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天然氣儀表實際應用中的問題及解決方法

 一、存在的問題
      1.目前,國內用于貿易結算的天然氣儀表(包括氣體渦輪流量計和氣體羅茨流量計),很大一部分壓力變送器和溫度變送器是內置式的,而且采用的流量積算儀大多是專用的。因此,從天然氣表檢定的安全性、特殊性和技術層面上考慮,大多數技術機構通常做法是只對流量傳感器在實驗室標準裝置上進行首檢,而忽略了壓力變送器、溫度變送器和流量積算儀在天然氣計量中的重要作用,這樣帶來的直接影響是天然氣儀表的計量準確性難以得到根本保證。
       2.由于我國現有的流量積算儀校準規范對這種專用的流量積算儀存在許多不適用之處,因此很難在實際檢定工作中采用;同時,現行的流量計檢定規程又是按大類劃分的,對有些特殊問題沒有提出針對性解決方法。所以就目前情況而言,還沒有從技術上對影響天然氣儀表計量準確性的因素作出全面規范,這在一定程度上影響了技術機構檢定有效性,加劇了貿易糾紛的產生。
      3.要想流量計能夠準確計量相關物理量,正確使用至關重要。這其中包括儀表的選型安裝、儀表的周期檢定、儀表的參數設定和儀表的管理等。特別是儀表的參數設定尤為重要。常規的參數設置,如當地大氣壓、儀表系數和分段參數,還有一些參數,如天然氣的相對密度、CH4摩爾分數、N2摩爾分數和CO2摩爾分數以及其他組分的摩爾分數,還必須根據實際情況和天然氣供應商提供的有效品質報告設定才能保證最終計量準確。而這些影響因素由于目前缺少相關的技術法規支撐,很難從根本上予以解決。
       二、相關參數對儀表準確性的影響
       流量積算儀的微處理器按照氣態方程進行溫壓補償,并自動進行壓縮因子修正,氣態方程如下:


       式中:Qn——標準狀態下的體積流量,m3/hQg——未經修正的體積流量,m3/hPg——流量計壓力測試點處的表壓,kPaPa——當地大氣壓,kPaTg——介質的絕對溫度(273.15+t)K(t——被測介質攝氏溫度,℃)Zn——標準狀態下的壓縮系數;Zg——工作狀態下的壓縮系數;Tn——標準狀態下的絕對溫度(293.15K)Pn——標準大氣壓(101.325kPa)
可以看出,影響天然氣儀表最終計量準確性的參數主要有Qg(工況體積)Pg(壓力值)Tg(溫度值)(壓縮系數)
       三、解決辦法
       我們基于流量傳感器已在實驗室標準裝置上標定合格的基礎上設計了一套現場校驗方案。旨在通過這些工作,控制影響天然氣儀表計量準確性的因素,加強計量工作的技術基礎作用,摸索天然儀氣表現場管理的技術問題,從而能夠將天然氣儀表的計量準確性長期穩定在一個較高的水平。
       由圖1可見,現場校驗的工作重點主要有以下幾點:



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       1.整套儀表壓力通道的準確性校驗
      通過積算儀顯示的實時壓力值與標準器顯示值比較,查看積算儀的顯示值是否有偏離,從而判斷整個壓力通道工作是否正常、準確,并作出記錄,逐步形成歷史記錄。
      2.整套儀表溫度通道的準確性校驗
      方法、過程、目的與上同。
      3.壓縮系數設置的正確性
      根據供氣方提供的天然氣有效品質報告,驗證參數設置是否正確。
      4.積算儀中相關參數設置的正確性。查看積算儀各個相關參數設置的正確性,并作記錄存檔。
      具體方案如圖1所示。
      綜上所述,天然氣儀表現場檢測主要內容如表1所示。



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