厂家讲解-天然气计量表选型应用问题讨论

      无论是在工业生产还是家庭日常生活中天然气的使用越来越普及，天然气计量的准确性越来越受到人们的关注，着重分析了目前气体流量计计量过程中存在的一些问题，并提出一些合理化建议。
　　环境温度、大气压力以及管道介质温度、压力等对天然气计量准确性影响很大，部分流量计计量时会对介质温度、压力进行修正，并转化为标准状态下的体积流量。本文从温度、压力对流量计量的影响以及温度、压力测量误差影响两个方面进行了分析论证。
　　1 介质温度压力对天然气计量的影响
　　气体体积受温度、压力影响较大，一般规定标准状态(20℃、101.325kPa)为气体体积参比状态，偏离20℃和标准大气压的状态为工况状态，计量标准状态气体体积的流量为标况体积流量，计量工况体积的流量为工况体积流量，标况体积流量具有可比性，计量标况流量更具有实际意义。
　　膜式燃气表是天然气计量领域使用最为广泛的计量器具，在家用和商用天然气计量中起着非常重要的作用。其工作原理：每台燃气表一般有两个膜片计量室，由橡胶材料制成的皮膜片将每个计量室分成两部分，滑阀使这两部分交替地与管道入口或出口相通。皮膜受气体压力而在计量室内伸缩移动，使得计量室内两部分气体交替地吸入和排出。燃气表滑阀的交替运动形成了气体的连续流动，再由连动机构将滑阀的运动传给显示计数器以显示通过的体积量。
　　膜式燃气表的优点是计量性能稳定，测量流量下限较小;但缺点是无温压补偿，以工况流量进行计量的。家庭用户一般将膜式燃气表安装在厨房，其工作环境变化不大，管道压力只有1000～2000Pa，且用量一般较小，在无温压补偿情况下其年平均计量准确性总体来讲比较可靠。
　　商业和部分工业用户由于管道限制和其他方面的因素多选用G10、G16、G25、G40、G65、G100的膜式燃气表。通常对燃气表的计量检定只是在实验室条件下进行，只能确保其在标准状态(温度为20℃，大气压力为101.325Pa)条件下的计量准确。一旦管道介质温度、压力变化和波动，由于其自身无温压补偿装置，其计量准确性是很难保证的，容易引发计量纠纷。
　　此外，在城市低压天然气管网中其他一些无温压补偿的非智能流量计使用也较多，如机械字轮计数的罗茨流量计等。由于其流量范围大，平均日用量大，因此由温度、压力补偿缺失带来的计量误差无疑是不容小视的。
　　这些流量计计量的是工况体积流量，因不对介质体积做温度、压力修正，可引起较大的误差。特别是北方地区，冬季暴露于室外环境中的输气管道中气体温度很低。以华北地区为例，冬季入户气体温度有时可达4℃，夏季可达25℃，温差约20℃，其产生的气量差可达7%左右。无温压补偿流量计测量低温介质是造成各燃气公司冬季气损变大的重要原因。
　　2 环境温度对天然气计量器具的影响
　　温度除了对天然气气体体积量产生影响外，对气体流量计本身也是有影响的。流量传感器使用材料的热膨胀性和温度对机械运动性能的影响，都会影响流量计的计量准确性。
　　膜式燃气表表壳为铁质或铝制品，导热性强、热交换性好，外界温度变化对其影响较大。为了研究温度对天然气计量的影响，进行了以下实验。将膜式燃气表分别在20、6.5℃的环境下恒温24h，然后在实验室条件(环境温度20℃，大气压力为102.000kPa)下进行检测，用以模拟膜式燃气表在近似标况和低温环境下的工作状况。
　　通过两种情况下实验数据的对比可以看出，表体温度较低情况下，仪表计量较表体温度为20℃时偏慢，且示值误差达到正常温度下误差2.2到3.8倍。由此可见，温度变化对流量计的计量性能影响是非常大的。

　　室外安装的流量计环境温度变化较大，影响尤其明显。在北方地区，露天安装的流量计在夏天阳光照射下表体温度可达到40℃，在冬季表体温度可达到零度甚至更低，温度的变化造成润滑油化学性质变化导致润滑效果下降、机械摩损增加、运转不畅;金属材质的表体对通过流量计的介质加温和冷却效应更加明显。此外，一些天然气公司为了节约成本将输气管道露天悬空安装而不是地下铺管，造成环境温度对管道介质影响很大;为了便于管理将用户燃气表统一室外安装，也会间接造成环境温度对计量器具的影响，进而影响其计量准确性。

　　3 温度压力测量误差对计量准确性的影响
　　由于智能气体流量计在实际工作中采用标准状况下的累积流量值作为计量和贸易结算的依据，因此，在实际的计量检定过程中，通过将被测流量计与标准器或标准流量计串联在一起，通过比较标况下的流量值来进行计量检定。依据现有国家标准和检定规程，在实际检定工作中，只是对流量传感器进行检定，而忽视了对流量计量影响因素温度、压力传感器的检定。
　　在实际检定工作中，通常出现流量计计量超差时，若温度、压力示值与实验室测试介质温度、压力相差不易发觉时，仅仅采取调节仪表系数的方式，确保流量计在实验室环境条件下实验数据上的吻合。但是由于实验室检测环境与管道介质温度、压力不同，脱离实验室环境将会带来新的误差，使得在线工作时的计量准确性更是无法保证。实际上智能气体流量计的计量偏差是流量传感器及压力、温度传感器补偿等共同作用造成的，因此在对流量传感器的检定的同时对压力传感器和温度传感器进行检定是十分必要的。
　　按JJF1004-2004流量计名词术语定义：“流量计为测量流量的器具，一般由一次装置和二次装置组成”，说明气体流量计不仅包括流量传感部分及显示部分，还应包括温度、压力的测量和流量修正。温度、压力测量是否准确，流量的修正是否正确，对流量计测量结果的影响是非常大的。而现有以流量计名称命名的国家计量检定规程如JJG1037-2008涡轮流量计、JJG1029-2007涡街流量计、JJG633-2005容积式流量计等，均未规定温度、压力的测量准确度。
　　4 结束语
　　综上所述，鉴于温度、压力对天然气流量计量影响较大，要从仪表设计、仪表选型、使用环境和技术法规等方面综合考虑温度、压力这些影响因素，确保天然气流量计量准确，为此提出以下建议：
　　(1)使用流量较大的气体流量计，应加装温度、压力修正功能。
　　(2)对现有无温度、压力补偿的天然气流量计，要注意对入口介质温度、压力的控制，尽量使介质温度、压力接近或达到标准状态。
　　(3)对重要流量计(如流量较大的)的安装使用环境提出要求，特别注意环境温度，避免在过高或过低温度环境中使用。
　　(4)相关流量计国家标准和检定规程中应增加对 智能流量计温度、压力测量性能评价规范。随着科技的进步，各种补偿措施的完善，对天然气计量的准确性要求越来越高，天然气计量涉及的领域不仅仅局限于流量领域了，而是涉及温度、压力、电学等多个计量领域。因此，对于天然气的计量手段和计量器具的检定校准方法应该与时俱进，只有这样才能适应现代社会对计量的需要。