縱觀世界能源近一個世紀(jì)的發(fā)展,在20世紀(jì)20年代是煤炭的高峰期,70~90年代石油接替煤炭,到21世紀(jì)早期天然氣將逐步代替石油,其原因是近20年來石油產(chǎn)量上升緩慢,而天然氣卻高速增長,1970~1996年世界天然氣年產(chǎn)量翻了一番還多,而石油產(chǎn)量基本維持不變。據(jù)世界仍蘊藏極豐富的天然氣資源,它為天然氣工業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時天然氣流量計量也具有了十分重要的地位。
1天然氣流量計
已經(jīng)使用或即將投用的流量計大致有以下種類:差壓式流量計、渦輪流量計、容積式流量計、超聲波流量計、靶式流量計、內(nèi)錐式流量計等。
1.1差壓式流量計
差壓式流量計包括檢測件為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的勻速管等。它是應(yīng)用歷史悠久,實踐經(jīng)驗豐富成熟,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完善(勻速管除外),品種規(guī)格齊全的一類流量計,20世紀(jì)50年代以前它可能是僅有的天然氣流量計。它有許多不足之處:如測量精度一般,現(xiàn)場安裝條件要求高,壓損大,范圍度窄等等。針對上述不足,近年國內(nèi)生產(chǎn)廠推出一系列改進(jìn)辦法,如一體式差壓流量計、定值節(jié)流件、可換孔板節(jié)流裝置、采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴等等,再加80年代以后差壓式流量計的兩個組成部分即差壓變送器和流量顯示儀,有突出進(jìn)展,估計今后此類流量計仍將占據(jù)重要地位。
1.2渦輪流量計
渦輪流量計品種多、系列全、規(guī)格多。不足之處:對測量介質(zhì)潔凈度要求較高,使用期限受到限制。但其性能溫度,采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計,在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開截止閥條件下,只需要2D直管段長度,對于城市用安裝空間窄小的,它是很突出的特點。
1.3容積式流量計
包括腰輪流量計、膜式流量計(家用煤氣表)等。它是使用歷史悠久,用量巨大的天然氣流量計,有完備的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。精度適中,范圍度特寬(150:1),適用于中小流量范圍,只讀式,無需外能源及無需直管段等等。
1.4超聲波流量計
20世紀(jì)90年代,氣體超聲波流量計開始在天然氣工業(yè)中應(yīng)用,成為繼孔板、渦街之后的一類天然氣流量計。它的特點為:精度高、范圍度及寬,可適應(yīng)極低流速(0.5m/s以下),安裝直管段長度短(采用多聲道品種)等。目前不足之處:只適用于中大口徑,價格貴等。
1.5靶式流量計
新型靶式流量計采用應(yīng)變計式力傳感器。如精度高(總量計量可達(dá)±0.5%~0.1%),范圍度寬(10:1),適用中小口徑(DN15以上),無可動部件,結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便,以及可實行干校驗(掛重法)簡化周期檢定等。
1.6內(nèi)錐式流量計
內(nèi)錐式流量計是近年發(fā)展起來的新型流量計。通過改變流體流動方式產(chǎn)生壓力變化,從而計算出流量。其特點為無可動部件,結(jié)構(gòu)簡單,便于安裝維護(hù)等,如精度高(總量計量可達(dá)±0.5%~0.1%),范圍度寬,使用口徑較廣。
2天然氣流量計的選用
選型可按5個方面進(jìn)行:儀表性能、流體特性、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)因素。各方面的考慮因素如下:
2.1儀表性能方面
精確度、重復(fù)性、線性度、范圍度、壓力損失、上下游流量、信號輸出特性、響應(yīng)時間等。
2.2流體特性方面
流體壓力、溫度、密度、粘度、潤滑性、化學(xué)性質(zhì)、磨損、腐蝕、結(jié)垢、臟污、氣體壓縮系數(shù)、等熵指數(shù)、比熱 容、電導(dǎo)率、聲速、混相流、脈動流等。
2.3安裝條件方面
管道布置方向、流動方向、上下游管道長度、管道口徑、維護(hù)空間、管道振動、接地、電源、附屬設(shè)備(過濾、排污)、防爆燈。
2.4環(huán)境條件方面
環(huán)境溫度、濕度、安全性、電磁干擾等。
2.5經(jīng)濟(jì)因素方面
購置費、安裝費、維修費、校驗費、使用壽命、運行費(能耗)、備品備件等。
選項步驟如下:依據(jù)5個方面因素初選可用儀表類型; 采用淘汰法在比較中選出2~3種類型,排除次序;再次按5個方面進(jìn)行仔細(xì)評比,最后淘汰至一種儀表類型。