我國煤層氣流量計量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

我國煤層氣流量計量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1煤氣流量測量中國天然氣（即城市人工天然氣）年產(chǎn)量逐年增長。在主要城市，天然氣的供氣量幾乎與天然氣相同。世界上最大的上海天然氣公司每天需求超過800萬噸。北京、沈陽和天津等大型用戶每天的需求超過100萬噸。因此，天然氣在中國和天津的普及是全球的趨勢。正因如此,與供需雙方相關的煤氣計量問題越來越引起人們的關注。用于貿易結算的城市煤氣流量面廣量大,其測量準確度直接影響到供需雙方十分可觀的經(jīng)濟利益。目前,煤氣的流量測量中普遍存在臟、濕度高的問題,尤其是各廠凈化設備很差,即使新建廠的凈化設備好,產(chǎn)出的煤氣相對于老廠要干凈得多,但與天然氣、蒸汽比較還屬于劣等介質;壓力低,一般輸氣壓力為(30～60)kPa;流速低,一般在(1.5～6)m/s;測量的雷諾數(shù)低;管徑大,通常為(300～1500)mm,從而給流量測量帶來了困難。煤氣流量量值是以體積來結算的,在檢測過程必須對其溫度、壓力、濕度、組分等加以補償修正,但至今沒有一個統(tǒng)一的計算公式。目前在輸配煤氣流量測量中,從焦化廠出來的多數(shù)采用節(jié)流件為孔板的差壓式流量計以及羅茨流量計(DN<400mm)。雖然煤氣計量工作者也在試著用一些其它新型流量計,但基本上以節(jié)流件為孔板的標準節(jié)流裝置為主。在實際應用中,煤氣中的焦油、灰分,不僅污染節(jié)流件,還積聚在管壁上,給測量結果帶來很大的誤差,為此必須采取措施,建立合理的計量系統(tǒng)和維護方法。由此可見,制定全國統(tǒng)一的煤氣標準,以實現(xiàn)測量量值的科學、合理、公正,不僅是現(xiàn)有煤氣行業(yè)急待解決的問題,也是深化改革、改進企業(yè)管理的迫切需要。2《煤氣密度測量標準》2.1任務來源本標準是1997年4月由國家質量技術監(jiān)督局下達的制定任務,技術歸口單位為全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術委員會(TC124),負責起草單位有上海工業(yè)自動化儀表研究所、中國計量科學研究院、上海市煤氣公司、北京博思達儀器儀表有限公司。2.2內容及說明在我國現(xiàn)有城市主管網(wǎng)煤氣流量測量中,大量使用了節(jié)流件為標準孔板的節(jié)流裝置配以差壓變送器及顯示設備組成的差壓式流量計,在應用中達不到上述國家標準和國家檢定規(guī)程的要求。本標準將提供以多管并聯(lián)和可換孔板節(jié)流裝置組成測量系統(tǒng)的方法和設計規(guī)范,以解決目前在煤氣測量中存在的問題。本標準中的節(jié)流裝置的主要技術要求等同于國際標準ISO5167及GB/T2624-93。本標準共9章,7個附錄,其主要內容如下:第5章“測量系統(tǒng)的構成和技術要求”,給出了測量系統(tǒng)示意圖與節(jié)流裝置及其測量管道與管件鋪設圖及技術要求。測量系統(tǒng)示意圖如圖1所示。它由多管并聯(lián)節(jié)流裝置及其測量管道與管件,差壓信號管路,差壓變送器、溫度變送器、壓力變送器及流量顯示裝置構成。節(jié)流裝置及其測量管道與管件的鋪設(及單管說明)見圖2,圖中虛線框中為節(jié)流裝置,包括孔板、取壓裝置和前后測量管。針對現(xiàn)場場地的具體情況也可采用諸如一體化節(jié)流裝置的并聯(lián)方案。第6章“測量系統(tǒng)的安裝要求”提出了節(jié)流裝置及其管路管件安裝的部位,以及節(jié)流裝置和管路管件的安裝。節(jié)流裝置一般應設置在主管道輸氣管道上方,由匯管與其連接,節(jié)流裝置采用多管并聯(lián)形式,分為雙管(Y型)、三管及四管并聯(lián)三種。第7章“煤氣的物理性質及計算公式”給出了煤氣密度、粘度、等熵指數(shù)的計算公式。關于密度測量的要點如下:(1)煤氣密度的確定對測量準確度有重大的影響,由流量計算式可見密度與差壓處于同等重要地位,如果密度值測不準,即使差壓測量為高精度,測量結果的精度也不會高。又由于煤氣的密度涉及濕度,因而密度測量很復雜。煤氣在凈化過程中都經(jīng)過洗滌,煤氣中所含水蒸汽呈飽和狀態(tài),即相對濕度為100%。但是煤氣在輸配過程中,由于壓力、溫度的變化有時呈不飽和狀態(tài),不但各煤氣廠情況不同,即使同一煤氣廠由于環(huán)境氣溫的變化煤氣中濕度的飽和情況都不一樣。本標準規(guī)定,一般濕度按相對濕度100%計算,其余情況只能按各計量點當時條件而定,不作硬性規(guī)定。(2)煤氣密度的測量方法規(guī)定為:a)不用在線氣體密度計測量:由于煤氣臟污,目前尚沒有適用的在線氣體密度計;b)用離線方法測量,推薦用GB12207中規(guī)定的儀器測量;c)由介質組份、壓力和溫度間接計算密度,這是最通用的方法,可由智能流量顯示裝置來完成;d)由表查得。在7個附錄中,附錄A為煤氣流量換算公式;附錄B為差壓式流量計示值修正公式;附錄C為設計計算例題。這些都是標準的附錄,其中附錄C給出高爐煤氣的計算實例,而其余附錄都是提示的附錄。3儀表計算軟件的規(guī)范化計算軟件的規(guī)范化是微機在流量測量中廣泛應用中新出現(xiàn)的一個問題。檢測儀表的信號經(jīng)計算最終獲得流量信號,如果這個環(huán)節(jié)不規(guī)范化,則儀表的規(guī)范化是不完整的。而且,隨著技術進步的深入,今后它可能在儀表特性的各方面發(fā)揮更大作用,屆時是影響儀表性能的一個重要因素。因此,如何進行規(guī)范化工作,應著手進行探討。為了貫徹新國標,北京博思達儀器儀表有限公司于99年編制了《城鎮(zhèn)人工煤氣主管道流量測量節(jié)流裝置設計計算