国外天然气的计量与检定技术

介绍了国外天然气管道测量技术、天然气流量计量与检定技术的应用现状、发展动态以及天然气计量标准的最新进展情况,提出了目前天然气管道流量计量技术的发展方向,重点介绍了天然气物性参数及分析测试的标准、孔板流量计的计量标准、涡轮流量计的计量标准、气体超声流量计的计量标准,以及天然气能量计量标准等.     

移动式天然气流量标准装置的研制与应用

为满足天然气流量计的检定和校准需求,完善企业天然气流量量值溯源和传递体系,中国石化研制并投用了一套移动式天然气流量标准装置。其研制借鉴了国内外天然气流量标准装置的设计经验,并结合实际需求进行创新,首次在移动式天然气流量标准装置中设计了3条标准表支路,工况流量范围达到20～8009m3／h。在设备选型方面,选用高准确度涡轮流量计作为标准器,选用超声流量计作为核查表,选用技术先进的强制密封球阀和轴流式流量调节阀进行支路关闭和流量调节。通过不确定度评定和测试试验,该标准装置流量测量不确定度优于O．33％（k=2）,达到了设计指标要求。（图2,参11）     

天然气计量检定智能化技术探索与展望

针对天然气检定过程流量精确调节及质量精密管控的实际问题,研发了一套适用于多气源工况条件的中高压天然气计量智能检定系统,打破了原检定过程工控与数据处理系统之间的通信障碍,将多系统数据与指令融合互联、实时交互,实现了检定设备的全智能控制。该系统建立了标准装置质量控制系统平台,通过风险预测实时评估标准装置偏差变化趋势及影响;拓展了流量仪表性能评价业务,通过建立多维度数学分析模型,对流量计进行全生命周期运行状况分析、评价;通过重构检定作业模式,实现数据中心操作站控系统远程全流程操作;探索采用防爆AGV运输车、防爆机械臂、定制视觉测量系统实现仪表的智能拆装。此外,从在线检定校准技术、计量技术智能化升级、计量科技产业化平台3方面对天然气计量检定智能化技术进行了展望。     

国家石油天然气大流量计量站检定工艺的优化

国家石油天然气大流量计量站采用直排检定工艺进行流量计检定,在乌鲁木齐分站工程可行性研究过程中,发现检定工况存在高压、大压差、直排管道工艺复杂、温度不稳定等技术难题。基于此,从调整分站压力、流量和计量系统入手,提出了一套天然气计量直排检定工艺优化方案,同时需要注意以下几点:流量调节过程中,分、调流系统和压力调节系统之间相互不影响;在设计过程中,应以"等压切换、分流调节"作为操作原则;分流、调流操作应能较快调节至各流量检定点,并使流量在短时间内稳定;不改变原有直排管道工艺、调压工艺和计量方式;利用直排管道原有计量调压设备,减少投资。该工艺计量站的推广应用,可为国内计量检定站设计提供借鉴。     

旋转容积式流量计在天然气计量中的应用

在国内的天然气贸易计量中,广泛使用旋转容积式流量计。基于测量原理,给出了在操作条件下,计量流量介于分界流量qt和最大流量qmax之间,流量计的最大允许误差,以及分界流量qt与流量计量程比的对应关系。基于相关国家标准,提出了流量计在外观、防腐、防爆、检验、配置等方面的技术要求,论述了流量计的使用环境、安装要求、相关配置、投运流程及维护和检定程序,罗列了体积流量、质量流量和能量流量的计算方法,以及各种流量和相关参数测量不确定度的估算方法。对如何提高天然气计量的准确性和可靠性进行了有益的探讨。     

用天天然气流量计量的超声流量计

超声流量计量技术量是一种崭新的天然气计量技术，其工作原理是根据声波在顺流方向与逆流方向传输时间所形成的时间差，利用数字技术获得高质量的测量结果。超声流量计具有投资者、性能可靠、计量准确等其它流量计不可比拟的优点。这种流量计在我国天然气工业中目前处于试用阶段，具有较大的使用空间、对超声流量计的测量原理、特点、使用范围、干标检定等方面作了较为系统的分析与介绍。     

用于天然气流量计量的超声流量计

超声流量计量技术是一种崭新的天然气计量技术,其工作原理是根据声波在顺流方向与逆流方向传输时间所形成的时间差,利用数字技术获得高质量的测量结果。超声流量计具有投资省、性能可靠、计量准确等其它流量计不可比拟的优点。这种流量计在我国天然气工业中目前处于试用阶段,具有较大的使用空间。对超声流量计的测量原理、特点、使用范围、干标检定等方面作了较为系统的分析与介绍。     

天然气涡轮流量计的应用与故障分析

基于天然气涡轮流量计的测量原理,探讨了其起始流量和安装方法。在适当的起始流量下,流量与转速呈线性关系;推荐在流量计入口和出口端各加接一定长度的直管段,若安装空间不能满足要求,可在阻流设备与流量计之间安装整流器,避免因气体流态改变影响流量计转子的转动。分析了天然气涡轮流量计在运行过程中的常见故障:天然气正常流动,流量计不计数;未作减量操作,流量显示逐渐下降;天然气不流动,流量显示不为零。针对以上故障,分别给出了相应的操作维护方法。结合应用实例,提出了天然气涡轮流量计在使用过程中的注意事项。     

气体超声波流量计在天然气计量中的应用

通过比较各种流量计的优缺点，介绍了一种新型气体超声波流量计的工作原理和特点，简略介绍了仪表的检定和应用范围，对当前的研究应用具有指导作用。     

兰成渝成品油管道科里奥利质量流量计的检定

分析了兰成渝成品油管道在线检定质量流量计过程中的影响因素,即流量的影响、压力的影响、阻尼系数的影响以及小型体积管活塞运行次数对检定重复性的影响等,列举了采用体积管法检定质量流量计计算通过体积管的实际液体体积公式,指出了采用体积管配振动管密度计在线检定质量流量计还需要注意的问题.     

天然气计量系统的技术改造

真武天然气集中处理站采用CWD-430双波管差压式计量装置计量天然气流量,存在结构复杂、计量准确度低等问题。通过引进SWP流量积算仪及高级孔板阀,实施生产工艺技术改造,实现了流量、压力等参数的自动采集,天然气计量准确度符合生产与外输要求,提高了企业的自动化管理水平。     

天然气气质组分变化对超声波流量计的影响

通过对超声波流量计计量原理的分析,结合中国石化天然气榆济管道分公司济南站两种气质组分不同的天然气混合后计量现状,简化了超声波流量计体积流量计算公式,推导得出体积流量和相对密度均与标准条件下和工作条件下的压缩因子比Z0/Zn有关:天然气相对密度越大,则Z0/Zn越大,超声波流量计换算成标准状态下的体积流量亦越大.最后,提出了减小双气源气质组分差异对超声波流量计影响的合理化建议.     

基于CFD模拟的输气管道阀门流噪声仿真

将输气管道中的气体流经阀门时的流场在CFD (Computational Fluid Dynamics)软件中进行三维仿真模拟,建立了输气管道阀门流噪声的产生模型.对气体流经阀门的流场进行稳态模拟和瞬态模拟,结果表明:湍流中的流体脉动(如压力、速度脉动)是流体流噪声产生的根本原因.将模拟仿真得到的阀门流场分布通过Lighthill波动方程转换得到偶极子声源,从而对阀门管段进行流体噪声分析,得到阀门流噪声产生、传播、衰减规律.通过试验对仿真模拟得到的阀门声场进行验证,表明了利用Fluent软件对气体流经阀门的流场和声场进行模拟仿真的可行性.研究成果可为输气管道音波法泄漏检测提供技术支持,为输气管道阀门噪声控制方法的制定提供理论依据.     

天然气超声波计量系统性能的影响因素

超声波流量计量系统在量程比、可靠性、重复性、计量准确度、压力损失和日常维护等方面具有明显优势,成为大流量、高压力天然气计量的首选计量仪表。但该系统的计量准确度常受众多因素影响,从超声波计量系统的工作原理和现场应用出发,分析了控制阀噪声、仪表和上游直管段内壁的脏污、天然气的组成以及在线色谱仪和温度、压力变送器测量准确度对超声波流量计量系统准确度的影响,指出在工程应用过程中,应做好超声波流量计的检测维护工作,消除工艺安装条件的影响,并确保相关仪表的准确度。     

天然气管道线路截断阀误关断判断算法

为减少天然气长输管道线路截断阀误关断次数,提高阀室泄漏检测系统的可靠性,基于大量阀室误关断事件的原因分析,结合气体流体力学理论,运用SPS仿真软件建立了长输天然气管道泄漏仿真模型。探究了天然气长输管道泄漏过程中泄漏位置、管道运行压力等条件对压力下降过程的影响规律,并在此基础上计算在特定管道出现泄漏时可能发生的最快压力下降过程数据。据此,设计了一种天然气管道线路截断阀误关断判断算法,并编写了管道泄漏线路截断阀关断的控制程序。仿真数据及试验结果表明,该方法可根据压力变化特征实现误关断信号与真实泄漏信号的判断,降低系统误关断率。     

天然气输差问题及其解决方法

天然气输差是燃气公司一个重要的经济指标。分析了产生天然气输差的原因，对标准孔板引起的测量误差、输气干线测量误差和测量误差造成的输差进行了计算，给出了单点输差和综合输差的计算方法，提出了降低输差的措施和方法。     

管网最小平方和法初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,并作为迭代计算的初始值.根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立了初始流量分配的数学模型,用C 语言编制了计算程序.实例计算和分析表明,用最小平方和法求解各管段初始流量,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段的流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,数值计算的收敛速度大大提高.