天然气标准化计量技术的发展现状及趋势

单贞

【摘 要】随着我国经济的快速发展，天然气事业逐步发展起来。随之而来的是天然气市场竞争不断加剧。因此加强当前天然气标准化计量标准化其目的是进一步的降低成本，提升天然气的用量，促进人民生活水平的提高。

【关键词】天然气;计量技术;发展趋势

随着我国经济的迅速发展，天然气事业的制度及经营理念也发生了巨大的转变，这导致了天然气生产、运输及使用企业之间的关系发生了根本性的改变，而且产生了几方之间都追求的利益最大化关系，这样的变革使得企业逐步认识到了天然气经济、实时精准计量的重要性。根据天然气企业的多年实践经验表明采用科学先进的天然气流量计对于成本的降低起到十分重要的作用，这就导致天然气企业对流量的计量技术的发展更加重视。本文主要概述下国内外目前天然气计量技术的发展现状。

1.天然气标准化计量技术的发展现状

（1）国外天然气计量技术研究现状。笔者基于大量的文献调研指出20世纪70年代国外就开始对天然气流量技术展开研究，当时欧美等发达国家已经开始将孔板流量计和气体涡轮流量计作为天然气计量的主要工具。到了90年代，超声波流量计逐步问世并迅速的推广开来。据统计，美国当时孔板流量计的使用率高达80%，而加拿大和荷兰等地使用气体涡轮流量计的比例高达百分之九十。而且美国等发达国家早在八十年代就开始采用能量计量法进行天然气的计量，这种计量技术也是未来天然气计量技术的发展趋势。（2）国内天然气计量技术研究现状。相比于国外天然气计量技术，我国在这方面的研究起步较晚，研究情况相对而言比较落后。我国自20世纪70年代结合实际天然气计量情况，并且借鉴国外的标准和经验研发出了适合我国的智能化仪器，进一步的提高了我国仪器仪表的精确度和可靠性。我国目前针对天然气计量技术的研究成果较多，所采用的计量装置主要有气体涡轮流量计、孔板流量计以及超声波流量计，三种方式相比而言传统的孔板流量计的使用率相对较小，涡轮流量计和超声波流量计所占用的比例越来越大，这说明我国的天然气计量技术逐步想着智能化、精细化的方向发展。

2.天然氣标准化计量技术的分类

根据国内外天然气计量技术的计量方法进行总结，指出目前我国天然气计量技术主要有质量计量法、体积计量法和能量计量法。我国目前应用较多的主要属于体积计量法，而国外的主流是应用能量计量法。接下来主要介绍目前应用比较普遍的气体流量计及方法。（1）空间容量流量计。空间容量流量计是天然气内部系统设置，主要的设计理念是以大空间为主，小空间为辅。这种流量计的原理主要是将旋转体设置在小空间的内部，当旋转体产生运动时会受到气体的压力，从而可以统计出体积，通过对旋转体次数的统计从而可以得到所计量的天然气的体积。该流量计的优点是准确度较高，促进了天然气计量事业的进一步的发展。（2）涡轮流量计。涡轮流量计的工作原理是当有天然气通过时，容器内的天然气会带动涡轮流量计内部的转子产生旋转，通过计算该转子转动的次数可以得到所计量的气体流量。涡轮流量计的特点是结构比较简单、精度高、重复性好且测量的范围比较广泛。但涡轮流量计内部转子高速的运转容易导致机械摩擦损坏。所以，使用该流量计要经常注意润滑保养，除此之外还必须在流量计的上游加装过滤装置防止大颗粒污染物损坏叶片。（3）互补式气体流量计。该流量计是一种可以替换的天然气计量技术。近些年来，越来越多的天然气公司采用该种流量计对天然气进行计量，取得了不错的成效，得到了越来越多人的认可。互补式气体流量计的基本构型有曲管式和直管式两种。我国AGA输气计量委员会于1999年05月就开始了关于该流量计气体工业标准的制定工作。（4）质量计量法。采用质量计量法对天然气流量进行计量时所采用的是科式流量计，该流量计的量程高达50：1，而且对流量计的上下游管段没有任何要求。采用质量计量法的优点是精度高、稳定性好，没有严格要求天然气清洁程度及密度。该方法的缺点是价格比较昂贵，而且不能计量低压天然气和管径较大的天然气。我国目前在压缩天然气加气站、燃气站等领域所用到的科氏流量计比较普遍。（5）能量计量法。天然气能量计量法是基于体积计量法而建立起来的，该方法是通过分析得到的天然气组分来计算单位体积内天然气所产生的能量，再结合天然气的体积最终获取天然气的总能量，从而达到天然气计量的目的。众所周知，天然气的价值体现在燃烧所释放的能量，因此不同组分的天然气所产生的能量也不相同。相比于体积计量法和质量计量法而言，采用能量计量法可以更加科学合理的突出天然气的价值。

3.天然气标准化计量技术所面临的挑战

我国于2013年颁发的关于天然气计量技术的规划中指出，我国天然气计量技术在2020年会达到国际水平，相关的标准体系会进一步完善，准确度和经济性会进一步提高。所以，结合我国目前天然气计量技术的发展水平，所面临的挑战主要有如下几个方面：（1）进一步加强天然气流量检测技术的研究。目前，我国天然气流量计的检测技术还不能完全满足天然气生产的需求，还需要进一步的建立大口径的流量检测计提升检测水平。（2）提升流量量值国际比对水平。我国目前暂时还没有积极的对天然气流量量值进行国际循环比对，还需要进一步的提高实验室内数据的国际认可度。（3）测试技术需要进一步的完善。我国目前没有分析上游天然气及其微量组分，且没有形成相关的标准体系，还需要进一步的完善。

4.天然标准化计量技术的发展趋势

自从我国加入世界WTO组织，我国的经济迅猛发展。天然气事业也逐步走向国际。我国的天然气事业为了进一步的融入国际发展的大潮流中，我国天然气标准化计量技术在未来必将向着如下几个方面发展：（1）计量方法逐步由体积计量法向能量计量法转变。天然气能量计量法是基于体积计量法而建立起来的能够更加科学合理的突出天然气的价值的一种方法。结合目前国际情况来看，发达国家在天然气的贸易中一般采用能量计量法作为计量标准，为了进一步的融入国际市场，我国的计量方法也必须转向能量计量法。（2）进一步的加强流量计干校技术的研究。仪器先进性的标志是无须进行实流的校验，但是目前我国大部分流量计都暂时不能实现干校。超声波流量计由于其自身的特点可以比较容易的实现干校。根据相关研究指出，气体超声波流量计实现干校是具备条件的，必须进一步的加强流量计干校技术的研究。（3）逐步实现智能化、自动化及远程化。随着科技不断的发展，计算机互联网技术也取得了飞跃式的发展。现在，天然气标准化计量技术也逐步实现智能化、自动化及远程化。比如SCADA系统的发展以及智能化涡轮流量计的问世。未来智能化程度会越来越高，天然气标准化计量技术也会取得突飞猛进的发展。

（作者单位：山东省单县市场监督管理局计量检定测试所）