天然气流量计的特性与选型

摘 要：文章分析了天然气流量计的特性，简述了天然气流量计选型的方法与步骤。

关键字：天然气 流量计 选型

纵观世界能源近一个世纪的发展，在20世纪20年代是煤炭的高峰期，70～90年代石油接替煤炭，到21世纪早期天然气将逐步代替石油，其原因是近20年来石油产量上升缓慢，而天然气却高速增长，1970～1996年世界天然气年产量翻了一番还多，而石油产量基本维持不变。据称世界仍蕴藏极丰富的天然气资源，它为天然气工业的发展奠定了坚实的基础。同时天然气流量计量也具有了十分重要的地位。

1　天然气流量计

已经使用或即将投用的流量计大致有以下种类：差压式流量计、涡轮流量计、容积式流量计、超声流量计、靶式流量计、内椎式流量计等。

1.1　差压式流量计

包括检测件为标准节流装置和均速管等。它是应用历史悠久，实践经验丰富成熟，标准规范完善（均速管除外），品种规格齐全的一类流量计，20世纪50年代以前它可能是惟一的天然气流量计。它有许多不足之处：如测量精度一般，现场安装条件要求高，压损大，范围度窄等等。针对上述不足，近年国内生产厂推出一系列改进办法，如一体式差压流量计、定值节流件、可换孔板节流装置、采用标准喷嘴等等，再加80年代以后差压式流量计的两个组成部分

即差压变送器和流量显示仪，有突出的进展，估计今后此类流量计仍将占据重要的地位。

1.2　涡轮流量计

品种多、系列全、规格多。不足之处：对测量介质洁净度要求较高，使用期限受到限制。但其性能稳定，采用一种高效整流作用的整流器与涡轮流量传感器耦合成结构一体化的气体涡轮流量计，在上游侧阻流件为弯头或有半开截止阀条件下，只需要2D直管段长度，对于城市用安装空间窄小的，它是很突出的特点。

1.3　容积式流量计

包括腰轮流量计、膜式流量计（家用煤气表）等。它是使用历史悠久，用量巨大的天然气流量计，有完备的标准规范。精度适中，范围度特宽（150∶1），适于中小流量范围，直读式，无需外能源及无需直管段等等。

1.4　超声流量计

20世纪90年代，气体超声流量计开始在天然气工业中应用，它以优异的特性引起国际上很大重视，成为继孔板、涡街之后的一类重要的天然气流量计。它的特点为：精度高，范围度极宽，可适应极低流速（0.5m/s以下），安装直管段长度短（采用多声道品种）等。目前不足之处：只适用于中大口径，价格贵等。

1.5　靶式流量计

新型靶式流量计采用应变计式力传感器，具有许多优异特性。如精度高（总量计量可达±0.5%～±0.1%），范围度宽（10∶1），适用中小口径（DN15以上），无可动部件，结构简单，维护方便，以及可实行干校验（挂重法）简化周期检定等。

1.6　内椎式流量计

内椎式流量计是近年发展起来的新型流量计。通过改变流体流动方式产生压力变化，从而计算出流量。其特点为无可动部件，结构简单，便于安装维护等，具有许多优异特性，如精度高（总量计量可达±0.5%～±0.1%），范围度宽，适用口径较广。

2　天然气流量计的选用

选型可按5个方面进行：仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素。各方面的考虑因素如下：

2.1　仪表性能方面

精确度、重复性、线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号输出特性、响应时间等。

2.2　流体特性方面

流体压力、温度、密度、粘度、润滑性、化学性质、磨损、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数、比热容、电导率、声速、混相流、脉动流等。

2.3　安装条件方面

管道布置方向、流动方向、上下游管道长度、管道口径、维护空间、管道振动、接地、电源、辅属设备（过滤、排污）、防爆等。

2.4　环境条件方面

环境温度、湿度、安全性、电磁干扰等。

2.5　经济因素方面

购置费、安装费、维修费、校验费、使用寿命、运行费（能耗）、备品备件等。

选型步骤如下：依据5个方面因素初选可用仪表类型；采用淘汰法在比较中选出2～3种类型，排出次序；再次按5个方面进行仔细评比，最后淘汰至一种仪表类型。