摘(zhāi)要:考察燃氣(qì)(重點是天然(ran)氣)計量流量(liàng)計的經濟性(xing)☁️，既要考察✏️它(ta)們在設備采(cǎi)購成本和運(yun)行維護成本(ben)方面的經濟(ji)性，更要考察(cha)它們對于輸(shu)差的影響☀️。本(ben)文針♌對目前(qián)多種燃氣計(ji)量流量計 的(de)特點，首先分(fèn)析氣體超聲(sheng)流量計、渦輪(lún)流量計、腰輪(lun)流量⭐計🐆和孔(kǒng)闆流量計等(deng)常見的天然(ran)氣計量儀表(biǎo)的工作原理(lǐ)🥰、适應範圍、各(ge)自特點等。接(jiē)下來，從不同(tong)的角度對燃(rán)氣管網計量(liang)輸差産生的(de)因素進行解(jie)析，分析不同(tong)種類㊙️流量計(ji)對🌏輸差可能(néng)造成的影♈響(xiǎng)。最後，結合🐉常(cháng)用流量計類(lei)型的自身☁️特(te)點和輸差🏃‍♀️控(kòng)制，對各類型(xíng)流量計做出(chū)了🍉經濟性的(de)分析☎️。
0引言.
　　天(tiān)然氣作爲清(qīng)潔能源在國(guó)内能源消耗(hao)的占比逐年(nián)增💔長，油氣田(tián)采集油氣後(hou)經過油氣分(fen)離工藝，将天(tiān)然氣通過加(jiā)壓長輸管道(dào)輸送到各城(chéng)市門站，再到(dào)各種燃氣用(yong)戶。天然氣輸(shū)送量由燃氣(qi)管道上安裝(zhuāng)的流量計量(liang)儀表上的測(ce)量數據決定(dìng)。在高壓天然(rán)氣輸送工❗程(chéng)中選擇一款(kuǎn)高精度、高穩(wěn)定性、壓力損(sun)失小，同時♻️又(yòu)具有經濟性(xìng)的計量儀表(biao)具有重要的(de)意義。
　　考察燃(rán)氣計量流量(liàng)計的經濟性(xing),既要考察它(ta)們在🔞設備采(cǎi)♻️購♉成本和運(yun)行維護成本(běn)方面的經濟(ji)性，更要考察(cha)它們對于輸(shu)差的⭐影響。本(běn)文首先分析(xi)氣體超聲流(liu)量計、渦輪流(liú)量計、腰輪流(liú)量計和孔闆(pǎn)流量計等常(cháng)見的天然氣(qi)計量儀表的(de)工作原理、适(shì)應範⚽圍、優缺(que)點等㊙️。在此基(jī)礎上👅，從不同(tong)的角度對燃(ran)氣計量輸差(chà)産生💯的因素(sù)進行解析🔱，分(fen)析不同種類(lei)流量計對輸(shu)差可能造成(chéng)的影響。最後(hòu),結合常用流(liu)量計類型的(de)自身特.點和(hé)🔅輸差控制，對(dui)各類型流量(liang)計做☀️出經濟(ji)性的分析。
1燃(ran)氣流量流量(liang)儀表
　　流量計(jì)是燃氣計量(liang)的一個重要(yao)設備,它提供(gòng)了貿易計量(liang)或👌内部管理(lǐ)的數據。目前(qián)國際和國内(nei)被廣🎯泛應用(yòng)的燃氣計量(liang)儀表有 氣體(tǐ)超聲流量計(ji) 、 渦輪流量計(jì) 、羅茨流量計(jì)以及孔闆流(liu)量計等。研究(jiū)分析這些氣(qi)體流量計的(de)性能特點、适(shì)用範圍,可以(yi)幫助找到一(yī)種更準确、更(geng)穩定和合理(li)的計量手段(duan)。
1.1氣體超聲流(liu)量計
　　主流的(de)氣體超聲流(liu)量計是基于(yu)時差法開展(zhan)的流量🔴測♻️量(liang),其🆚原理是測(cè)量超聲波信(xin)号在氣體介(jie)質中順向流(liú)和逆向流的(de)時間差△t,在已(yi)知一對探頭(tóu)間的距離L時(shi)，計算出🚶‍♀️流速(su)V,然後乘以測(cè)量管段的截(jie)面積S=π*D2/4,獲得最(zuì)終🈲的流量值(zhi)(見公式1和2)。超(chao)聲流量計工(gōng)作原理見圖(tú)1。

　　氣體超聲流(liu)量計最大的(de)特點是能在(zai)高壓和中低(dī)壓或條件下(xià)準确地測量(liang)氣體的單、雙(shuang)向流量,測量(liang)範圍寬，量程(cheng)比大;直接測(ce)❌量氣體的流(liu)速，測量精度(du)不受介🙇🏻質組(zǔ)分變化的㊙️影(ying)響;能測量穩(wen)态及低頻脈(mò)動氣體的🐉流(liú)量;無阻流機(jī)械部件,壓力(lì)損失極小，且(qie)不會因固體(tǐ)雜質導緻阻(zu)❓流部件損壞(huai)💋;--般采用多聲(shēng)道的測量,可(ke)有♈效地減小(xiao)因流場不均(jun1)勻分布對測(ce)量結果的影(ying)響，并能在一(yī)個聲道出現(xiàn)故障時繼續(xu)用其它正常(cháng)的聲道進行(hang)有效測量,從(cong)而🥵提高儀表(biao)的準确度和(he)可靠性;适合(hé)于壓🏃‍♂️力變化(hua)範圍大，流量(liàng)波動大的應(ying)用場合。該種(zhǒng)流量計目前(qian)正在高、中、低(di)♻️壓各種天然(rán)氣計量應用(yòng)中逐步替代(dài)渦輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)和 差壓式孔(kǒng)闆流量計 口(kǒu)。
1.2 氣體渦輪流(liú)量計
　　在 渦輪(lún)流量計 測量(liang)表體中裝有(yǒu)一個葉輪，上(shàng)面的葉片與(yu)被測介質💛流(liú)向成一-定角(jiao)度。有流體通(tōng)過時，它的沖(chòng)力帶動葉片(pian)旋轉，這個葉(ye)片的旋🈲轉速(su)度與流體的(de)流速成正比(bǐ)關系，而這種(zhǒng)葉片本身具(ju)📞有磁性💋，它在(zai)由用永久磁(cí)鋼和線圈組(zǔ)成的信号檢(jian)測器中旋轉(zhuan)并切割磁力(lì)線,由此💞感應(ying)出與流速成(cheng)-定比例的脈(mo)沖信号，通過(guo)脈沖信号♌放(fang)大器獲得流(liu)量信息。
渦輪(lún)流量計的脈(mo)沖頻率f與流(liú)經測量表體(ti)的流體♉的瞬(shùn)時㊙️流🥰量🥰Q成正(zheng)比，流量方程(chéng)爲:
Q=3600×f/k(3)
　　式中:k爲流(liú)量計的儀表(biao)系數，3600爲換算(suàn)系數。
　　渦輪流(liu)量計由其機(jī)械結構特點(dian)決定了其具(ju)有測量精度(dù)🏃🏻高㊙️、重複性好(hao)、基本無零點(dian)漂移等優點(diǎn)。但是,渦輪流(liú)量計對氣體(tǐ)📐介質的清潔(jie)度要求較高(gāo)，氣體的溫度(dù)、粘度和密度(du)對儀表的示(shi)值誤差也有(yǒu)較大☁️的影響(xiang);對氣流脈動(dòng)和漩渦流敏(mǐn)感，防氣🔴流沖(chòng)擊能力差，容(rong)易損㊙️壞;量程(chéng)範圍相對有(yǒu)限;且在使用(yòng)一段時間後(hou)軸承間隙加(jiā)大,測量精度(dù)呈現變負的(de)趨勢。
1.3羅茨流(liú)量計
　　羅茨流(liu)量計也稱腰(yao)輪流量計,它(ta)是利用2個橢(tuo)圓形的機械(xie)測🈲量元件把(ba)被測介質分(fèn)割成單個已(yǐ)知的體積部(bu)分🛀🏻，通過計量(liang)室逐次、重複(fu)地充滿和排(pái)放該體積部(bù)分流體的次(ci)數☔來計算🙇🏻被(bèi)測介質的流(liu)量體積總量(liang)。
　　羅茨流量計(jì)優點是:計量(liang)腔保持一定(dìng)的容積，很少(shǎo)受紊流及脈(mò)動流的影響(xiang);無須前後直(zhí)管段;受被測(ce)氣體介質的(de)粘度等物理(li)❌性質、流動狀(zhuàng)态的影響小(xiao)，可測量不易(yì)測量的脈動(dòng)流量;适用的(de)量程、溫度範(fàn)圍寬，安裝要(yao)求不高。
但是(shi),羅茨流量計(ji)對氣體的清(qīng)潔度要求較(jiào)高,含有油污(wū)🛀🏻和雜🧡質時要(yao)預先處理，加(jia)裝過濾器;當(dāng)流量增加時(shí)，壓力♍損失也(ye)增大;使用一(yi)定時間後，腰(yāo)輪與計量腔(qiang)體間的間🚶隙(xì)會增✔️大，影響(xiang)測量精度;運(yun)行維護工作(zuo)量大;大口徑(jing)時🌈價格較貴(guì),經濟性變差(cha)[3。
1.4孔闆流量計(ji)
　　孔闆流量計(ji) 是差壓式流(liú)量計,它是由(you)一次檢測件(jiàn)(節流件)和二(èr)次裝置( 差壓(ya)變送器 和流(liú)量顯示儀)組(zu)成。當被測介(jie)質通過節流(liu)件時局部産(chan)生收縮,流速(su)增加，在節流(liu)件後面産生(shēng)靜壓力，由此(cǐ)在節流件🏃‍♀️前(qian)後産生了壓(yā)差，而此壓差(chà)随流量🏒的變(bian)化而變化🌈，流(liú)量大則壓差(cha)就大。作爲二(èr)次裝置🛀🏻的差(cha)壓變送器測(cè)量節流件前(qián)後的壓差，計(ji)算出對應的(de)流量值孔闆(pan)流量計工作(zuo)原理見圖2

孔(kong)闆流量計的(de)優點是結構(gou)簡單、制造、加(jiā)工和使用方(fāng)❤️便🏃🏻‍♂️。
　　但該種流(liú)量計對壓力(lì)、流量的适應(ying)性差，特别是(shi)大口徑的孔(kǒng)🏒闆☎️流量計由(you)于靜壓力差(cha)測量的誤差(chà)，會造成流量(liang)計的綜合不(bú)确定度增大(dà);對流場的要(yào)求比較苛🚶‍♀️刻(ke)，需要的前直(zhí)管段非💞常長(zhang);壓損大;上遊(yóu)易積液;孔闆(pǎn)損耗快，維修(xiu)維護率高[49
2燃(rán)氣計量輸差(cha)産生的原因(yīn)
　　輸差是燃氣(qì)在輸送過程(chéng)中輸人和輸(shu)出在量值上(shàng)産生👈的差異(yì)，即Q差=Q進-Q出。從(cong)理論上講，在(zai)-個全封閉的(de)輸送管網中(zhōng)，隻要輸送管(guǎn)道沒有洩漏(lou)，就沒有輸差(cha)🚶産生。但在實(shí)際💁的油氣計(jì)量過程中,在(zài)💯輸人的流量(liàng)和輸出的流(liú)量之間會出(chū)現一些偏差(cha)量。細分下來(lái)主要是由以(yǐ)下幾方面造(zào)成的。
2.1測量儀(yí)表引出的偏(piān)差
　　燃氣計量(liàng)的量值确定(ding)是靠測量儀(yi)表完成的，而(er)測量儀表的(de)測量誤差值(zhí)不會是0%，在計(ji)量儀表選型(xing)的初期，如果(guǒ)沒有仔細考(kǎo)慮計量的流(liu)量範圍(用氣(qì)量的多少)、工(gōng)作壓力的适(shì)用範圍、氣體(tǐ)介質的工藝(yi)處理結果及(jí)使用現場的(de)工況條件等(deng)影響🎯因素,使(shǐ)流量測量儀(yí)表工作在一(yī)一個不适合(he)的📧工況條件(jiàn)下，就會造成(chéng)計量誤差值(zhí)。另外，各種原(yuán)理的流量計(ji)對安裝條件(jian)的要求也是(shi)不同的，如前(qian)後直管段長(zhǎng)度❄️要求、流量(liang)計前端過濾(lü)器的要求、新(xīn)管道吹掃流(liu)程的要求、單(dān)🙇‍♀️向流流量計(ji)的流向要求(qiu)、儀表潤滑油(yóu)的選擇要求(qiú)等等。如果沒(mei)有按照要求(qiú)進行安裝，就(jiù)會⛱️影.響燃氣(qi)的💁計量準确(que)度。選擇量程(chéng)寬、對工況适(shi)應🐅能力♉更強(qiang)的流量計類(lèi)型，如超聲波(bo)流量計，有助(zhù)于🔅避免這一(yi)問題門。
　　另外(wài)，目前在天然(ran)氣主幹網的(de)門站均已采(cǎi)用高精度的(de)氣體✏️超聲流(liú)量計,而面向(xiang)中小用戶的(de)流量計很多(duo)仍是采用孔(kǒng)闆流量🤩計、渦(wō)輪流量計或(huo)羅茨流量計(ji)。孔闆流量計(ji)的測量精度(du)本身就不高(gao)，渦輪或羅茨(cí)流量在使用(yòng)一段時間後(hou)由于軸承的(de)磨損或氣體(tǐ)介質中🔞污物(wu)的影響，往往(wang)造成測量精(jing)度的大幅下(xià)降。也就是💔說(shuō)，由于在輸人(rén)和輸出端采(cai)用了準确度(dù)不同的流量(liang)計，也會🔅加劇(jù)燃氣輸差呵(he)。
2.2管存氣體量(liang)值的偏差
　　天(tiān)然氣管輸系(xi)統中由于環(huán)境溫度、輸氣(qì)壓力和溫度(dù)的變化，被測(ce)天然氣的組(zǔ)分也會發生(sheng)變化，這會導(dǎo)緻管道中的(de)管存天然氣(qì)的量值發生(sheng)變化,如式👈(4)所(suo)示:

23管網洩露(lù)
　　燃氣管網在(zài)運行的過程(cheng)中，由于溫度(dù)的變化和應(ying)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼力的作用，不(bu)可避免地發(fā)生滲漏，這種(zhǒng)滲漏主要發(fa)生在管道💛及(ji)法蘭密封處(chù);管網老化鏽(xiu)蝕破損，在改(gǎi)造施工過程(cheng)中的野蠻操(cāo)作，也可能會(hui)造成燃氣的(de)洩漏。
2.4流量計(ji)運行維護的(de)影響
　　機械式(shì)的流量計，包(bao)括渦輪、羅茨(ci)、孔闆等，需要(yao)定期🧡進行維(wéi)護。如果疏于(yú)維護，沒有按(àn)照規範加注(zhu)潤滑油，沒🔞有(yǒu)更換磨損的(de)部件，或者沒(mei)有定期清理(li)或排放過濾(lǜ)器中的油水(shui)雜物等,也會(huì)使儀表随着(zhe)時間的推移(yi)，準确度逐步(bu)🚶下降。而超聲(shēng)流量計基本(ben)上可以免維(wéi)護，有效避免(miǎn)了這一問題(tí)叨]
2.5經營管理(li)方面産生的(de)偏差
　　有些輸(shu)氣管網還未(wei)實現計量系(xì)統自動化的(de)管理，設💜備停(ting)運或🔆維修信(xìn)息不夠及時(shi)和完善;天然(ran)氣氣體組💋分(fèn)發生變化時(shí)沒有及時準(zhun)确地更新各(ge)類計❓量儀表(biao)中的組分信(xin)息;量值計算(suan)和統計時間(jian)的節點不完(wan)全一緻,造成(chéng)流量計量儀(yí)表的統計周(zhōu)期不完全統(tong)一;未按規定(dìng)的時間對計(jì)量以及相關(guān)聯的溫度和(he)壓力等儀表(biǎo)進行周期檢(jiǎn)定或校準等(děng)等,均會造成(cheng)--定程度的輸(shū)入和輸出量(liang)值🤞的偏差。
　　相(xiàng)比于傳統的(de)機械式流量(liàng)計,超聲流量(liang)計具有代👄際(jì)💚優💘勢，智能化(huà)程度高，便于(yu)進行計量系(xi)統的智能化(huà)管理圖。
3流量(liàng)計經濟性分(fèn)析
3.1設備采購(gòu)成本
　　在設備(bei)采購價格方(fang)面，雖然超聲(sheng)流量計近年(nian)來的🌂價❌格已(yǐ)大幅下降了(le)超過50%,但傳統(tǒng)的機械式流(liu)量計仍然🔞具(ju)有一.定優勢(shi)❄️。在小口徑時(shi)，羅茨和渦輪(lun)價格具有相(xiàng)對優勢,而在(zài)大口徑時,孔(kong)闆更有優勢(shì)。但是，通過第(dì)2節💃的内容我(wo)們已經了解(jie)到，超聲流量(liang)計在精度等(deng)級，量程範圍(wéi)，對工藝條件(jian)的适應性等(deng)方面具有諸(zhu)多優勢。因此(ci)，在作出采購(gòu)決策時切不(bu)能以初始的(de)設備采購成(cheng)本作爲主要(yao)考量。況且，由(yóu)于超聲🛀🏻流量(liang)計沒有機械(xiè)部件損耗，不(bú)會因爲固體(tǐ)雜質📱導緻阻(zǔ)流部件損壞(huài)，因而使用壽(shou)命長因此如(ru)😄果按一定時(shi)期内折舊成(chéng)本來看的話(huà),超聲流量計(ji)更具.有綜合(hé)性價比優勢(shi)。
3.2運行維護成(chéng)本
　　渦輪和羅(luo)茨流量計等(děng)機械式流量(liàng)計由于有轉(zhuǎn).動部件,需要(yao)定期加注潤(run)滑油;随着使(shǐ)用時間變長(zhǎng)，會出現機械(xie)🐪磨損;由于存(cún)在阻流部件(jian)，容易因固體(ti)雜質造成流(liú)量計🐇損壞。超(chao)聲流量計沒(mei)有機械轉動(dòng)部件，沒有阻(zǔ)流部件，不易(yi)損壞，且超聲(shēng)流量計本身(shēn).的智能、自動(dong)化程度高，具(jù)有🤞免維護、少(shǎo)維護的特點(diǎn)，維護成本極(jí)低。因此在運(yun)行維護成本(běn)方面具有明(ming)顯優勢。
3.3輸差(chà)控制
　　相比于(yu)設備采購成(cheng)本和運行維(wei)護成本，輸差(chà)的金額有可(kě)能👄會大得多(duo),因此在分析(xi)流量計經濟(ji)性時一定不(bú)能忽略🏃‍♂️其在(zai)輸差控制方(fang)面的影響。從(cóng)第三節的内(nèi)容我們可以(yǐ)看到,輸差🙇‍♀️産(chǎn)生的㊙️原因主(zhǔ)要有五個方(fang)面:1)測量儀表(biao)㊙️引出的偏差(chà);2)管存氣💯體量(liang)值的偏差;3)管(guan)網洩露;4)流量(liang)計運🔅行維護(hu)的影🧡響;5)經營(ying)管理方面産(chan)生的偏🛀🏻差。其(qí)中，第1)、4)、5)項都與(yǔ)流量計直接(jie)🔞相關[10]。
做爲更(gèng)新型的流量(liang)計，超聲流量(liang)計相對于傳(chuan)統
　　機械式流(liú)量計來說具(jù)有代際優勢(shì),因測量儀表(biǎo)引出.的偏差(chà)而導緻輸差(cha)的可能性更(geng)低;由于其幾(ji)乎免維護，因(yīn)💞流量計運行(hang)維⁉️護的影響(xiang)而導緻輸差(cha)的可能性也(ye)更小;由于超(chao)聲流量計智(zhi)能化程度高(gāo)，也有助于減(jian)少因經營👣管(guǎn)理方面産生(shēng)的偏差。
4結語(yǔ)
　　與渦輪、羅茨(ci)、孔闆等傳統(tǒng)流量計相比(bǐ)，超聲流量計(jì)更具經濟🏃‍♂️性(xing)，理由是:1)雖然(ran)--次性采購成(cheng)本較高，但性(xing)價比♻️好，且按(àn)--定時期内折(she)📧舊成本來看(kàn)的話可能更(geng)具有價格優(yōu)勢;2)不易損🤞壞(huài)，維護🍓非常簡(jiǎn)✨單，維護成本(ben)♊極低，因此在(zai)運行維護成(chéng)本方面具有(yǒu)明☁️顯優勢;3)作(zuò)爲更新型的(de)流量計，超聲(shēng)流量計相對(dui)于傳統機械(xie)式流量計更(gèng)有利于輸差(chà)控制。

以上内(nei)容源于網絡(luo)，如有侵權聯(lián)系即删除!