我國(guó)煤層氣流量計(jì)量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)煤層氣流量計(jì)量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1煤氣流量測(cè)量中國(guó)天然氣（即城市人工天然氣）年產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。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(guò)800萬(wàn)噸。北京、沈陽(yáng)和天津等大型用戶每天的需求超過(guò)100萬(wàn)噸。因此，天然氣在中國(guó)和天津的普及是全球的趨勢(shì)。正因如此,與供需雙方相關(guān)的煤氣計(jì)量問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。用于貿(mào)易結(jié)算的城市煤氣流量面廣量大,其測(cè)量準(zhǔn)確度直接影響到供需雙方十分可觀的經(jīng)濟(jì)利益。目前,煤氣的流量測(cè)量中普遍存在臟、濕度高的問(wèn)題,尤其是各廠凈化設(shè)備很差,即使新建廠的凈化設(shè)備好,產(chǎn)出的煤氣相對(duì)于老廠要干凈得多,但與天然氣、蒸汽比較還屬于劣等介質(zhì);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(cè)量的雷諾數(shù)低;管徑大,通常為(300～1500)mm,從而給流量測(cè)量帶來(lái)了困難。煤氣流量量值是以體積來(lái)結(jié)算的,在檢測(cè)過(guò)程必須對(duì)其溫度、壓力、濕度、組分等加以補(bǔ)償修正,但至今沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算公式。目前在輸配煤氣流量測(cè)量中,從焦化廠出來(lái)的多數(shù)采用節(jié)流件為孔板的差壓式流量計(jì)以及羅茨流量計(jì)(DN<400mm)。雖然煤氣計(jì)量工作者也在試著用一些其它新型流量計(jì),但基本上以節(jié)流件為孔板的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置為主。在實(shí)際應(yīng)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(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大的誤差,為此必須采取措施,建立合理的計(jì)量系統(tǒng)和維護(hù)方法。由此可見(jiàn),制定全國(guó)統(tǒng)一的煤氣標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)測(cè)量量值的科學(xué)、合理、公正,不僅是現(xiàn)有煤氣行業(yè)急待解決的問(wèn)題,也是深化改革、改進(jìn)企業(yè)管理的迫切需要。2《煤氣密度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》2.1任務(wù)來(lái)源本標(biāo)準(zhǔn)是1997年4月由國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)的制定任務(wù),技術(shù)歸口單位為全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC124),負(fù)責(zé)起草單位有上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、上海市煤氣公司、北京博思達(dá)儀器儀表有限公司。2.2內(nèi)容及說(shuō)明在我國(guó)現(xiàn)有城市主管網(wǎng)煤氣流量測(cè)量中,大量使用了節(jié)流件為標(biāo)準(zhǔn)孔板的節(jié)流裝置配以差壓變送器及顯示設(shè)備組成的差壓式流量計(jì),在應(yīng)用中達(dá)不到上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家檢定規(guī)程的要求。本標(biāo)準(zhǔn)將提供以多管并聯(lián)和可換孔板節(jié)流裝置組成測(cè)量系統(tǒng)的方法和設(shè)計(jì)規(guī)范,以解決目前在煤氣測(cè)量中存在的問(wèn)題。本標(biāo)準(zhǔn)中的節(jié)流裝置的主要技術(shù)要求等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167及GB/T2624-93。本標(biāo)準(zhǔn)共9章,7個(gè)附錄,其主要內(nèi)容如下:第5章“測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成和技術(shù)要求”,給出了測(cè)量系統(tǒng)示意圖與節(jié)流裝置及其測(cè)量管道與管件鋪設(shè)圖及技術(shù)要求。測(cè)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(cè)量管道與管件,差壓信號(hào)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(gòu)成。節(jié)流裝置及其測(cè)量管道與管件的鋪設(shè)(及單管說(shuō)明)見(jiàn)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(cè)量管。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)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(cè)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(yīng)設(shè)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(zhì)及計(jì)算公式”給出了煤氣密度、粘度、等熵指數(shù)的計(jì)算公式。關(guān)于密度測(cè)量的要點(diǎn)如下:(1)煤氣密度的確定對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度有重大的影響,由流量計(jì)算式可見(jiàn)密度與差壓處于同等重要地位,如果密度值測(cè)不準(zhǔn),即使差壓測(cè)量為高精度,測(cè)量結(jié)果的精度也不會(huì)高。又由于煤氣的密度涉及濕度,因而密度測(cè)量很復(fù)雜。煤氣在凈化過(guò)程中都經(jīng)過(guò)洗滌,煤氣中所含水蒸汽呈飽和狀態(tài),即相對(duì)濕度為100%。但是煤氣在輸配過(guò)程中,由于壓力、溫度的變化有時(shí)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,一般濕度按相對(duì)濕度100%計(jì)算,其余情況只能按各計(jì)量點(diǎn)當(dāng)時(shí)條件而定,不作硬性規(guī)定。(2)煤氣密度的測(cè)量方法規(guī)定為:a)不用在線氣體密度計(jì)測(cè)量:由于煤氣臟污,目前尚沒(méi)有適用的在線氣體密度計(jì);b)用離線方法測(cè)量,推薦用GB12207中規(guī)定的儀器測(cè)量;c)由介質(zhì)組份、壓力和溫度間接計(jì)算密度,這是最通用的方法,可由智能流量顯示裝置來(lái)完成;d)由表查得。在7個(gè)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(jì)示值修正公式;附錄C為設(shè)計(jì)計(jì)算例題。這些都是標(biāo)準(zhǔn)的附錄,其中附錄C給出高爐煤氣的計(jì)算實(shí)例,而其余附錄都是提示的附錄。3儀表計(jì)算軟件的規(guī)范化計(jì)算軟件的規(guī)范化是微機(jī)在流量測(cè)量中廣泛應(yīng)用中新出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題。檢測(cè)儀表的信號(hào)經(jīng)計(jì)算最終獲得流量信號(hào),如果這個(gè)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(shù)進(jìn)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(shí)是影響儀表性能的一個(gè)重要因素。因此,如何進(jìn)行規(guī)范化工作,應(yīng)著手進(jìn)行探討。為了貫徹新國(guó)標(biāo),北京博思達(dá)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(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算