摘(zhāi)要:近年來，國(guó)際上對天然(ran)氣需求逐年(nián)增加，爲實🐇現(xiàn)天然❤️氣貿🎯易(yi)交接，天然氣(qi)計量手段尤(you)爲重要。本文(wen)介紹了幾種(zhong)天然氣常用(yong)流量計,通過(guo)對比發現，雙(shuāng)腔孔闆流量(liang)計 優勢明顯(xiǎn)。結合孟加拉(la)RMS(RegulationandMeteringStation)調壓計量站(zhan)項目的具體(ti)工藝條👌件☁️，根(gēn)據流量計的(de)計算書，形成(chéng)以雙腔孔闆(pan)流♈量計🥰爲主(zhǔ)要計量儀㊙️表(biao)的計量系統(tǒng)設計方案。拓(tuò)展了基于雙(shuang)腔孔闆流量(liàng)🏃‍♀️計作爲✔️天然(ran)氣貿易計量(liàng)手♈段的新思(si)路，爲我國⭕“一(yī)帶一路”發展(zhan)戰略🍓提供了(le)經典案例。
引(yǐn)言
　　天然氣是(shi)一種清潔、高(gao)效、優質的能(neng)源。國際上對(dui)天🏃‍♂️然☀️氣需求(qiu)處于井噴式(shì)的增長，由于(yu)近年來國際(ji)沖突等因素(sù)，更加劇了能(néng)源🤞緊張，使得(dé)交易額迅速(su)增加。爲滿足(zú)市場需求，科(ke)學精準的天(tian)然氣貿易交(jiāo)接手段成爲(wei)☀️關注的焦🌈點(diǎn)。
　　雙腔孔闆流(liú)量計在菲律(lǜ)賓、緬甸、巴基(ji)斯坦等天然(ran)🔆氣場站被廣(guang)🌈泛應用。據國(guo)外文獻記載(zai),工業測量設(she)備中基于差(chà)壓🚩原理的 孔(kǒng)闆流量計 應(ying)用占比爲40%叫(jiao)，因此,孔闆流(liu)量計是目前(qián)世界上應用(yong)❄️範🧡圍較爲廣(guang)泛的流量計(ji)量儀表之一(yī)。爲保證流量(liàng)計的計量精(jīng)度,通常采🏒用(yòng)實流或空氣(qì)對流量計進(jin)行标定。對于(yu)孔闆流🈲量計(jì)，通✌️過空氣标(biao)定就可以保(bǎo)證其精度，在(zai)衆多流量儀(yí)表中具有不(bu)可替代的優(you)勢。孔闆流量(liàng)計具有穩定(ding)性高、可靠性(xìng)好以反低成(cheng)本的優勢,.使(shǐ)✍️其在管道和(hé)天然氣場站(zhàn)計量方面擁(yong)有較高的認(rèn)可度。
　　通過介(jiè)紹天然氣場(chǎng)站幾類常用(yong)流量計，并對(duì)各參✨數對比(bǐ)🏃🏻分析,明确丁(ding)選用高雙腔(qiāng)孔闆流量計(jì)的優勢。其次(cì),結合瑪格麗(li)特項目選用(yòng)的歡腔孔闆(pan)流量💞計的結(jie)㊙️構反計算書(shu)，形成了基于(yú)雙腔孔闆流(liú)量計的計量(liang)系統的設計(ji)應用方案。雙(shuang)腔孔闆🔴流量(liang)計憑借其精(jing)度高🌈、管線設(she)計簡單、操作(zuò)便捷、維護成(cheng)本低等特點(diǎn),已成爲供需(xu)雙方認可的(de)流量計量器(qì)具。
1.1超聲波流(liu)量計
　　傳播時(shi)間差法是國(guó)内外 超聲波(bo)流量計 的主(zhu)要檢測方法(fa)。該方法是用(yòng)一對傳感器(qi)相向收發超(chao)聲波，當一個(ge)傳感器發射(shè)聲波脈沖時(shi)，另外一個傳(chuan)感器以一定(dìng)的角度接收(shou)聲波脈沖信(xìn)号,這對傳感(gǎn)器交替收發(fa)脈沖🙇🏻，通過檢(jiǎn)測并計算該(gāi)脈沖在🚶介質(zhì)中順流和逆(nì)流的傳播時(shi)間差來測量(liang)管道介質的(de)流速,從而計(ji)算出介質的(de)流量。目前國(guó)内外的📐超聲(shēng)波流量計多(duō)采用4、6或8聲道(dào)傳感器，即2對(dui)、3對或4對傳感(gan)器進行工作(zuo)，以提高測量(liang)的正确率。超(chāo)聲波流量計(jì)雖然具有測(ce)量管徑大、測(cè)量範圍🔞寬,支(zhi)持雙向計量(liang)等特性。但因(yīn)其工作中收(shou)🈲發聲波的原(yuan)理，使其容易(yi)受到周邊噪(zao)聲和其📞它環(huán)境的幹擾，影(ying)響計量的精(jing)度。
1.2渦輪流量(liang)計
　　渦輪流量(liang)計 是一種流(liú)量計量器具(jù)，具有溫度和(he)壓力補償功(gōng)能，屬于速度(dù)式💁流量計。其(qí)工作原理爲(wèi):具有一定壓(ya)力的天然氣(qi)❓沿流動方向(xiàng)驅動渦輪流(liú)量計内的葉(yè)片旋轉,通過(guo)電渦😄流傳感(gǎn)👉器檢測葉片(piàn)的旋轉速度(du),旋轉速度與(yǔ)體積流量成(chéng)正比，即可計(jì)算出通過流(liu)量計的天然(rán)氣體積流量(liang)。渦輪流量計(ji)具有穩定性(xìng)高、量程範圍(wei)寬、對流量變(bian)化反應迅速(su)、抗幹擾能🛀🏻力(lì)強、信号便于(yú)傳輸等特點(dian),廣泛應用于(yú)石油、化工、電(dian)力、城市燃氣(qi)管網等領域(yù)的貿易結算(suan),特别是在歐(ōu)美🌂等國家應(ying)用也闆爲普(pǔ)遍。渦輪流量(liang)計具有較高(gao)的精度和量(liang)程比，有着較(jiào)好的重複性(xing)。但由于其自(zi)身的旋轉機(ji)構長時間運(yun)轉🌂，會出現連(lián)杆斷裂、或旋(xuán)轉✍️異常💋等現(xian)象。
1.3渦街流量(liàng)計
　　“卡門渦街(jie)”原理是 渦街(jie)流量計 的核(hé)心理論。測量(liang)前在管道中(zhōng)垂直插入一(yī)段非流線型(xing)阻💋流體(旋渦(wo)發生體)，當介(jiè)質流動，管道(dao)内雷諾💃數達(da)到一✨定值時(shí)，在發生體下(xià)遊兩側會交(jiao)替分離出規(guī)則👉排列的旋(xuán)渦。當發生體(tǐ)兩側産生旋(xuan)渦時，流體對(duì)旋渦發生體(tǐ)會産生一個(ge)周期性的交(jiāo)變橫向♻️作用(yong)力，壓電傳感(gan)器将作✊用力(li)的變化轉換(huàn)爲可以測量(liang)的頻率信号(hao),通過信号放(fàng)🌏大和整形，得(de)出流速和流(liú)量，并進行累(lèi)積計算。
1.4孔闆(pǎn)流量計
　　孔闆(pan)流量計 是基(ji)于差壓測量(liàng)的方法，以流(liú)動連續性定(dìng)律和能量✉️守(shou)衡定律♉爲基(ji)準的，以AGA3或GB/T21446爲(wèi)計算依據。當(dāng)天然氣流經(jīng)管道中孔闆(pǎn)所在的截面(mian)時，因局部收(shōu)縮，使流速增(zēng)大📐,進而在🌈節(jiē)流元件的上(shàng)🌏、下遊産生壓(yā)降，且介質流(liu)動的😘流量越(yuè)大，在節流元(yuán)件上、下遊産(chǎn)生的壓🙇‍♀️降就(jiu)越大。孔闆流(liú)量計就是通(tong)過測量上、下(xià)遊的壓💜力差(cha),根據GB-T21446-2008《用⛹🏻‍♀️标準(zhǔn)孔闆流量計(ji)測量天然氣(qì)流量》中的計(jì)算公式，可以(yǐ)得到質量流(liu)量、體積流量(liàng)以及标準工(gōng)況下的體積(ji)流量。目前市(shi)場占有率較(jiào)高的孔闆流(liu)量計主要有(yǒu)兩種,一種是(shì)普通孔闆流(liu)量計,-一種是(shì)雙腔孔闆流(liú)🧡量計。對于普(pǔ)通孔闆流量(liang)計來講，流量(liang)測量穩定,設(she)計簡單,成本(ben)較低,但因沒(mei)有孔闆升降(jiang)機構，在更換(huan)、檢查、标定等(děng)情況下，必須(xū)停止介質輸(shū)送才🏃🏻‍♂️能實現(xiàn)。
現将上述流(liú)量計的各項(xiang)參數做對比(bǐ),如表1所示。其(qí)🛀中D爲管🔞道直(zhi)徑。
 
　　綜合上述(shu)參數,超聲波(bo)流量計精度(du)高,但前後直(zhi)管段🔞的長度(dù)較🔴長，且需設(shè)置旁路回路(lù)，成本高且不(bu)易維修☔;渦輪(lun)流量計和渦(wo)街流量計成(cheng)本低，但較其(qí)他流量計相(xiang)比精度明顯(xiǎn)不足;普通孔(kong)闆♋流量計,檢(jiǎn)修時需停線(xiàn)或切到旁路(lu);雙腔孔闆流(liu)量計精度高(gao)、維💃護簡單,在(zài)線♻️即可更換(huàn)孔闆，不受噪(zào)聲影響。.由此(ci)可🐉見，在計量(liang)器具種類繁(fán)多的當🧡下，雙(shuāng)腔孔闆.流量(liang)計😄因其材質(zhì)強度高、耐磨(mó)性好、機械加(jia)工更加精密(mì)成爲貿易計(ji)量中最優的(de)選擇。
2雙腔孔(kong)闆流量計的(de)結構及計算(suàn)書
　　在盂加拉(la)瑪榕麗特RMS調(diào)壓計量站的(de)儀表和控制(zhì)系統的設計(jì)中,包含了貿(mao)易計量部分(fèn)。該項目由中(zhōng)國能建集團(tuán)及通用電氣(qi)公司(GE)聯合體(ti)總承包。RMS調壓(ya)計量站,隸屬(shǔ)于孟加拉能(néng)源公司，該調(diao)壓計量站爲(wei)盂加拉國首(shou)✊台9H級燃機電(diàn)廠提供天然(ran)氣。該項目采(cai)用💞的是雙腔(qiāng)孔闆流量計(jì)作爲貿易計(jì)量流量計。
2.1現(xiàn)場流量計系(xì)統結構
　　現場(chǎng)流量計系統(tǒng)包括:雙腔孔(kong)闆流量計、整(zheng)流器、前後直(zhi)管段。如圖1所(suǒ)示。
 
2.2雙腔孔流(liu)量計
　　歡腔孔(kong)流量計也稱(cheng)高級閥室孔(kong)闆流量計。其(qi)結構采🚶‍♀️用上(shang)下腔設計,精(jīng)确定位流道(dào)中心的孔闆(pan)，根據🔆API14.3.2(AGA-3)-最新版(ban)或ISO5167-1:2003(E)測量♋并計(jì)算通過孔闆(pan)的天然氣流(liú)量。真正的雙(shuang)腔是指無論(lun)孔闆在下腔(qiang)或上腔中的(de)位置如何，上(shang)腔和下腔都(dou)🍉始終通過隔(gé)離杆、閥、機構(gou)進行隔離。爲(wei)了拆卸或檢(jian)查孔闆，闆載(zǎi)體組件應通(tong)過一個不上(shàng)升的升降螺(luo)釘和齒輪将(jiāng)孔闆托架組(zǔ)🌏件收回到上(shang)腔🔞。其結構圖(tu)如圖2所示。
 
流(liu)量計主要部(bu)件的材質:
(1)頂(dǐng)部夾緊杆:碳(tàn)鋼。
(2)上腔端蓋(gai)、腔體,下腔體(tǐ),閥座密封:氫(qīng)化丁腈橡膠(jiao)0形環。
(3)塞齒軸(zhou)密封:聚四氟(fu)乙烯環。
(4)偏心(xin)塞:碳鋼,塗有(yǒu)适當的材料(liao)以增加耐腐(fu)蝕性。
(5)均衡閥(fá):1/2"NPT洩放口，不鏽(xiu)鋼。
(6)壓力絲錐(zhui)和排水塞:标(biao)準NPT管道絲錐(zhuī)符合API14.3.2(AGA3)和ANSI要求(qiu)。
(7)安全鎖:彈簧(huang)加載柱塞将(jiāng)偏心塞鎖在(zai)關閉位置，以(yi)防🔞止☁️，上☎️腔打(dǎ)開時意外打(dǎ)開。
(8)操作軸:左(zuo)手安裝/雙重(zhong)操作。
(9)孔闆及(ji)孔闆載體:sS316。
(10)孔(kǒng)闆密封:孔闆(pan)密封是不鏽(xiu)鋼316環上的氫(qīng)化丁腈橡膠(jiao)材料,它🤞保持(chi)密封形狀,确(què)保不會突出(chu)到孔内，并符(fú)合API14.3.2(AGA-3)标準。
(11)表體(tǐ):WCBSA216/A350。
(12)滑閥:不鏽鋼(gang)。
(13)密封條:碳鋼(gang)。
2.3流量計計算(suàn)書
　　調壓計量(liang)站的流量計(ji)計算書如表(biǎo)2所示。
 
3雙腔孔(kong)闆流量計的(de)應用
　　根據流(liu)量計計算書(shū),确定雙腔孔(kǒng)闆流量計的(de)規格、材質等(deng)🌈參🤟數，制定計(ji)量系統設計(jì)方案。由雙腔(qiāng)孔闆流量計(ji)組成的計量(liang)系統包括:前(qian)後隔斷球閥(fa)、整流器(GasConditioner)、雙腔(qiāng)孔闆流量計(ji)(Flowmeter)、流量計算機(ji)(FC,FlowComputer)、三筆記錄儀(yí)(ThreePenChartRecorder)、在線色譜儀(yi)(GC,GasChromatograph)以及配套的(de)差壓變送器(qi)(PDTI,PressureDifferentialTransmitterIndicator)、 絕壓變送器(qi) (APT,AbsolutePressureTransmitter)、 溫度變送器(qì) (TT,TemperatureTransmitter)、PT100(TE,TemperatureElement)等。
　　系統投入(rù)運行前，主管(guan)道的前、後隔(gé)斷球閥全打(da)開，雙腔孔闆(pǎn)🍉流🚶量計的取(qǔ)樣隔斷球閥(fa)、 五閥組 隔斷(duan)閥、絕壓變送(song)器的隔斷閥(fá)以反在線色(sè)譜儀的取🙇🏻樣(yang)閥🌈全📱打開。系(xì)統投入運行(hang)後，天然氣通(tōng)過整流器将(jiāng)管道内的氣(qì)流變爲規則(zé)流動氣流,平(píng)穩流經閥室(shi)孔闆流量計(ji)。流量計配套(tao)的 差壓變送(sòng)器 信号、絕壓(ya)變送器信号(hào)、溫度變送器(qi)信号通過硬(ying)接線接入流(liú)🌐量計算機，同(tóng)時在線色譜(pǔ)的天然氣組(zu)分、熱值等數(shù)據通過RS485通信(xin)線接入流量(liang)計算機，由流(liu)量計算機顯(xian)示并輸出天(tian)然氣的管道(dao)工藝參數、瞬(shùn)時流量、累計(jì)流量等數值(zhí)。另外,由機械(xiè)件構📧成的三(sān)筆🧡記錄儀通(tōng)過差壓、壓力(li)取樣管線和(hé)溫❓度傳感器(qì)，同時在專用(yòng)記錄紙上記(ji)錄差壓、壓力(lì)、溫度信号，作(zuo)爲流量計算(suan)機的備用計(jì)量手段。計量(liàng)系統圖如圖(tu)3所示❗。
 
3.1現場儀(yí)表
3.1.1整流器
　　整(zheng)流器安裝在(zài)任何裝置的(de)下遊以及孔(kǒng)闆流量計的(de)上遊。整流器(qì)的種類也多(duo)種多樣，圖4爲(wei)列舉的幾種(zhong)樣式。.
 
3.1.2.上下遊(you)直管段
　　上下(xia)遊管道采用(yong)碳鋼材質，噴(pen)砂并進行光(guang)潔管道📐中🐉天(tiān)然⚽氣介質的(de)差壓、壓力、溫(wen)度信号，從而(er)計算出🧑🏽‍🤝‍🧑🏻天然(rán)氣流量。該儀(yi)表爲純😘機械(xiè)儀表,無需供(gòng)電。目前，國内(nèi)計量系統基(jī)本不采用三(san)筆記錄儀，但(dàn)在一些不發(fa)達地區,如部(bù)分亞洲、非洲(zhōu)國家，因電力(lì)供應不🤞穩定(ding)，經常出🔞現停(ting)電的現🔞象，仍(réng)在使用三筆(bi)記錄儀用于(yú)記錄介⛷️質參(can)數,并用于貿(mào)🙇🏻易結算。
3.1.5在線(xiàn)色譜儀
　　在線(xian)色譜分析儀(yi)分析出天然(ran)氣組分至少(shǎo)到C1~C6+、N2CO2,并提供🆚密(mi)度、比重、高低(di)熱值、壓縮因(yīn)于(遵循ISO6976和AGA-8)等(deng)參數,通👅過RS485接(jie)口将_上述信(xin)号傳送給流(liu)量計算機。色(se)譜儀采用模(mo)塊化設計㊙️,可(ke)以随時對内(nei)部元件(色譜(pǔ)柱、色譜閥、膜(mó)片等)進行就(jiu)地更換及維(wéi)修，色譜分㊙️析(xi)儀中色⭐譜柱(zhu)數量根據需(xū)要确定,色譜(pǔ)儀采用熱導(dao)率式探☔頭(TCD)設(she)計。随色譜💃🏻儀(yí)成套提供防(fáng)爆分析小室(shì),.除包含可燃(rán)氣體檢測器(qi)🏃🏻‍♂️、防爆聲光報(bào)警器和防爆(bào)照明系👨‍❤️‍👨統🤞外(wai)，還包含取樣(yang)系統、樣氣預(yu)處理系統、标(biāo)氣載氣系統(tǒng)等配🛀套系統(tong)。
3.2流量計算機(jī)
　　用于商貿交(jiāo)接的流量計(ji)算機，具有計(ji)量認證機構(gòu)頒發的㊙️證書(shū),如NMI認證、歐洲(zhōu)EN12405.0IML認證、中國計(ji)量機構證書(shū)。流量計算機(jī)采集來自現(xiàn)場的差壓、絕(jue)壓、溫度變送(song)器的測量值(zhí),并通過通信(xìn)的方式獲得(de)色譜分析儀(yí)測得的天🈚然(ran)氣組分和熱(re)值等參數,計(ji)算天然氣的(de)🏒密度、壓縮因(yin)于、工況流量(liàng)和标況流量(liang),用于貿易結(jie)🔱算。
本項目流(liu)量計算機的(de)主要特性包(bao)括:
(1)CPU主頻參數(shu)爲:≥333MHz,32bit或64bit的微處(chu)理器,其存儲(chu)器容量爲Flash:256MB,.DRAM:128MB,SRAM:4MB.
(2)可(ke)以根據流量(liang)計的類型選(xuan)擇有關計算(suan)标準，如AGA3/API250,IS05167,AGA5,AGA7,AGA8,API101,API2534;根據(ju)選用的标準(zhǔn),完成标況下(xia)的體積流量(liàng)、質量流量、能(néng)量流量等瞬(shun)♊時流量值和(hé)累積流量。
(3)流(liú)量計算機的(de)計算精确度(dù)應優于±0.01%。
(4)每5分(fèn)鍾對流量計(jì)算結果進行(háng)一次歸檔，可(kě)存儲10路的月(yue)報告♻️、周👌報告(gao)、天報告和小(xiao)時報告長達(dá)300天。
(5)流量計算(suan)機具有自診(zhěn)斷反掉電保(bǎo)護功能，并将(jiang)結果傳送至(zhi)，上❤️位計算機(jī)控制系統。
4結(jié)論
上述計量(liàng)系統,是RMS調壓(ya)站完整的貿(mao)易計量配置(zhì)，其最大的優(you)勢有以下幾(jǐ)點:
(1)整體設計(ji)完整，功能齊(qí)全，可以作爲(wèi)标準計量系(xì)統應用于各(ge)🤞天然氣場站(zhan)。
(2)不受調壓閥(fá)引起的噪音(yīn)幹擾。
(3)因流量(liang)計可以在線(xian)更換孔闆,不(bú)用設計計量(liàng)旁路,大大降(jiàng)低💞成本。
(4)即使(shi)在失電的情(qing)況下，依然可(ke)以保證計量(liang)數據的💯記錄(lù)。
　　目前，該計量(liang)系統已安裝(zhuang)運行，各項運(yùn)行參數正常(chang)，運行🐕平穩🏒，二(èr)期也采用相(xiàng)同的設計方(fang)案。實踐證明(míng)，基于雙腔孔(kong)闆🈚流量計構(gou)成的計量系(xi)統的設計線(xian)路簡單、成本(běn)低，計量數據(ju)平穩、準确，維(wei)護簡單便捷(jie),抗幹擾能力(li)強，拓展👣了基(ji)于雙腔孔闆(pan)流量計作爲(wei)♌天然氣貿易(yì)計量手段的(de)新思路，成爲(wei)盂加拉RMS調壓(yā)站經典工程(chéng)。

本文來源于(yu)網絡,如有侵(qin)權聯系即删(shan)除！