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摘要：天然气工业在我国发展迅猛，天然气的生产、输送、销售各环节之间的商业活动都要以计量为依据，天然气计量的准确度至关重要。因此，选择合理的流量计量方法，以保证计量准确度并有一套行之有效的计量管理体系，使企业获得良好的社会效益和经济效益，具有典型的现实意义。本文主要探讨了影响天然气计量精度的因素，并对天然气计量的方法进行了详细阐述。
关键词：天然气；流量；计量；孔板；精度
Abstract: the fast development of gas industry in China, natural gas production, transportation, sales, commercial activities between each link should be based on measurement, gas metering accuracy is crucial. So, choose the reasonable flow measurement methods, so as to ensure the accuracy of measuring and a set of effective measurement management system, make the enterprise to get good social benefit and economic benefit, is a typical practical significance. This paper mainly discusses the influence factors of natural gas measurement accuracy, this paper expounds in detail and the method of natural gas measurement.
Key words: natural gas; Flow; Measurement; Orifice plate; precision
中图分类号：U473.2+4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、天然气计量发展的趋势
天然气作为一种优质能源和化工原料，其计量越来越被人们重视。虽然我国天然气计量起步较晚，但这些年已经在天然气仪表的设计选型、使用、安装、维护、管理、气质分析等方面作了相应的工作，得出了一些重要的结论，取得了一些成果。随着环境和要求发生新的变化，我国的天然气计量在以下几方面取得了进展。
根据相关部门的统计结果显示，2010 年我国用于天然气计量的器具为1900 多台，而 2015 年將可能达到 5600 多台；过去，流量仪表选型比较单一，近几年随着对流量计的研究和开发，不同的流量计有不同的特点和适应范围，流量仪表选型由此呈现从单一仪表向多元化仪表方向发展，一些新型的流量计，如高中压、大流量干线超声流量计将得到广泛运用；我国目前的天然气贸易计量方法主要还是在法定的质量指标下按体积计量，随着市场经济的不断完善和与国外天然气交易量的增加，要求我国天然气贸易计量方法尽快与国际接轨，实行能量计量结算，而据介绍，我国天然气能量计量的标准已经制定完成，国家可能即将推行按能量计量的贸易结算方式；另外，完善天然气计量校准系统，扩大流量校准口径，改建成都分站，扩大校准能力也将成为我国天然气计量的一大发展趋势。
二、影响天然气计量精度的因素分析
（一）节流装置本身产生的误差
如设计计算时偏离实际常用流量，偏离实际流体特性。孔板加工时由于各种原因导致入口直角锐利度不够、孔板厚度误差、节流件附件产生台阶、偏心、孔板上游端面水平度、孔板的圆度等影响其精度。
孔板使用一段时间后，发生弯曲变形、上游测量管沉积脏物、上游端面沉积脏物、孔板入口直角边缘变钝，破损等也会影响计量精度。
（二）孔板阀产生的误差
流量计的节流孔板是安装在孔板阀当中，由于存在泄漏，会导致不同程度的误差。对此应加强孔板阀的维护保养，及时发现及时解决。在条件允许的情况下，每隔一定周期对孔板阀进行全面清洗维护，使孔板阀工作在最佳状态。
（三）安装引起的误差
计量装置安装中造成的节流件不同轴度、取压位置、焊接、焊缝突出、取压孔加工不规范或堵塞、导压管的不规范等造成的安装误差是普遍性的。
（四）直管段引起的误差
孔板前后的直管段，其长度和管道内壁的粗糙度，平直度、圆度等必须符合一定的要求。管道投入使用后，由于污物沉积和长期冲刷会产生计量误差。
（五）现场仪表产生的误差
仪表精度、回差、线性度、量程等不可避免的会产生计量误差；另外由于现场工作条件恶劣，仪表会产生零漂和温漂。
（六）流量积算仪产生的误差
流量积算仪工作是否可靠、流量计算软件选用是否科学，以及为保证积算仪稳定工作采取的保护措施是否恰当，都会影响天然气的计量。
三、天然气计量的方法
（一）撬装式燃气调压计量站
燃气调压计量站是一座自动化程度较高的多功能区域站，包括燃气清洁过滤、调压、计量及数据采集系统，所有功能集成于一个整体的撬座上，占地面积小、现场安装工作量少，操作维护方便，使用安全可靠，并且可以实现远程遥控、无需现场值守。其内部采用了流量范围不同的两个流量计，以适应用户不同阶段的气量需求。
（二）旋进漩涡流量计量法
旋进漩涡流量计实现了压力、温度及压缩系数等动态参数的在线补偿；无可动部件，不存在仪表的机械磨损；计量精度均能满足贸易结算要求，适用于气质较脏的场合。
（三）涡轮流量计量法
气体涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有压力损失小、精确度高、始动流量低，抗振与抗脉动性能好等特点，适用于气质洁净的场合。
（四）孔板流量计自动计量法
所谓自动计量，就是利用变送器实时检测天然气流量计量中所涉及到的温度、压力、压差等参数，通过计算机中的流量计算软件，实现整个流量测量环节中无人工参与的天然气流量测量。随着计量技术的发展和计算机运用的普及。实现孔板流量计自动化计量的方案较多，目前主要有以下4种模式。
1、单变量变送器+流量计算机(或工控机)
利用单变量模拟变送器分别检测温度、压力、差压，并将检测到的电信号转换成标准的4－20MA模拟信号送人流量计算机(或工控机)的数据采集卡，通过A/D转换成数字量，在流量计算机(或工控机)上通过流量计算软件计算出天然气瞬时流量、累积流量以及实现其他辅助功能。此方式属传统自动计量模式，缺点为采集、传输为模拟信号，抗干扰能力较差，由于信号转换等问题计量精度难以提高，而且硬件较复杂、中间环节较多、可靠性较差。可扩展为:单变量变送器+流量计算机+工控机，从而实现流量计算与显示分开，提高系统的可靠性和可视性。
2、多变量变送器+流量计算机(或工控机)
利用1台多变量智能变递器同时检测温度、压力、差压等，采用现场总线制，通过数字信号传输，送入流量计算机(或工控机)数据采集卡后上通过流量计算软件计算出天然气瞬时流量、累积流量及实现其他功能。此方式硬件连接简化了许多，提高了系统的可靠性和测量精度。但由于变送器仅检测测量信号不进行数据处理，因此在校准时必须和流量计算机一起实行联校。采用流量计算机或工控机主要区别在于流量计算部分。流量计算机是专用的固化软件实现计算和数据存储，比较稳定可靠，可信任度较高；工控机上软件计算一般自主开发，便于软件升级和系统维护，由于计算量大，特别是多路计量时，可靠性稍微差些。为增加系统的可靠性和操作界面直观化，这种方式也可扩展为:多变量变送器+流量计算机+工控机，即流量计算机中实现流量计算，工控机上实现显示。
3、多变量智能变送器+工控机
此方式与模式2比较，主要区别是变送器内固化了流量处理软件，使得变送器可以就地显示瞬时测量参数和计算瞬时流量，并通过数字信号传输，送入工控机显示和实现其他输助功能。所测量的流量值必须在工控机上进行二次处理，以实现数据的累积和存储功能。采用这种方式，系统结构进一步简化，变送器可单校也可联校，易于维护。但由于在工控机内实现流量的累积和存储，可靠性较差，易造成数据丢失。
4、一体化智能仪表+工控机
主要利用一体化智能仪表实现了变送器与流量计算机的一体化。不仅自带数据库可实现瞬时参数及流量的显示，以及累积流量和历史数据的再现；而且在仪表的运行方面，采取了多种电源保障方式:内电池组、太阳能和外接电源等，实现了在无电力供应情况下，可以独立自成计量系统，就地显示天然气瞬时流量、累积流量和数据的存储、再现等；正常情况下可通过现场总线和上位机连接，实行数字信号传输上传显示，也可以在工控机上实行二次数据处理，组成的计量系统更加灵活、可靠。采用这种方式，实现了计量数据的无忧化，使得系统结构简单、操作更简單、更可靠、更易维护；不仅可以单校也可以联校。采用独立的计量回路，减少了数据传输过程的干扰，提高了计量的精度。
四、提高天然气计量精度的措施
（一）加强培训教育，提高计量工作人员素质
工作以人为本，人员的素质水平直接影响到管理效果。如果计量工作人员不具备相应的专业技术，就不能正确分析计量误差，必然会给企业增加负担，影响效益。因此，要定期组织工作人员学习，掌握先进计量设备的发展趋势，提高管理经验，建立专业性强、设备技术完善、管理到位的队伍。
（二）建立完善计量管理制度
建立具体的企业计量管理工作一定要有领导的重视。健全的管理机构更要有一套完善的管理制度。《计量法》规定我国要按行政区域建立各级政府计量管理部门, 从而在全国组成一个计量行政管理系统，基层企业也应建立相应的计量科室。
（三）搞好天然气计量的基础建设
投资是为了产出效益。保证企业计量设备要齐全，中心站和分站的流量计要根据条件，规范选择，积极配齐；还要保证所有设备的更新与保养，对于故障和超差仪表要马上更换或维护。适时合理的应用先进设备是搞好计量工作的有力保障。
（四）严格执行仪表年检
认真贯彻国家技术监督局的政策、法规，建立计量设备检验记录和档案。坚决执行每一台计量仪表按年份强检。保证流量计仪表计量的准确性、合法性，避免由于设备问题而引发不必要的贸易纠纷。
结语
综上，天然气计量管理工作不仅要通过科学合理的选择相应的流量计量设备，提高计量准确度和技术水平；还要加强计量管理，积极学习和借鉴好的经验和技术，提高员工技术文化素质，以节能降耗为目标，挖掘企业的潜能，使计量管理工作真正全面深入展开，提高企业社会和经济效益。
参考文献
[1]杨有涛，刘佳鹏.天然气的流量计量系统[J].中国计量，2011.4.
[2]王瑞.计量误差对经济效益的影响[J].中小企业科技，2006.4.
[3]冯玲玲，李建明.天然气计量的几种方法与思考[J].2006.3.
关键词：天然气；流量；计量；孔板；精度
Abstract: the fast development of gas industry in China, natural gas production, transportation, sales, commercial activities between each link should be based on measurement, gas metering accuracy is crucial. So, choose the reasonable flow measurement methods, so as to ensure the accuracy of measuring and a set of effective measurement management system, make the enterprise to get good social benefit and economic benefit, is a typical practical significance. This paper mainly discusses the influence factors of natural gas measurement accuracy, this paper expounds in detail and the method of natural gas measurement.
Key words: natural gas; Flow; Measurement; Orifice plate; precision
中图分类号：U473.2+4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、天然气计量发展的趋势
天然气作为一种优质能源和化工原料，其计量越来越被人们重视。虽然我国天然气计量起步较晚，但这些年已经在天然气仪表的设计选型、使用、安装、维护、管理、气质分析等方面作了相应的工作，得出了一些重要的结论，取得了一些成果。随着环境和要求发生新的变化，我国的天然气计量在以下几方面取得了进展。
根据相关部门的统计结果显示，2010 年我国用于天然气计量的器具为1900 多台，而 2015 年將可能达到 5600 多台；过去，流量仪表选型比较单一，近几年随着对流量计的研究和开发，不同的流量计有不同的特点和适应范围，流量仪表选型由此呈现从单一仪表向多元化仪表方向发展，一些新型的流量计，如高中压、大流量干线超声流量计将得到广泛运用；我国目前的天然气贸易计量方法主要还是在法定的质量指标下按体积计量，随着市场经济的不断完善和与国外天然气交易量的增加，要求我国天然气贸易计量方法尽快与国际接轨，实行能量计量结算，而据介绍，我国天然气能量计量的标准已经制定完成，国家可能即将推行按能量计量的贸易结算方式；另外，完善天然气计量校准系统，扩大流量校准口径，改建成都分站，扩大校准能力也将成为我国天然气计量的一大发展趋势。
二、影响天然气计量精度的因素分析
（一）节流装置本身产生的误差
如设计计算时偏离实际常用流量，偏离实际流体特性。孔板加工时由于各种原因导致入口直角锐利度不够、孔板厚度误差、节流件附件产生台阶、偏心、孔板上游端面水平度、孔板的圆度等影响其精度。
孔板使用一段时间后，发生弯曲变形、上游测量管沉积脏物、上游端面沉积脏物、孔板入口直角边缘变钝，破损等也会影响计量精度。
（二）孔板阀产生的误差
流量计的节流孔板是安装在孔板阀当中，由于存在泄漏，会导致不同程度的误差。对此应加强孔板阀的维护保养，及时发现及时解决。在条件允许的情况下，每隔一定周期对孔板阀进行全面清洗维护，使孔板阀工作在最佳状态。
（三）安装引起的误差
计量装置安装中造成的节流件不同轴度、取压位置、焊接、焊缝突出、取压孔加工不规范或堵塞、导压管的不规范等造成的安装误差是普遍性的。
（四）直管段引起的误差
孔板前后的直管段，其长度和管道内壁的粗糙度，平直度、圆度等必须符合一定的要求。管道投入使用后，由于污物沉积和长期冲刷会产生计量误差。
（五）现场仪表产生的误差
仪表精度、回差、线性度、量程等不可避免的会产生计量误差；另外由于现场工作条件恶劣，仪表会产生零漂和温漂。
（六）流量积算仪产生的误差
流量积算仪工作是否可靠、流量计算软件选用是否科学，以及为保证积算仪稳定工作采取的保护措施是否恰当，都会影响天然气的计量。
三、天然气计量的方法
（一）撬装式燃气调压计量站
燃气调压计量站是一座自动化程度较高的多功能区域站，包括燃气清洁过滤、调压、计量及数据采集系统，所有功能集成于一个整体的撬座上，占地面积小、现场安装工作量少，操作维护方便，使用安全可靠，并且可以实现远程遥控、无需现场值守。其内部采用了流量范围不同的两个流量计，以适应用户不同阶段的气量需求。
（二）旋进漩涡流量计量法
旋进漩涡流量计实现了压力、温度及压缩系数等动态参数的在线补偿；无可动部件，不存在仪表的机械磨损；计量精度均能满足贸易结算要求，适用于气质较脏的场合。
（三）涡轮流量计量法
气体涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有压力损失小、精确度高、始动流量低，抗振与抗脉动性能好等特点，适用于气质洁净的场合。
（四）孔板流量计自动计量法
所谓自动计量，就是利用变送器实时检测天然气流量计量中所涉及到的温度、压力、压差等参数，通过计算机中的流量计算软件，实现整个流量测量环节中无人工参与的天然气流量测量。随着计量技术的发展和计算机运用的普及。实现孔板流量计自动化计量的方案较多，目前主要有以下4种模式。
1、单变量变送器+流量计算机(或工控机)
利用单变量模拟变送器分别检测温度、压力、差压，并将检测到的电信号转换成标准的4－20MA模拟信号送人流量计算机(或工控机)的数据采集卡，通过A/D转换成数字量，在流量计算机(或工控机)上通过流量计算软件计算出天然气瞬时流量、累积流量以及实现其他辅助功能。此方式属传统自动计量模式，缺点为采集、传输为模拟信号，抗干扰能力较差，由于信号转换等问题计量精度难以提高，而且硬件较复杂、中间环节较多、可靠性较差。可扩展为:单变量变送器+流量计算机+工控机，从而实现流量计算与显示分开，提高系统的可靠性和可视性。
2、多变量变送器+流量计算机(或工控机)
利用1台多变量智能变递器同时检测温度、压力、差压等，采用现场总线制，通过数字信号传输，送入流量计算机(或工控机)数据采集卡后上通过流量计算软件计算出天然气瞬时流量、累积流量及实现其他功能。此方式硬件连接简化了许多，提高了系统的可靠性和测量精度。但由于变送器仅检测测量信号不进行数据处理，因此在校准时必须和流量计算机一起实行联校。采用流量计算机或工控机主要区别在于流量计算部分。流量计算机是专用的固化软件实现计算和数据存储，比较稳定可靠，可信任度较高；工控机上软件计算一般自主开发，便于软件升级和系统维护，由于计算量大，特别是多路计量时，可靠性稍微差些。为增加系统的可靠性和操作界面直观化，这种方式也可扩展为:多变量变送器+流量计算机+工控机，即流量计算机中实现流量计算，工控机上实现显示。
3、多变量智能变送器+工控机
此方式与模式2比较，主要区别是变送器内固化了流量处理软件，使得变送器可以就地显示瞬时测量参数和计算瞬时流量，并通过数字信号传输，送入工控机显示和实现其他输助功能。所测量的流量值必须在工控机上进行二次处理，以实现数据的累积和存储功能。采用这种方式，系统结构进一步简化，变送器可单校也可联校，易于维护。但由于在工控机内实现流量的累积和存储，可靠性较差，易造成数据丢失。
4、一体化智能仪表+工控机
主要利用一体化智能仪表实现了变送器与流量计算机的一体化。不仅自带数据库可实现瞬时参数及流量的显示，以及累积流量和历史数据的再现；而且在仪表的运行方面，采取了多种电源保障方式:内电池组、太阳能和外接电源等，实现了在无电力供应情况下，可以独立自成计量系统，就地显示天然气瞬时流量、累积流量和数据的存储、再现等；正常情况下可通过现场总线和上位机连接，实行数字信号传输上传显示，也可以在工控机上实行二次数据处理，组成的计量系统更加灵活、可靠。采用这种方式，实现了计量数据的无忧化，使得系统结构简单、操作更简單、更可靠、更易维护；不仅可以单校也可以联校。采用独立的计量回路，减少了数据传输过程的干扰，提高了计量的精度。
四、提高天然气计量精度的措施
（一）加强培训教育，提高计量工作人员素质
工作以人为本，人员的素质水平直接影响到管理效果。如果计量工作人员不具备相应的专业技术，就不能正确分析计量误差，必然会给企业增加负担，影响效益。因此，要定期组织工作人员学习，掌握先进计量设备的发展趋势，提高管理经验，建立专业性强、设备技术完善、管理到位的队伍。
（二）建立完善计量管理制度
建立具体的企业计量管理工作一定要有领导的重视。健全的管理机构更要有一套完善的管理制度。《计量法》规定我国要按行政区域建立各级政府计量管理部门, 从而在全国组成一个计量行政管理系统，基层企业也应建立相应的计量科室。
（三）搞好天然气计量的基础建设
投资是为了产出效益。保证企业计量设备要齐全，中心站和分站的流量计要根据条件，规范选择，积极配齐；还要保证所有设备的更新与保养，对于故障和超差仪表要马上更换或维护。适时合理的应用先进设备是搞好计量工作的有力保障。
（四）严格执行仪表年检
认真贯彻国家技术监督局的政策、法规，建立计量设备检验记录和档案。坚决执行每一台计量仪表按年份强检。保证流量计仪表计量的准确性、合法性，避免由于设备问题而引发不必要的贸易纠纷。
结语
综上，天然气计量管理工作不仅要通过科学合理的选择相应的流量计量设备，提高计量准确度和技术水平；还要加强计量管理，积极学习和借鉴好的经验和技术，提高员工技术文化素质，以节能降耗为目标，挖掘企业的潜能，使计量管理工作真正全面深入展开，提高企业社会和经济效益。
参考文献
[1]杨有涛，刘佳鹏.天然气的流量计量系统[J].中国计量，2011.4.
[2]王瑞.计量误差对经济效益的影响[J].中小企业科技，2006.4.
[3]冯玲玲，李建明.天然气计量的几种方法与思考[J].2006.3.