燃?xì)庥?jì)量中的溫壓補(bǔ)償分析

（重慶涪陵燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，重慶 408000）

燃?xì)庥?jì)量中的溫壓補(bǔ)償分析

程駟文

（重慶涪陵燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，重慶 408000）

我國是天然氣資源較豐富的國家之一，特別是中石化重慶涪陵頁巖氣的發(fā)現(xiàn)，必將為我國經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生強(qiáng)大的推動力。天然氣的使用越來越普及，天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性越來越受到社會的關(guān)注。筆者對燃?xì)庥?jì)量中的溫壓補(bǔ)償分析進(jìn)行了探討。

燃?xì)庥?jì)量；溫壓；補(bǔ)償

前言

天然氣是以甲烷為主氣體，其組分復(fù)雜，由于氣體的可壓縮性，流量的測量要比液體困難得多。若要求氣體計(jì)量達(dá)到相當(dāng)高的精度，則計(jì)量儀表的經(jīng)濟(jì)投入必然巨大。天然氣的計(jì)量受壓力和溫度的影響很大，本文根據(jù)多年的天然氣計(jì)量工作經(jīng)驗(yàn)，著重分析了目前天然氣流量計(jì)量過程中存在的一些問題，并提出一些合理化建議。環(huán)境溫度、大氣壓力以及管道介質(zhì)溫度、壓力等對天然氣計(jì)量準(zhǔn)確性影響很大，因此許多流量計(jì)計(jì)量時會對介質(zhì)溫度、壓力進(jìn)行修正，并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。本文從溫度、壓力對流量計(jì)量的影響進(jìn)行了分析論證。

1 天然氣溫度壓力對容積流量計(jì)量（膜式燃?xì)獗?、羅茨表）的影響

膜式燃?xì)獗硎翘烊粴庥?jì)量領(lǐng)域使用最為廣泛的計(jì)量器具，在家用和商用天然氣計(jì)量中起著非常重要的作用。其工作原理為體積計(jì)量，就是計(jì)算通過表內(nèi)皮膜的體積量來計(jì)算流量，膜式燃?xì)獗淼膬?yōu)點(diǎn)是計(jì)量性能穩(wěn)定，測量流量下限??；但缺點(diǎn)是無溫壓補(bǔ)償，以工況流量進(jìn)行計(jì)量的。通常膜式燃?xì)獗淼挠?jì)量檢定只是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，檢定時其使用的介質(zhì)多為空氣，只能確保其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度為20℃，大氣壓力為101.325kPa）條件下的計(jì)量準(zhǔn)確。氣表在實(shí)際環(huán)境中不可避免受到溫度、壓力變化的影響，由于其自身無溫壓補(bǔ)償裝置，其計(jì)量準(zhǔn)確性是很難保證的。

由于皮膜表通常工作壓力很低，在不考慮壓力影響前提下，根據(jù)氣體狀態(tài)方程可以推出以下公式Qg=Tg/ Tn×Qn=（273.15+10）/（273.15+20）×Qn=0.966Qn，由此可以得出溫度降低10度，將使表具計(jì)量損失3.4%。對于氣表的室內(nèi)安裝，溫度波動不大，在無溫壓補(bǔ)償情況下其年平均計(jì)量準(zhǔn)確性體來講比較可靠，對于室外安裝，由于溫度隨氣溫波動，以重慶地區(qū)為例，冬季管道內(nèi)天然氣溫度有時低至8℃，夏季高達(dá)35℃，溫差約27℃，其產(chǎn)生的氣量差可達(dá)7%左右。由于冬春季用氣量遠(yuǎn)高于夏秋季用氣量，可以看出無溫壓補(bǔ)償流量計(jì)是造成各燃?xì)夤径練鈸p變大的重要原因，以我在的燃?xì)夤緸槔?，冬春二季輸差率比夏秋季高?%。另外根據(jù)一些專業(yè)機(jī)構(gòu)研究，環(huán)境溫度除了對天然氣體積流量產(chǎn)生影響外，對氣體流量計(jì)本身也是有影響的，由于儀表使用材料多為金屬材料，而字盤是塑料，兩種材料的溫度效應(yīng)差異大，溫度對表的機(jī)械運(yùn)動性能也產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性。以膜式燃?xì)獗頌槔?，環(huán)境溫度較低的情況下，示值誤差比正常溫度下低20%。由此可見，環(huán)境溫度變化對流量計(jì)的計(jì)量性能影響也是非常大的。

2 對速度式流量計(jì)量（渦輪流量計(jì)）的影響

渦輪流量計(jì)是目前大流量計(jì)量中使用較多的一種流量計(jì)，它是通過測量天然氣通過渦輪時渦輪轉(zhuǎn)速來測量天然氣的流量。雖然它是對速度的測量，但測量介質(zhì)密度的變化對測量精度有很大影響，而密度又與測量介質(zhì)的壓力和溫度關(guān)系密切，壓力和溫度對渦輪流量計(jì)的影響是不可避免的。壓力和溫度對渦輪流量計(jì)的影響主要可以安裝修正儀解決。如果不安裝修正儀，渦輪流量計(jì)只能在低壓環(huán)境中使用，但與皮膜表一樣，也將受到氣體實(shí)際的溫度、壓力的影響，長期使用，損失也是巨大的。另一種是不正確安裝使用修正儀。主要表現(xiàn)有以下幾種情況：

2.1 修正儀的選型不正確，修正儀的種類繁多，不同的修正儀安裝使用條件不同，如選型不正確，計(jì)量的準(zhǔn)確性難以保證，以我司采用德國埃爾斯特公司修正儀為例，有只帶溫度修正的TC—90，帶溫度和壓力修正的EK260等。

2.2 安裝位置不正確，導(dǎo)致測定壓力和溫度出現(xiàn)偏差，影響流量計(jì)量。我司有一家用戶，渦輪流量計(jì)原設(shè)計(jì)安裝在出口位置，但由于生產(chǎn)廠家大意，把流量計(jì)安裝在壓力器上游，造成壓力超出傳感器測定范圍，引起計(jì)量誤差；還不有就是溫度探頭按裝，由于安裝位置不對，也會造成測量溫度與實(shí)際溫度的偏差，特別應(yīng)注意，溫度探頭的插入深度，探頭與套管之間應(yīng)灌滿傳熱性能好的液體，以保證測量溫度接近介質(zhì)溫度，而不是受環(huán)境溫度干擾的管線溫度；另外，壓力取壓口應(yīng)安裝在渦輪表上游，要對導(dǎo)壓管進(jìn)行定期檢查，一旦導(dǎo)壓漏氣或堵塞，都會導(dǎo)致壓力傳感器測量壓力比實(shí)際壓力小，影響計(jì)量準(zhǔn)確性。

2.3 只注重渦輪表（機(jī)表）的檢定，忽視了對修正儀中壓力和溫度傳感器的檢定。依據(jù)現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程，在實(shí)際檢定工作中，只是對渦輪流量計(jì)（機(jī)表）進(jìn)行檢定，而忽視了對流量計(jì)量系統(tǒng)中重要的修正儀的檢定，也就是溫度、壓力傳感器的檢定。在實(shí)際檢定工作中，通常出現(xiàn)流量計(jì)計(jì)量超差時，若溫度、壓力示值與實(shí)驗(yàn)室測試介質(zhì)溫度、壓力相差不易發(fā)覺時，多數(shù)采取調(diào)節(jié)儀表系數(shù)的方式，確保流量計(jì)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的吻合。但是由于實(shí)驗(yàn)室檢測環(huán)境與管道介質(zhì)溫度、壓力不同，脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境將會帶來新的誤差，使得在線工作時的計(jì)量準(zhǔn)確性更是無法保證。實(shí)際上渦輪流量計(jì)的計(jì)量偏差是機(jī)表（渦輪）及修正儀壓力、溫度傳感器補(bǔ)償?shù)裙餐饔迷斐傻模虼嗽趯α髁坑?jì)（機(jī)表）的檢定的同時對壓力傳感器和溫度傳感器進(jìn)行檢定是十分必要的。

通過以上分析，溫度、壓力是天然氣流量計(jì)量中的關(guān)鍵因素，儀表的設(shè)計(jì)、儀表的選型以及安裝環(huán)境等方面，都要充分考慮溫度、壓力這些影響因素，確保天然氣流量計(jì)量準(zhǔn)確，在天然氣計(jì)量工作有以下幾方面意見：（1）對現(xiàn)有無溫壓補(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì)，要加強(qiáng)壓力和溫度的控制，盡量使溫度、壓力接近或達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；加強(qiáng)燃?xì)庠O(shè)備（調(diào)壓器等）和儀表的巡查和維護(hù)，避免壓力和溫度的大幅波動。（2）對新安裝的流量計(jì)，在設(shè)計(jì)、選型時就應(yīng)選用加裝帶溫度、壓力修正功能的修正儀。（3）流量計(jì)是精密儀器，其安裝環(huán)境應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，特別注意環(huán)境溫度，避免在過高或過低溫度環(huán)境中使用。

結(jié)語

隨著社會對天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性要求越來越高，以及計(jì)量技術(shù)的不斷進(jìn)步，天然氣計(jì)量中壓力、溫度的補(bǔ)償將更加完善，目前，已有燃?xì)鈨x表生產(chǎn)單位在開展皮膜表的溫度、壓力補(bǔ)償研究，相信在不久的將來，我們會用上帶壓力、溫度補(bǔ)償?shù)母鞣N皮膜表。

[1]王亞麗.談?wù)勅細(xì)庥?jì)量中的溫壓補(bǔ)償[J].電子制作，2014（04）.

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