國內外(wài)天然氣(qì)計量狀況簡要回顧
天然氣(qì)作為一種優質能源和化工原料(liào)其計量越來(lái)越被人們重視。歐美等工業化水平較高的發達國家,對天然氣計量(liàng)技術的研究起步較早,投人的資金及科技力量較大(dà),尤其是對貿(mào)易天然氣的計量十(shí)分重視。從流量計選型上(shàng),歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計,如在荷蘭渦輪、腰輪流量計的使用約占80%,在加拿大渦輪流量計的使用(yòng)約占90%,而美國則以(yǐ)使用孔板為主,約占80%。從整體上來看,在流量計使用上(shàng),70年代形成了孔板使用高潮,80年代形成了渦輪(lún)流量計使用的高潮(cháo),90年代中後期則掀起了超聲流量(liàng)計熱潮。
在(zài)流量標準方麵,各國流量工作(zuò)者花費了大量(liàng)時間,付出了艱苦的努力,在分析總結大量的(de)實驗和應用數據(jù)的基礎上,相繼推出具有(yǒu)代表性的標準(zhǔn)如天然氣流量標準孔板計量標準(AGA No.3)、氣體渦輪流量計標準(AGA No.7)、天然氣(qì)及其他烴類氣體的壓縮性和超壓縮性標準(AGA No.8)、用氣體超聲流量計測量天然氣標準(zhǔn)(AGA No.9)、用差壓(yā)裝置測量流體流量標準(ISO5167)、氣體渦輪(lún)流量計標準(ISO9951)、氣體超聲波流(liú)量計標準(ISO/TR12765)以及天然氣(qì)壓縮因子(zǐ)計算標準(ISO/DIS12213)等,這些標準規程對天然氣流量計量具有積極的指導意義。
與此同時,在國外人們從重視幹標法逐步過渡到實(shí)流檢定的思維模式?一重視量值溯源與量值傳遞工作,相繼出現許多實流檢定實驗室,如美國科羅拉多工程實驗室 (CEESI)、美國西南研究院(SWRI)、荷蘭國家計量研究院(NMI)、加拿大標定站(TCC)、德國(Pigsar)、英國國家工程實驗室 (NEL)、日本(běn)國家計(jì)量院(NRLM)。
近(jìn)幾年(nián),國際法製計量組織(OMIL)氣體計量分委員會歐共體起草了國際建議PREN1776“天然氣計量係統基本要求”,較(jiào)詳細地規定了天然氣計量係統的組成和對輔助設備的具體要求,對天然氣計量係統的設計原則及設計指南,計量係統的在線檢定(dìng)、安裝和操作維護等進行了規定。
我國天然氣計(jì)量起步較晚,氣藏主要分布在四川、長慶、新疆,儀表(biǎo)的使用選型主(zhǔ)要使(shǐ)用孔板,其比(bǐ)例約占88%,采用幾何檢定法。從70年代以來,我國參照國外係(xì)列標準,結合自己的實際情況(kuàng),在天然氣儀(yí)表的設計選型、使用、安裝、維(wéi)護、管理、氣質分析等方麵作了相(xiàng)應的(de)工作,得出一些較重要的結論,同時對現場阻力件、複雜工況影響,摸索出了一些成熟的經驗,在(zài)標準方麵形成了《天然氣流量的標準孔板計量方法》(SY/T6143-1996)標準、等效采用 ISO5167形成GB2624標底,但就總體水平(píng),與國外還存在顯著差距。
近幾年,我國天然氣計量技(jì)術新進展
我國大量使用的孔板節流裝置及其二次儀表(biǎo)雙波紋管差壓計的計量技術,由於其(qí)固有(yǒu)的缺陷,如孔(kǒng)板在使用過程(chéng)中的不斷磨損、腐蝕;現場阻力件組合形式遠不止標準規定的7種情況;現場旋渦流、脈動流影響因素複雜;對(duì)於氣量波(bō)動大、變化頻率高的狀況適應性差;導壓管易引(yǐn)起(qǐ)信號滯(zhì)後等[1],不(bú)能保證其計量準確度,這給流量工作者帶來(lái)了新的研究課題。近幾年來,我國天然氣(qì)計量(liàng)技術取(qǔ)得了以(yǐ)下(xià)一些新的進展。
l、孔板節流裝置(zhì)二次儀表智能化
1998年以來,在二次儀表方麵,對部分天然氣計量裝置進行了改造,現場逐步采取配用智能壓力變送器、溫度變送器,流量計算機以取代雙波紋管(guǎn)差壓(yā)計,從而實現計量自動化。該係統(tǒng)變送(sòng)器具有準確度高、穩定性好,可利用它的通訊功能進行在線故障診斷、組態和校驗,天然氣流量(liàng)計量逐步(bù)走向在(zài)線、智能、實時計量。
2、適應中小(xiǎo)流量的新型智能式流量計應用(yòng)
為解(jiě)決部分現場在中小流量和中低壓情況(kuàng)下流量波動較大,孔板計量準確性較差的特殊難題,國內推出智能漩進旋渦流量計、智能渦(wō)輪流量計,該類流量計(jì)能在線采集壓力、溫度(dù)、工況流量、標定流量、實時修正(zhèng)壓縮因子以及自動進行溫度、壓力補償。經過實流標定和在現場較大範圍應(yīng)用(如四川、新疆、大港、大慶等),效果較好。近期又出現了該類型的雙探頭智能流量計,抗幹擾能力(lì)進一步增強。
3、高壓大(dà)流量計量技術研(yán)究
隨著國外氣體(tǐ)超聲流量(liàng)計的迅速發展,我國及時跟蹤國外先進計(jì)量技術(shù),自1999年以(yǐ)來,由國家原油大流量計量站成都天然氣流(liú)量(liàng)分站(以下簡稱計量分站)牽頭,對具有典型代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所(suǒ)生產的氣體超聲流量(liàng)計進(jìn)行了實流測試,研究在理想(xiǎng)安裝條件、非理想安裝條件、旋轉不同角度安裝條(tiáo)件(jiàn)、帶壓更換(huàn)超聲換能(néng)器(qì)、不同壓力(lì)條件、聲道故障狀態的性能(néng)並進行現場應用。得出氣體超聲流量(liàng)計幹校(xiào)後仍需實流檢定和周期送檢等重要結論[2]。經過天然氣實流測試後,北(běi)京、大慶、新疆(jiāng)、四川、天津、河北等已逐步引進氣體超聲流量計約40台。口徑在DN150mm -DN400mm之間,不(bú)確(què)定度為0.5%-1.0%。
4、實流檢定技(jì)術的發展
過去(qù)標準孔板一直沿用“幾何檢驗(yàn)法”,流(liú)量檢定裝置通常(cháng)使(shǐ)用空氣作介質,負壓檢定。1996年華(huá)陽計量分站建成,該站擁有mt原級(jí)標準裝置,總不確定度為 0.1%和從美國CEESI引進臨界流音速噴嘴(zuǐ)次級標準裝置,總不確定度為0.25%,具備天然氣流(liú)量實流(liú)檢定條件。最近4年,實流檢定技術日(rì)趨成(chéng)熟,已建立(lì)起全(quán)套天然氣實流檢定方法、程序(xù)、管理製度,並與國(guó)外(wài)如美國、荷蘭(lán)、英國、德國等技術和水平逐步靠近。為了更好地模擬現場工況,減少裝載、運輸帶來的係列困難,控製和合理減(jiǎn)少現場(chǎng)計量誤差,我國實流檢定逐步從(cóng)室內(nèi)走向現場。如,國家原油大流(liú)量計量(liàng)站(大慶)的(de)移動式音速噴嘴標定(dìng)車(壓力(lì)1.6MPa、管徑(jìng)DN200mm、流量90000m3/h),計(jì)量分站新購置的移動式氣體超聲流量標定(dìng)車(壓力6.4MPa、管徑DN600mm、工況流量(liàng)80-8000 m3/h)。
5、標準的逐步完善與統一
孔板標準由SYL04-83升級為SY/T6143-1996,現正準備升為國家標準;《用氣(qì)體超聲流量(liàng)計測量天(tiān)然氣》非等效采(cǎi)用AGA NO.9,同時也參考了ISO/TRl2765的部分內容,2001年4月,已(yǐ)通過國家專(zhuān)標委評審。《天(tiān)然氣計量係統技術要求(qiú)》,非等效采用 PREN1776:《天然氣測量(liàng)係統基本要求》,2001年8月,已通過(guò)國家專標委評審。目前正準備起草《用渦輪流量計測量天然氣》國家(jiā)標準(zhǔn)。
6、國際流量比對(duì)
國外流(liú)量比對(duì)起步較早,最(zuì)近幾年華陽計量分站在天(tiān)然氣流量方法與美國CEESI、美國(guó)SWRI、荷蘭NMI、德國Pigsar進行了初步的流量比(bǐ)對工作,結(jié)果基本一致。2000年在巴(bā)西舉行(háng)的(de)第10屆(jiè)國際流量會(huì)議中國作為會員(yuán)正式(shì)參加國際循環比對工作組(BIPM/CIPM/CCM下屬流(liú)量測量工作組 WGFF)第一次會議[3]。2001年4月初,我國在土耳其參加了第(dì)二(èr)屆國際流(liú)量工(gōng)作組(BIPM/CIPM/CCM/WGFF)會議。
7、科研技術(shù)與國際學術交流活動
近幾年來,我國天然氣流量計量(liàng)取得較(jiào)大科(kē)研成就。比較典型的科研項目有:“天然(rán)氣、空氣、水為介質對孔板(bǎn)計量性能的影響研究”、“天(tiān)然氣計量技術研究”、 “氣體超聲流量計的測試與現場應(yīng)用研究”、“新型(xíng)流量計及新型整流器的研究與應用”、“安裝條件對(duì)孔(kǒng)板影響(xiǎng)因素的研究”等。
我國參與國際計量學術活動比較頻繁,如:參加美國API會議(yì)、參加英國國際法製計量組織(OMIL),主持和申辦(bàn)國際流量測量學術會議FLOMEKO和ISO/TC193等。
天然氣計量(liàng)新的觀念與發展趨(qū)勢
隨著中國加入WTO,外資企業不斷進人我國天然氣市場以及引進國外天然氣的可能性(xìng)、天然氣計量與國際(jì)接(jiē)軌即將成為(wéi)麵對麵的現實[4],其計量觀念與發展趨勢也將由此而發生係列變化。分析表明,下一步我國天然氣計量將向(xiàng)以下七方(fāng)麵發展(zhǎn):
l、計量(liàng)方式向自動(dòng)化、智能化、遠程化計量方式發(fā)展
由於電子技術、計算機以及互聯網技術的迅猛發展,天然氣(qì)計量已逐步向在線、實時、智能靠近,同時依靠網絡(luò)技術實現遠程化通訊、控製和管理,如SCADA係統的應用和智能渦輪流量計(jì)智能(néng)係統。
2、檢定方式、量值溯源從靜態單參數向動態多參數溯源發展
過去流量計檢定方式通常采用檢定靜態單參數方(fāng)法,如標準孔板依(yī)靠幾何檢定法檢定孔板的8個幾何靜態單(dān)參數(shù)來保證流量計的準確。隨著國內國外實(shí)流檢定技術的成熟,天然氣(qì)流(liú)量量值溯源(yuán)正逐步向實流檢(jiǎn)定方向發(fā)展,即以(yǐ)實際天然氣介(jiè)質、在(zài)接(jiē)近實際現場工況等(děng)條件下對流量的分參數(shù)如壓力、溫度、氣質組分和流量總(zǒng)量進行動(dòng)態量值溯(sù)源。
3、儀表選型從單一儀表向多元(yuán)化儀(yí)表發展
過去流量儀表選型比較(jiào)單一,近幾年隨著對流量計的研(yán)究和(hé)開發,不同的流量計有不同的特點和適應範圍,流量儀表選型由此呈現(xiàn)從單一儀表向多元化儀(yí)表方向發展。如,對中低壓、中小流量可選擇智能型速度式流量計(jì)(渦(wō)輪、漩進旋渦流量計);對高壓(yā)、大流量可選擇氣體超聲流量計。近期,又出(chū)現了一種新(xīn)型流(liú)量(liàng)計?? 內(nèi)文丘利管,它可適合流量變化範圍大的中低流量工況。
4、計量標準由(yóu)單一標(biāo)準向多重標準發展
我國天然氣(qì)計量標準不斷發展(zhǎn)、豐富和完善(shàn),結合國外標準後我(wǒ)國流(liú)量計量標(biāo)準已基本構成完整的體係,正(zhèng)逐步由單一標準向多(duō)重標準發展(zhǎn)。
5、計量方式從體積計量(liàng)向能量計量發展
我國(guó)天然(rán)氣貿易計量方法(fǎ)是在法定的質量指標下按體積計量。隨(suí)著(zhe)市場經濟的不斷完善和(hé)WTO的即將加入,要求我(wǒ)國(guó)天然氣貿易(yì)計量(liàng)方法盡快(kuài)與國際接軌。 2000年5月,ISO/TC193第12次年會(huì)在成都召開,專題討論了SC2/WG4有關天然氣能量計量工作組文件(ISO/WD 15112),2000年12月出了委(wěi)員(yuán)文件(ISO/CD 15112)。有關(guān)天然氣能量計量成為發展趨勢,我國正在加快進程開展相(xiàng)應的準(zhǔn)備工作。
6、單一數據管理向計量係統管理方向發展(zhǎn)
單一數據(jù)管(guǎn)理(lǐ)具有諸多缺點。計算機技術的發(fā)展給天然氣計量係統管理(lǐ)創造了良好的條件。天然氣計量管理從影響測量結果的各個方麵、各個環節進行全過程的、動態的、科學(xué)管理。中油股份公司西南(nán)油氣田分公司2001年即將完成的(de)科研課題《西南油氣田分公司天然氣計量信息管(guǎn)理(lǐ)係統》為天然氣計量(liàng)自動化及過程管理提(tí)供了信(xìn)息管理係統。
7、計量管理從(cóng)事後計量糾紛解釋(shì)向事前過(guò)程管理發展
隨(suí)著市場經(jīng)濟的發展,人(rén)們越(yuè)來越重(chóng)視(shì)天然氣計量,特別是貿易(yì)計量(liàng)。因此,人們對天然氣計量在管理觀念上正發生根本性轉變,不僅對現場計量器(qì)具(jù)的使用及相應人員進行管理(lǐ),並從事後計量糾紛解釋向加強(qiáng)事前儀表采購選型、安裝使(shǐ)用、過程控製(zhì)、質量監督、數據管理、實流檢(jiǎn)定的管(guǎn)理轉變和發(fā)展。
欄目導航
內容推薦(jiàn)
更多(duō)>2021-07-15
2020-02-14
2019-07-18