時(shí)，也只有1:10u上游直管段對(duì)孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度影響較大，對(duì)于

14、直管段的內(nèi)徑、同心度和管壁粗糙度都有一定要求，尤其是上游10D和下游4D的測(cè)量管，要求更加嚴(yán)格。六、孔板閥結(jié)構(gòu) 孔板閥是一種結(jié)構(gòu)新穎的流量計(jì)量節(jié)流裝置可定期對(duì)孔板進(jìn)行檢查或更換，以確保計(jì)量準(zhǔn)確，而無(wú)需拆開(kāi)管道。本閥操作簡(jiǎn)便，提取孔板靈活，只需開(kāi)上蓋并搖動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，孔板即能平穩(wěn)地取出，使用于允許短暫停止或設(shè)有旁通管路的管道上做流量計(jì)量用。1、提取孔板的操作：七、孔板閥的操作規(guī)程：打開(kāi)平衡閥，使上、下腔之間的壓力平衡；順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)滑閥齒輪操縱軸，全開(kāi)滑閥，使指示盤上的開(kāi)位置和閥體上的指針對(duì)正。將孔板從下閥腔提到上閥腔。關(guān)閉滑閥。關(guān)閉平衡閥。開(kāi)放空閥將上閥腔壓力放空至0開(kāi)上蓋、取出孔板。2、 裝入孔板的操作將孔板放入上閥腔,注意齒槽對(duì)正，將其向下?lián)u至碰到滑板為至,裝好壓板，上緊螺絲；關(guān)閉放空閥；開(kāi)平衡閥；全開(kāi)滑閥，使開(kāi)位置與指