摘要(yao):考察燃氣(qi)(重點是天(tian)然氣)計量(liang)流量計的(de)經濟性，既(jì)要考察它(ta)們在設備(bei)采購成本(běn)和運行維(wei)護成本方(fāng)面的😍經濟(ji)性，更要考(kǎo)察它們對(dui)于輸差的(de)影響。本文(wen)針🌂對目前(qián)多種燃氣(qì)計量流量(liàng)計 的特點(diǎn)，首先分析(xi)氣體超聲(shēng)流量計、渦(wo)輪流量計(jì)、腰輪流量(liang)計和🆚孔闆(pan)流量計等(děng)常見的天(tiān)然氣計量(liang)儀表的工(gōng)作原理、适(shì)應範圍、各(ge)自特點等(deng)。接下來，從(cóng)不同的角(jiǎo)🏒度對燃♋氣(qi)管網計量(liang)輸差産生(sheng)💚的因素進(jìn)行解析，分(fen)析不同種(zhǒng)類流量計(jì)對輸差可(kě)能造成的(de)影響。最後(hou)，結合常用(yòng)流量計類(lèi)型的自身(shēn)🐇特點和輸(shū)差控制，對(duì)各類🛀🏻型流(liu)量計做出(chu)了經濟性(xìng)的分析。
0引(yǐn)言.
　　天然氣(qì)作爲清潔(jie)能源在國(guó)内能源消(xiāo)耗的占比(bǐ)逐年增長(zhang)🔴，油氣田采(cai)集油氣後(hou)經過油氣(qì)分離工藝(yi)，将天然🌍氣(qì)通過加壓(ya)長輸管道(dào)輸送到各(ge)城市門站(zhan)，再到各種(zhong)燃氣用戶(hu)。天然🈲氣輸(shu)送量由燃(ran)⭐氣管道上(shang)安裝的流(liú)量計量儀(yi)表上的測(cè)量🐆數據決(jué)定。在高壓(ya)天🤩然氣輸(shu)送工♈程中(zhōng)選擇一🐅款(kuǎn)高精度、高(gao)穩定性、壓(yā)力損失小(xiao)，同時又具(ju)有經濟性(xìng)的計量儀(yí)表具有重(zhong)要的意義(yì)。
　　考察燃氣(qi)計量流量(liàng)計的經濟(jì)性,既要考(kǎo)察它們在(zài)設🌈備✂️采㊙️購(gòu)成本和運(yun)行維護成(chéng)本方面的(de)經濟性，更(gèng)要考察它(tā)們對于輸(shū)差的影響(xiǎng)。本文首先(xian)分析氣體(ti)超聲流量(liang)計、渦輪流(liú)量計、腰輪(lun)流量計和(he)孔闆流量(liang)計等常見(jian)的天然氣(qì)計量儀表(biǎo)的工作原(yuan)理、适應範(fan)圍、優缺點(dian)等✉️。在此基(jī)礎上，從不(bú)同的角度(dù)對燃氣計(jì)量輸差産(chan)生的因素(sù)進行解析(xi)，分析不同(tong)種類流量(liàng)計對輸差(chà)可能造成(cheng)的影響。最(zuì)後,結合常(cháng)用流量計(jì)類型的自(zi)身特.點和(he)輸差控制(zhì)，對各類型(xíng)流量計做(zuò)出經濟性(xìng)的分析。
1燃(rán)氣流量流(liú)量儀表
　　流(liu)量計是燃(ran)氣計量的(de)一個重要(yào)設備,它提(tí)供了貿易(yi)計量或内(nei)部管理的(de)數據。目前(qian)國際和國(guó)内被廣泛(fàn)應⭕用的燃(rán)氣計量儀(yi)表有 氣體(tǐ)超聲流量(liang)計 、 渦輪流(liu)量計 、羅茨(cí)流量計以(yǐ)及孔闆流(liú)量計等。研(yán)究分析這(zhe)些氣體流(liú)量計的性(xing)能特點、适(shì)用範圍,可(ke)以幫助找(zhǎo)到一種更(geng)準确、更穩(wen)定和🥰合理(lǐ)的計量手(shǒu)段。
1.1氣體超(chao)聲流量計(ji)
　　主流的氣(qì)體超聲流(liú)量計是基(jī)于時差法(fa)開展的流(liú)量👄測量,其(qí)🌂原理是測(cè)量超聲波(bō)信号在氣(qi)體介質中(zhong)順向流和(hé)逆向流的(de)㊙️時間差△t,在(zai)已知一對(duì)探頭間的(de)距離L時，計(ji)算出流速(sù)V,然後乘以(yǐ)測量管段(duan)的截面積(ji)S=π*D2/4,獲得最終(zhong)的流量值(zhí)(見公式1和(hé)2)。超聲流量(liang)計工作原(yuán)📞理見圖1。

　　氣(qi)體超聲流(liu)量計最大(da)的特點是(shi)能在高壓(yā)和中低壓(ya)或條件下(xià)準确地測(ce)量氣體的(de)單、雙向流(liú)量,測量範(fan)圍寬，量程(chéng)比大;直接(jiē)測量氣體(tǐ)的流速，測(cè)量精度不(bu)受介質組(zǔ)分🙇🏻變化的(de)影響;能測(cè)量穩态及(jí)低頻脈動(dòng)氣體的流(liu)量;無阻📐流(liu)機械部件(jiàn),壓力損♌失(shi)極小，且不(bú)會因固體(tǐ)雜質導緻(zhi)阻流部件(jiàn)損壞;--般采(cai)用多聲道(dào)的測量,可(kě)有🈲效地減(jian)小因流場(chang)不均勻分(fèn)布對測🔴量(liang)結果的🈚影(ying)響，并能在(zài)一個聲道(dao)出現故障(zhang)時繼續用(yòng)其它正常(chang)的聲道🙇‍♀️進(jìn)行有效測(ce)量,從♉而提(tí)高儀表的(de)準确度和(hé)可靠性;适(shi)❗合于壓力(lì)變化範圍(wei)大，流量波(bo)動大的應(yīng)用場合。該(gāi)種😘流量計(ji)目前正🐇在(zài)高、中、低壓(yā)各種天然(ran)氣計量應(ying)用☁️中逐步(bu)替代渦輪(lún)流量計、腰(yāo)輪流量計(jì)和 差壓式(shì)孔闆流量(liàng)計 口。
1.2 氣體(tǐ)渦輪流量(liàng)計
　　在 渦輪(lún)流量計 測(cè)量表體中(zhōng)裝有一個(gè)葉輪，上面(mian)的葉片與(yu)被測介質(zhì)流向成一(yī)-定角度。有(you)流體通過(guò)時，它的沖(chong)力帶動葉(ye)片旋轉，這(zhe)個🚩葉片的(de)旋轉速度(dù)與流體的(de)流速成正(zhèng)比關🏃🏻‍♂️系，而(er)這種葉片(pian)本身具有(yǒu)磁性🏃🏻，它在(zài)由用永久(jiǔ)磁鋼和線(xiàn)圈組成的(de)信号檢測(ce)器中旋💘轉(zhuan)并切割磁(ci)力線,由此(cǐ)感應出與(yǔ)流速成-定(dìng)比例的脈(mo)沖信号，通(tōng)過脈沖信(xìn)👨‍❤️‍👨号放大器(qi)獲得流量(liang)信息。
渦輪(lún)流量計的(de)脈沖頻率(lǜ)f與流經測(cè)量表體的(de)流體☀️的瞬(shùn)時👅流量Q成(cheng)正比，流量(liàng)方程爲:
Q=3600×f/k(3)
　　式(shi)中:k爲流量(liang)計的儀表(biǎo)系數，3600爲換(huàn)算系數。
　　渦(wo)輪流量計(jì)由其機械(xiè)結構特點(diǎn)決定了其(qí)具有測量(liàng)精🚩度高、重(zhòng)複性好、基(jī)本無零點(dian)漂移等優(you)點。但是,渦(wo)輪流量✏️計(jì)對氣體介(jiè)質的清潔(jié)度要求較(jiào)高，氣體的(de)溫度、粘度(du)和密度對(dui)儀表的示(shi)值誤差也(ye)有較大的(de)影響;對氣(qi)流脈動和(he)漩渦流敏(mǐn)感，防氣流(liu)沖擊能力(lì)差，容易損(sun)💔壞;量程範(fàn)圍相對有(yǒu)限;且在使(shǐ)用一段時(shi)間後軸承(chéng)🔞間🚶‍♀️隙加大(dà),測量精度(dù)呈現變負(fu)的趨勢😍。
1.3羅(luo)茨流量計(jì)
　　羅茨流量(liàng)計也稱腰(yāo)輪流量計(jì),它是利用(yong)2個橢圓形(xíng)的機🈲械測(ce)量元件把(bǎ)被測介質(zhì)分割成單(dān)個已知的(de)體積部分(fèn)，通過😍計量(liang)室逐次、重(zhong)複地充滿(mǎn)和排放該(gai)體積部分(fen)流體的次(cì)數來計算(suan)被測介💃🏻質(zhì)的流量體(tǐ)積總量。
　　羅(luo)茨流量計(jì)優點是:計(ji)量腔保持(chi)一定的容(róng)積，很少受(shou)紊流及脈(mò)動流的影(yǐng)響;無須前(qian)後直管段(duan);受被測氣(qi)體介質的(de)粘🈲度等🐅物(wu)理性質、流(liú)動狀态的(de)影響小，可(ke)測量不易(yi)測量的脈(mo)動流量;适(shi)用的量程(cheng)、溫度範圍(wei)寬，安裝🔞要(yao)求不高。
但(dan)是,羅茨流(liu)量計對氣(qì)體的清潔(jié)度要求較(jiào)高,含有油(you)污和雜質(zhì)時要預先(xiān)處理，加裝(zhuang)過濾器;當(dāng)流量增加(jia)時，壓力損(sǔn)失也增大(dà);使用一定(ding)時間後，腰(yāo)輪與計量(liàng)腔體間的(de)間隙會增(zeng)大，影響測(ce)量精度;運(yùn)行維護工(gong)作量大♍;大(da)口徑時價(jià)格較貴,經(jīng)濟性變差(chà)[3。
1.4孔闆流量(liang)計
　　孔闆流(liú)量計 是差(cha)壓式流量(liàng)計,它是由(you)一次檢測(ce)件(節流件(jiàn))和二次裝(zhuāng)置( 差壓變(biàn)送器 和流(liu)量顯示儀(yí))組成。當被(bei)測介質通(tōng)過節流件(jian)時局🏒部産(chan)🏒生收縮,流(liu)速增加，在(zai)節流件後(hou)面産生靜(jìng)壓力，由此(cǐ)在節流件(jian)前後産生(sheng)🈲了壓差，而(ér)此壓差随(sui)流量✉️的變(bian)化而變化(hua)😘，流量大則(zé)壓差就大(dà)。作爲二次(cì)裝置的差(cha)壓變送器(qì)測量節流(liu)件前後的(de)壓差，計算(suàn)出對應的(de)流量值孔(kǒng)闆流量計(jì)❗工作原理(lǐ)見圖2

孔闆(pan)流量計的(de)優點是結(jie)構簡單、制(zhì)造、加工和(he)使用方便(bian)。
　　但該種流(liu)量計對壓(ya)力、流量的(de)适應性差(cha)，特别是大(dà)口💰徑的孔(kong)闆流量計(ji)由于靜壓(ya)力差測量(liang)的誤差，會(huì)造成流量(liang)計的綜合(he)不确定度(du)增大;對流(liú)場的要求(qiú)比較苛刻(ke)，需要的前(qián)直管段非(fei)❗常長;壓損(sun)大;上遊易(yì)積液;孔闆(pan)損耗快，維(wéi)修維護率(lü)高[49
2燃氣計(jì)量輸差産(chǎn)生的原因(yin)
　　輸差是燃(rán)氣在輸送(song)過程中輸(shū)人和輸出(chu)在量值上(shang)🛀🏻産生的差(cha)異，即Q差=Q進(jìn)-Q出。從理論(lun)上講，在-個(gè)全封閉的(de)輸送管網(wang)中，隻要輸(shu)🌈送管道沒(mei)有洩漏，就(jiù)沒有輸差(cha)🏃‍♂️産生。但在(zài)實際的油(you)氣計量過(guò)程中,在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻輸(shu)人的流量(liang)和輸出的(de)流量之間(jiān)會出現一(yī)些偏差量(liàng)。細分下來(lai)👄主要是由(you)以下幾方(fang)面造成的(de)。
2.1測量儀表(biao)引出的偏(pian)差
　　燃氣計(jì)量的量值(zhi)确定是靠(kào)測量儀表(biǎo)完成的，而(er)測量儀表(biǎo)的測量誤(wù)差值不會(hui)是0%，在計量(liàng)儀表選型(xíng)的初期，如(rú)果沒有仔(zai)細考慮♈計(ji)量的流量(liang)範圍(用氣(qi)量✔️的多少(shǎo))、工作壓🔅力(li)的适用範(fan)圍、氣體介(jiè)💜質的工藝(yì)處理結果(guǒ)及使用現(xiàn)場的工況(kuang)條件等影(yǐng)響因素,使(shi)流量測量(liàng)儀表工作(zuo)在一一個(ge)不适合的(de)🌂工況條件(jian)下，就會造(zào)成計量誤(wù)差值。另外(wài)，各📧種原理(lǐ)的流量計(ji)對安裝條(tiáo)件的要求(qiú)🌈也是不🚶同(tong)的，如前⭐後(hou)直管段長(zhang)度♉要🚶‍♀️求、流(liu)量計前端(duān)過♻️濾器的(de)要求、新管(guan)道吹掃流(liú)程的要求(qiú)、單🌈向流流(liu)量計📐的流(liú)向要求、儀(yí)表潤滑油(yóu)的👌選擇要(yào)求等等。如(rú)果沒有按(àn)照要求進(jìn)行安裝，就(jiù)會🔴影.響燃(ran)氣的計量(liàng)準确度♉。選(xuan)擇量程寬(kuan)、對工況适(shi)應👈能力更(geng)強的流量(liang)計類型，如(rú)超💃🏻聲💚波流(liú)量計，有助(zhu)于避免這(zhè)一🐕問題門(mén)。
　　另外，目前(qian)在天然氣(qi)主幹網的(de)門站均已(yǐ)采用高精(jing)度的✉️氣體(tǐ)超聲流量(liàng)計,而面向(xiàng)中小用戶(hù)的流量計(ji)很多仍是(shì)采用孔闆(pan)✏️流量計、渦(wō)輪流量計(jì)或羅茨流(liú)量計。孔闆(pan)流量計的(de)測量精度(du)本身就💰不(bú)高，渦輪或(huò)羅茨流量(liàng)在使用一(yi)段時間後(hòu)由于軸承(chéng)的磨損或(huò)氣體介質(zhi)中污物的(de)影響，往往(wǎng)造成測量(liàng)精度的大(dà)幅下降。也(yě)就是說，由(you)于在輸人(ren)和輸出端(duan)采用了準(zhǔn)确度不同(tong)的流量計(ji)，也會加劇(jù)燃氣輸差(chà)呵。
2.2管存氣(qi)體量值的(de)偏差
　　天然(rán)氣管輸系(xì)統中由于(yú)環境溫度(du)、輸氣壓力(lì)和溫度的(de)變化，被測(cè)天然氣的(de)組分也會(huì)發生變化(hua)，這會導緻(zhi)管道👣中的(de)管存天然(ran)氣的量值(zhí)發生變化(hua),如式(4)所示(shi):

23管網洩露(lù)
　　燃氣管網(wǎng)在運行的(de)過程中，由(yóu)于溫度的(de)變化和應(ying)力的作用(yong)，不🔞可避免(miǎn)地發生滲(shen)漏，這種滲(shèn)漏主要發(fa)生在管道(dao)🐆及法🐅蘭密(mi)♉封處;管網(wang)老化鏽蝕(shi)破損，在改(gai)造施工過(guo)程中的野(yě)蠻🏃🏻‍♂️操作，也(yě)‼️可能會造(zao)成燃氣的(de)洩漏。
2.4流量(liàng)計運行維(wei)護的影響(xiǎng)
　　機械式的(de)流量計，包(bao)括渦輪、羅(luo)茨、孔闆等(děng)，需要定期(qī)進行維護(hu)。如果疏于(yú)維護，沒有(you)按照規範(fàn)加注潤滑(hua)油，沒有更(geng)換磨損的(de)部件，或者(zhe)沒有定期(qī)清理或排(pai)🔞放過濾器(qi)中的油水(shui)雜物等,也(ye)會使儀表(biǎo)随着時間(jian)的推移，準(zhun)确度逐步(bù)下降。而超(chao)聲流量計(jì)基本上可(ke)以免維護(hù)，有效避免(miǎn)了這一問(wèn)題叨]
2.5經營(yíng)管理方面(miàn)産生的偏(piān)差
　　有些輸(shu)氣管網還(hai)未實現計(ji)量系統自(zi)動化的管(guǎn)理🙇🏻，設備停(ting)運或維修(xiu)信息不夠(gou)及時和完(wan)善;天然氣(qi)氣體組🔴分(fèn)發生變化(huà)時沒有❗及(ji)時準确地(di)更新各類(lèi)計量儀表(biao)中的組分(fèn)信息;量值(zhí)計算和統(tǒng)計時間的(de)節點不完(wan)全一緻,造(zao)成流量計(jì)量儀表的(de)統計周期(qī)不完全統(tong)一;未🤞按規(guī)定的時間(jiān)對計量以(yi)及相關聯(lian)的✊溫度和(hé)壓力等儀(yi)表進行周(zhōu)期檢定或(huò)校準等等(deng),均會造成(chéng)--定程度的(de)輸入和輸(shū)出量值的(de)偏差。
　　相比(bi)于傳統的(de)機械式流(liú)量計,超聲(sheng)流量計具(jù)有代👉際優(you)👈勢，智能化(hua)程度高，便(bian)于進行計(ji)量系統的(de)智能化管(guan)🔱理圖。
3流量(liang)計經濟性(xing)分析
3.1設備(bei)采購成本(ben)
　　在設備采(cai)購價格方(fāng)面，雖然超(chāo)聲流量計(jì)近年來的(de)價格已大(da)幅下降了(le)超過50%,但傳(chuán)統的機械(xie)式流量計(ji)仍然具有(yǒu)一.定優勢(shì)⭐。在小口徑(jing)時，羅茨和(hé)渦輪價格(ge)具有相對(duì)優勢,而在(zai)大口徑時(shí),孔闆更有(you)優勢。但是(shi)，通過第2節(jiē)的内容我(wǒ)們已經了(le)解到，超聲(sheng)流量計在(zai)精度等級(ji)，量👣程範圍(wéi)，對工藝條(tiáo)件的适應(yīng)性等方面(miàn)具有諸多(duō)優勢。因此(cǐ)，在作出采(cai)購決策時(shí)切不能以(yi)🈚初始的設(she)備采購成(chéng)本作🔞爲主(zhu)要考🥰量。況(kuang)且，由于超(chāo)😘聲流量計(ji)沒有機械(xiè)部件損耗(hao)，不會因爲(wèi)固體雜質(zhi)導緻阻流(liu)部件損壞(huai)，因而使用(yong)🔞壽命長因(yin)此如果按(an)一定時期(qī)内折舊成(cheng)本來☁️看的(de)話,超聲流(liú)量計更具(jù)🏃.有綜合性(xing)價比優勢(shi)。
3.2運行維護(hù)成本
　　渦輪(lun)和羅茨流(liú)量計等機(ji)械式流量(liàng)計由于有(you)轉.動部👨‍❤️‍👨件(jiàn),需要定期(qī)加注潤滑(hua)油;随着使(shǐ)用時間變(bian)長，會出現(xian)機械磨損(sǔn);由于💋存在(zài)⛷️阻流部件(jian)，容易因固(gù)體雜質造(zào)成流量計(jì)損壞。超聲(sheng)流量計沒(méi)有機械轉(zhuan)動部件，沒(mei)有阻流部(bù)件，不🧡易損(sun)壞，且超聲(sheng)流量計本(ben)身.的♉智能(néng)、自動化程(chéng)度高，具有(yǒu)免維護、少(shǎo)維護的特(te)點，維⭕護成(chéng)本極低。因(yīn)此在運行(hang)維護成本(běn)方面具有(yǒu)明顯優勢(shi)。
3.3輸差控制(zhì)
　　相比于設(she)備采購成(chéng)本和運行(háng)維護成本(běn)，輸差的金(jin)📐額有💯可能(neng)📞會大得多(duo),因此在分(fèn)析流量計(ji)經濟性時(shí)一定不能(neng)忽略✂️其在(zai)輸差控制(zhi)方面的影(yǐng)響。從第三(sān)節的内容(róng)我們可以(yǐ)看到,輸差(cha)産生的⛱️原(yuan)因主要有(yǒu)五個方面(mian):1)測量儀表(biao)引出的偏(piān)差;2)管存氣(qì)體量值的(de)🌈偏差;3)管網(wang)洩露;4)流量(liàng)計運行維(wéi)護的影響(xiang);5)經營管理(li)方面産生(shēng)的偏差。其(qi)中，第1)、4)、5)項都(dōu)與流量計(ji)直接相關(guan)[10]。
做爲更新(xin)型的流量(liàng)計，超聲流(liu)量計相對(dui)于傳統
　　機(jī)械式流量(liàng)計來說具(ju)有代際優(yōu)勢,因測量(liàng)儀表引出(chu).的偏差而(er)導緻輸差(chà)的可能性(xing)更低;由于(yú)其幾乎免(mian)維護，因流(liú)量計運行(háng)維護的影(ying)響而導緻(zhì)輸差的可(ke)能性也更(gèng)小;由于超(chāo)聲流量計(ji)智能化程(chéng)度高，也有(yǒu)助于減少(shao)因經營管(guan)理方面産(chan)生的偏🌈差(chà)。
4結語
　　與渦(wo)輪、羅茨、孔(kong)闆等傳統(tong)流量計相(xiàng)比，超聲流(liu)量計更具(jù)經濟性，理(lǐ)由是:1)雖然(ran)--次性采購(gou)成本較高(gao)，但性價比(bi)好，且按--定(ding)時期内折(she)舊成本來(lai)看的話可(ke)能更具有(yǒu)價格優勢(shì);2)不易損壞(huài)，維護非常(cháng)簡單，維護(hu)成本極低(di)，因此在運(yùn)行維護成(cheng)本方🌂面具(ju)有明顯優(yōu)勢;3)作爲更(geng)新型的流(liú)量計，超聲(shēng)⚽流量計相(xiàng)對于傳統(tong)機械式流(liu)量計更🈲有(yǒu)🔞利于輸差(chà)控制。

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