摘(zhāi)要:考察燃氣(qi)(重點是天然(ran)氣)計量流量(liang)計的經濟性(xing)，既🔞要考察它(ta)們在設備采(cǎi)購成本和運(yùn)行維護成本(běn)方面的經濟(jì)性，更要考✂️察(cha)它們對于輸(shu)差的影響。本(běn)文針對目前(qian)多種燃氣計(jì)量流量計 的(de)特點，首先分(fen)析氣體超聲(shēng)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(li)、适應範圍、各(gè)自特點等。接(jie)下來，從不同(tóng)的角度對燃(rán)氣管網計量(liang)輸差産生的(de)因素進行☀️解(jiě)析，分析不同(tóng)種類流量計(jì)對輸差可能(néng)造成的影✉️響(xiang)。最後，結合常(cháng)用流量計類(lei)型的自身特(te)點和輸差控(kong)制，對各類型(xíng)流量計做出(chū)了經濟性的(de)分析。
0引言.
　　天(tian)然氣作爲清(qīng)潔能源在國(guo)内能源消耗(hao)的占比逐📞年(nián)增♊長，油氣㊙️田(tian)采集油氣後(hòu)經過油氣分(fèn)離工藝，将🙇‍♀️天(tiān)然氣通過加(jia)壓長輸管道(dào)輸送到各城(cheng)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(liàng)儀表上的測(ce)量數據決定(ding)。在高壓天🐅然(ran)氣輸送工程(chéng)中選擇一款(kuan)高精度、高穩(wen)定性、壓力損(sun)失小，同時又(you)㊙️具有經濟性(xing)的計量儀表(biao)具有重要的(de)意義。
　　考察燃(ran)氣計量流量(liang)計的經濟性(xìng),既要考察它(tā)們在設💚備采(cai)❌購❄️成📧本和運(yùn)行維護成本(běn)方面的經濟(jì)性，更要考察(cha)它們對于輸(shu)差的影響。本(ben)文首先分析(xi)氣體😍超聲流(liú)🥰量計、渦💛輪流(liu)量計、腰輪流(liú)量計和孔闆(pǎn)流量計等常(cháng)見⭐的天然氣(qì)計量儀表的(de)工作原理、适(shì)應範圍、優缺(que)點等。在此基(ji)礎上，從不同(tong)的角度對燃(ran)氣計量輸差(cha)産生的因素(su)進行解析🛀，分(fèn)析不同種類(lèi)流量計對輸(shū)差可能造成(cheng)的影響。最後(hòu),結合常用流(liu)量計類型的(de)自身特.點和(he)輸差控制，對(duì)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(ji)是燃氣計量(liang)的一個重要(yào)設備,它提供(gòng)了貿易❄️計量(liang)或🔆内部管理(li)的數據。目前(qian)國際和國内(nèi)被廣泛應用(yòng)的燃氣計量(liàng)儀表有 氣體(tǐ)超聲流量計(ji) 、 渦輪流量計(ji) 、羅茨流量計(ji)以及孔闆流(liú)量計等。研究(jiū)分析這些氣(qì)🐪體流🌈量計的(de)性能特點、适(shi)用範圍,可以(yi)幫助找到一(yī)種更準确、更(gèng)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(jiè)質中順向流(liu)和逆向流的(de)時間差△t,在已(yi)知一對探頭(tou)間的距離L時(shí)，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(zhí)(見公式1和🔴2)。超(chāo)聲流量計工(gōng)作原🐇理見圖(tú)1。

　　氣體超聲流(liú)量計最大的(de)特點是能在(zài)高壓和中低(di)壓或條件下(xia)準确地測量(liàng)氣體的單、雙(shuang)向流量,測量(liàng)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(zu)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(sheng)✨道的測量,可(ke)有效地減小(xiǎo)因流場不均(jun)勻分布對測(cè)量結果的🛀🏻影(ying)響，并能在一(yi)個聲道出❌現(xian)故障時繼續(xu)用其它正常(chang)的聲道進行(háng)有效測量,從(cóng)而提高儀表(biǎo)的準确度和(hé)可靠性;适👈合(hé)于壓力變化(huà)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(yong)中逐步替代(dai)渦輪流量計(ji)、腰輪流量計(jì)和 差壓式孔(kǒng)闆流量計 口(kou)。
1.2 氣體渦輪流(liú)量計
　　在 渦輪(lun)流量計 測量(liang)表體中裝有(yǒu)一個葉輪，上(shang)面的葉片與(yǔ)被測介質流(liú)向成一-定角(jiǎo)度。有流體通(tōng)過時，它的沖(chòng)力帶動🌐葉片(piàn)旋轉，這個🧡葉(yè)片的旋㊙️轉速(su)度與流體的(de)流速成正比(bǐ)關系，而這種(zhong)葉片本身具(ju)🔴有磁性，它在(zai)由用永久磁(ci)鋼和線圈組(zu)成的信号檢(jian)測器中旋轉(zhuǎn)并切割✌️磁力(lì)線,由此感應(yīng)出與流速成(cheng)-定比例的脈(mo)沖信号♍，通過(guò)脈沖信号放(fang)大器獲得流(liu)量信息。
渦輪(lun)流量計的脈(mò)沖頻率f與流(liu)經測量表體(ti)的流體的瞬(shun)時流☁️量Q成正(zhèng)比，流量方程(chéng)爲:
Q=3600×f/k(3)
　　式中:k爲流(liu)量計的儀表(biǎo)系數，3600爲換算(suàn)系數。
　　渦輪流(liú)量計由其機(jī)械結構特點(diǎn)決定了其具(jù)有測量精度(dù)高、重複性好(hǎo)、基本無零點(diǎn)漂移等優點(dian)。但是🔱,渦輪流(liú)量計對氣體(tǐ)介質的清潔(jié)度要求較高(gao)，氣體的溫度(du)、粘度和密度(dù)對儀表的🈚示(shì)值誤🧑🏽‍🤝‍🧑🏻差也有(yǒu)較大的影響(xiang);對🛀🏻氣流脈動(dòng)和漩渦流敏(min)感，防氣流沖(chòng)擊能力差，容(rong)易損壞;量程(cheng)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(liú)量計也稱腰(yāo)輪流量計,它(tā)是利用2個橢(tuǒ)圓形的機械(xiè)測👣量元件把(bǎ)被測介質分(fen)割成單個已(yi)知的體積🥰部(bù)分🌍，通過計量(liang)室逐次、重複(fú)地充滿和排(pái)放該體積部(bu)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(shao)🍉受紊流及脈(mo)🍓動流的影響(xiǎng);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(zhuang)态的影響小(xiao)㊙️，可測量不易(yi)測量的脈動(dong)流量;适用的(de)量程、溫度範(fan)圍寬，安裝要(yào)求不高。
但是(shi),羅茨流量計(ji)對氣體的清(qing)潔度要求較(jiào)高,含有🌂油🚩污(wū)♉和✊雜☂️質時要(yào)預先處理，加(jia)裝過濾器;當(dang)流量增加時(shí)💞，壓力損失也(yě)增大;使用一(yī)定時間後，腰(yao)輪與計🔞量腔(qiang)體間的間隙(xì)會增💁大，影響(xiǎng)測量精度;運(yun)行維護工作(zuo)量大;大口徑(jing)時價格較貴(gui),經濟性變差(chà)[3。
1.4孔闆流量計(ji)
　　孔闆流量計(jì) 是差壓式流(liu)量計,它是由(yóu)一次檢測件(jiàn)(節流件)和二(èr)次裝置( 差壓(ya)變送器 和流(liu)量顯示儀)組(zu)成。當被測介(jie)質通過節流(liú)件時局部💜産(chǎn)😍生收縮,流速(sù)增加，在節流(liu)件後面産生(shēng)靜壓力，由此(cǐ)在節流件✊前(qián)後産生了壓(ya)差，而此壓差(chà)随流量的變(bian)化而變化，流(liú)量大則壓差(chà)💋就大。作爲二(èr)次裝置的差(cha)壓變送器測(ce)量節流件前(qian)後的壓差，計(ji)算出對應的(de)流量值孔闆(pǎn)流量計工作(zuò)原理見圖2

孔(kǒng)闆流量計的(de)優點是結構(gòu)簡單、制造、加(jia)工和使用方(fang)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(kong)闆流量計由(yóu)于靜壓力差(chà)測量的誤差(chà)，會造成流量(liang)計的綜合不(bu)确定度增大(da);對流場的要(yao)求比較苛刻(ke)，需要的前直(zhi)管段非常長(zhǎng);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(shū)出在量值上(shang)👄産生的差異(yì)，即Q差=Q進-Q出。從(cong)理論上講，在(zài)-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(shi)際✊的油氣計(ji)量過程中,在(zài)輸人的流量(liang)和輸出的流(liu)量之間會出(chū)現一些偏差(chà)量♈。細分下來(lai)主要是由以(yi)‼️下幾方面造(zao)成的。
2.1測量儀(yí)表引出的偏(piān)差
　　燃氣計量(liang)的量值确定(ding)是靠測量儀(yí)表完成的，而(ér)測量儀表的(de)測量誤差值(zhí)不會是0%，在計(jì)量儀表選型(xíng)的初期，如果(guo)沒有仔細📞考(kǎo)慮計量的流(liú)量範圍(用氣(qì)量的多少👄)、工(gong)作壓力的适(shi)用範圍🌈、氣體(ti)介質的工藝(yì)處㊙️理結果及(jí)使用現場的(de)工況條件等(děng)影響因素,使(shǐ)流🌐量測量儀(yí)表工作在一(yi)一個不适合(hé)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(jì)對安裝條件(jiàn)的要求也是(shi)不同的，如前(qian)後直管段長(zhang)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(dan)向流流量計(ji)的流向要求(qiú)、儀表潤滑油(you)的選擇要求(qiu)等等。如果沒(méi)有🚩按照要求(qiú)進行💛安裝，就(jiù)會🥰影.響燃氣(qì)的計量準确(que)度。選擇量程(cheng)寬、對工況适(shi)應能力🥰更強(qiang)的流量計類(lei)型，如超聲波(bo)流量計，有助(zhu)于避免這一(yi)♍問題門。
　　另外(wai)，目前在天然(rán)氣主幹網的(de)門站均已采(cai)用高精🙇🏻度的(de)氣☀️體超聲流(liu)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(wo)輪流量計或(huò)羅茨流量計(jì)。孔闆流量計(ji)的測量精度(du)本身就不高(gāo)，渦輪或羅茨(ci)流量在使用(yong)一段時間後(hòu)由于軸承的(de)磨損或氣體(ti)介質中污物(wù)的影響，往往(wang)造成測量精(jing)度的大幅下(xia)降。也就是說(shuo)，由于在輸人(ren)🐕和輸出端采(cǎi)用了準确度(du)不同的流量(liàng)🔆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(tian)然氣管輸系(xi)統中由于環(huan)境溫度、輸氣(qi)壓力和溫㊙️度(du)的☎️變化，被測(cè)天然氣的組(zǔ)分也會發生(shēng)變化，這會導(dǎo)緻🌍管道中的(de)管存天然⛱️氣(qì)的量值發生(shēng)變化,如式(4)所(suo)示:

23管網洩露(lu)
　　燃氣管網在(zài)運行的過程(cheng)中，由于溫度(du)的變化和應(yīng)力的作用，不(bú)可避免地發(fa)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(chéng)中的野蠻操(cao)作，也可能會(hui)造成燃氣的(de)🏃🏻洩漏。
2.4流量計(jì)運行維護的(de)影響
　　機械式(shi)的流量計，包(bao)括渦輪、羅茨(cí)、孔闆等，需要(yào)定期進🍉行維(wéi)護。如🚶果疏于(yu)維護，沒有按(àn)照規範加注(zhù)潤滑油，沒♍有(you)更換磨損的(de)♊部件，或者沒(méi)有定期清理(lǐ)或排放過濾(lü)🔱器中的油水(shui)雜物等,也💋會(huì)使儀💯表随着(zhe)時間的推移(yí)，準确度逐步(bu)下降。而超👉聲(sheng)流量計基本(běn)上可以免維(wei)護，有效避免(mian)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(xin)息不夠及時(shí)和完善;天然(rán)氣氣🈚體組分(fèn)發生變化時(shi)沒有及時準(zhǔn)确地更新各(gè)類計量儀表(biao)🔴中的組🈲分信(xin)息;量值計❓算(suàn)和統計時間(jiān)的節👄點不完(wán)全一緻,造成(chéng)流量計量儀(yi)表的統計周(zhōu)期不完全統(tong)一;未按規定(ding)的時間對計(jì)量以🙇🏻及相關(guān)聯的溫度和(he)壓力等儀表(biao)進行周期檢(jiǎn)定或校準等(deng)等,均會造成(chéng)--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(hua)程度高，便于(yu)進行計量系(xì)統的智能化(hua)管🌈理圖。
3流量(liàng)計經濟性分(fèn)析
3.1設備采購(gou)成本
　　在設備(bèi)采購價格方(fang)面，雖然超聲(shēng)流量計近年(nián)來的價格已(yǐ)大幅下降了(le)超過50%,但傳統(tǒng)的機械式流(liú)量計仍然👣具(ju)有一.定❓優勢(shì)。在小🈲口徑時(shi)，羅茨和渦輪(lún)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(wǒ)們已經了解(jiě)到，超聲🈲流量(liàng)計在精度等(děng)級，量程範圍(wei)，對工藝條件(jiàn)的适應性等(deng)方面具有諸(zhu)多優勢。因此(cǐ)，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(yào)考量。況且，由(you)于超聲流量(liang)計沒有機械(xie)部件損耗，不(bu)會因🏃🏻爲固體(tǐ)雜質導緻阻(zu)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(cheng)本來看的話(huà),超聲流🥰量計(ji)更具.有綜合(hé)性價比優勢(shì)。
3.2運行維護成(chéng)本
　　渦輪和羅(luó)茨流量計等(deng)機械式流量(liàng)計由于有轉(zhuan).動部件,需🍓要(yao)定期加注潤(rùn)滑油;随着使(shǐ)用時間變長(zhang)，會出現🌈機械(xie)磨損;由于🏃存(cun)在🔴阻流部件(jiàn)，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(dong)部件，沒有阻(zu)流部件，不易(yi)損壞，且超聲(shēng)流量計本身(shen).的⁉️智能、自動(dòng)化程度高，具(ju)有免維護、少(shǎo)維護的特點(dian)，維護成本極(ji)低。因此在運(yun)行維護成本(ben)方面具有明(míng)顯優勢。
3.3輸差(chà)控制
　　相比于(yú)設備采購成(cheng)本和運行維(wei)護成本，輸差(chà)的金額有👅可(ke)能會大得多(duō),因此在分析(xī)流量計經濟(jì)性時一定⭕不(bu)能忽略其在(zài)輸差控制方(fāng)面的影響。從(cong)第三節的内(nei)容我們可以(yi)看到,輸差産(chǎn)生的原因主(zhu)要有五個方(fāng)面🔅:1)測量儀表(biǎo)引出的偏差(cha);2)管存氣體量(liàng)值的偏差;3)管(guan)網洩露;4)流量(liàng)計運行維護(hù)的影🚶響;5)經營(ying)管理🔞方面産(chǎn)生的偏差。其(qi)中，第1)、4)、5)項都與(yu)流量計直接(jie)相關[10]。
做爲更(gèng)新型的流量(liàng)計，超聲流量(liàng)計相對于傳(chuán)統
　　機械式流(liu)量計來說具(jù)有代際優勢(shi),因測量儀表(biǎo)引出.的偏差(cha)而導緻輸差(chà)的可能性更(gèng)低;由于其幾(ji)乎免維護，因(yin)流量計運⭕行(háng)維♋護的影響(xiang)而導緻輸差(chà)的可能性也(ye)更小;由于超(chāo)🔴聲流量🐇計智(zhì)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(tong)流量計相比(bi)，超聲流量計(ji)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(you)勢;2)不易損🙇🏻壞(huai)，維護非常簡(jiǎn)單，維護成本(ben)極低，因此在(zài)運行維🏃‍♂️護成(cheng)本方面具有(you)明🏃🏻顯優勢;3)作(zuò)爲更新型的(de)流量計，超聲(sheng)流量計相對(duì)🌍于傳統機械(xie)式流量計更(geng)有利于輸差(cha)控制。

以上内(nei)容源于網絡(luo)，如有侵權聯(lián)系即删除!