天然气计量技术—基础知识

计量第一部分计量基本知识：一、计量管理概论：1、计量的一般概念及其发展概况：计量发展的历史是与社会进步联系在一起的，它是人类文明的一个重要组成部分。

人类在认识和改造大自然的过程中，通过思维对自然界的各种现象进行大量的比较，这种用比较方法来确定事物“量”的大小的过程，就是早期“测量”的概念。

测量既然是一个“比较”过程，必然需要一个比较物作为测量的“标准”。

最初作为比较的标准也是任意的，它会因人、因事、因时而改变。

随着人类生产力的发展，人们的劳动成果有了剩余，开始出现了物物交换，出现了商品和商品流通。

商品的流通必须遵循“等价交换”的原则，而经济利益又使人们在交换中“斤斤计较”，这就要求对同一物体在不同的地点，经不同的人的测量结果必须一致，这就是早期的“计量”概念。

计量是以确定量值为目的的一组操作。

计量属于测量的范畴，也可以说是一种特殊形式的为使被测量的单位量值在允许范围内溯源到基本单位的测量。

起初的测量方法是原始的，单位是任意的。

当商品交换、分配形成社会活动的时候，就需要测量的统一，即在一定的准确度内对同一物体在不同地点达到其测量结果的一致。

为此，就要求以法定的形式建立统一的单位制，复现出基准、标准，并以这种基准、标准来检定测量计量器具，保证量值准确可靠，这就出现了“计量”。

因此，计量的含义可以理解为“实现单位统一，量值准确可靠的测量，它涉及整个测量领域”，或者说“是以单位统一，量值准确一致的测量，它对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁作用。

”计量应包括计量学、计量经济、计量法制、计量组织和计量管理等内容。

2、计量学的分类：计量学是计量的基础，它是研究测量、保证测量统一和准确的科学。

计量学包括的专业很多，应用范围十分广泛。

我国目前大体上按专业分为十大类，即几何量计量、温度计量、力学计量、电磁学计量、电子计量、时间频率计量、电离辐射计量、光学计量、声学计量、标准物质计量。

3、计量工作的特点：（1）统一性：统一性是计量工作的本质特征，它主要反映在横向和纵向两个方面。

探讨天然气计量技术应用1. 引言1.1 天然气计量技术的重要性天然气计量技术是指对天然气的生产、输送、储存和使用过程进行准确、精密、可靠地计量和监测的技术手段。

天然气是一种清洁、高效、广泛应用的能源资源，具有极高的经济价值和战略地位。

准确计量和监测天然气的使用量对于促进能源行业的发展和保障国家经济安全具有重要意义。

1. 经济利益保障：天然气是一种高价值的能源资源，准确计量天然气的使用量可以保障生产者、经销商和消费者的经济利益，避免因计量不准确而导致的经济损失。

2. 资源合理开发利用：通过对天然气的准确计量，可以了解资源的开采和利用情况，有利于合理规划资源开发和利用策略，确保资源的可持续利用。

3. 环境保护和安全：准确计量天然气的使用量有助于监控环境污染和能源消耗情况，促进节能减排，保护环境和人类健康。

4. 法律法规遵守：天然气计量技术的准确性和可靠性对于监管部门的监督和管理具有重要意义，有利于维护市场秩序，避免不正当竞争和市场混乱。

天然气计量技术的重要性不仅体现在经济利益和能源资源利用上，还涉及到环境保护、安全生产和法律合规等多个方面，是能源行业发展的重要支撑和保障。

1.2 天然气计量技术的发展历程天然气计量技术的发展历程可以追溯至古代人们开始使用天然气作为燃料的时期。

随着科学技术的不断发展和进步，天然气计量技术也经历了不断的改革和创新。

在过去，天然气计量主要依靠人工计量，存在计量不准确、易受人为干扰等问题。

随着工业化的快速发展，人们迫切需要更加精准、高效的天然气计量技术。

于是，基于物理原理的天然气计量技术开始逐渐发展起来。

通过利用流体力学原理、热力学原理等物理原理，可以更加准确地测量天然气的流量和质量，提高计量的精度和稳定性。

随着电子技术的飞速发展，基于电子技术的天然气计量技术也逐渐崭露头角。

传感器、流量计等电子设备的广泛应用，为天然气计量带来了更多的可能性。

通过数字化、自动化的手段，可以实现对天然气的精准计量，提高计量的效率和准确性。

天然气基础知识1、天然气（NG) Natural gas天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。

还有硫化氢、二氧化碳、氮、水及少量一氧化碳。

它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。

天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。

天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。

伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。

甲烷分子式：CH4 分子量：18天然气的主要成分是甲烷，也含有乙烷、丙烷、氮气和二氧化碳等组分。

其组成不同热值也不同。

乙烷、丙烷的热值高于甲烷，若天然气中高热值组分的含量较高则热值也较高。

而氮气、二氧化碳则不会燃烧发热，因此，天然气中此类组分含量较高则热值也较低。

甲烷燃烧方程式（1）、完全燃烧：CH₄+2O₂===CO₂+2H₂O（反应条件为点燃）甲烷+氧气→二氧化碳+水蒸气（2）、不完全燃烧：2CH₄+3O₂=2CO+4H₂O燃烧天然气产生的二氧化碳比燃烧石油要少30％，比煤要少45％。

2、液化天然气（LNG)Liquefied Natural Gas从名称上可以看出液化天然气由天然气液化而来。

组分：主要含甲烷，还有乙烷、丙烷、丁烷、氮气等气相密度：0.71-0.74Kg/m3液相密度：0.42-0.46T/m3热值：8500-9300大卡/Nm3液态气化比：1:600-625饱和压力：0.3Mpa着火点：650度沸点：-162度爆炸极限：5%-15%气源：气井气、石油伴生气、煤层气等低温液化。

3、压缩天然气（CNG)Compressed Natural Gas从名称可以看出压缩天然气由天然气压缩而来。

压缩到压力大于或等于10MPa且不大于25MPa的气态天然气，是以气态储存在高压容器中。

4、液化石油气（LPG)liquefied petroleum gas组分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。

—298—技术改造与人们日常使用的其他计量表如电表、水表一样，天然气表也起到了相同的作用，这与使用者的切身利益息息相关，所以，对测量器材的检查标定工作就显得格外的重要，由于天然气的特殊性，除了检测其检测数据是否精确以外，更多的是对其安全性的检测。

由此，本对其质量检测与精度探究进行了细致的报告，并总结如下1、民用检测器的标准与要求目前，在民用领域运用最广的还要是膜式燃气表，燃气表的使用久久的与老百姓的生活久久的绑定在了一起，由于各地区的规定不同，但是在燃气表在出场之前必须经过各个地市标准的检测，由此才能获得符合其规格的合格证书。

远不止如此，在使用期间，还要经过各种的抽查检测，就比如负责到户主的燃气工作人员要对每家每户进行细致的排查与检修，并将随时间而产生的测量误差细致的记录下来，并且上传到统一的档案，凭此来预测流量计需要更换的时间。

目前，国家对最常用的几种流量计也作出了详细的规格标定，就比如应用最广泛的膜式测量计，按照目前的标准，膜式测量计最大的测量流量是2.5方每小时，但普通人家庭里面安装的一般都是 2.5，1.6和1.0规格的。

面对这种情况，国家还针对膜式进行了细致的标准规定，用来保障大多数的用户的权益，规定中指出，流量计的保障部门需要对每家每户的用户进行细致的检修，只有这样才能保证测量计的正常使用与被测量天然气的精准标定，其中，活塞检测的方法、特定制罩测定法、表头浸水检测法、以及标准表法地等等，在日常使用的过程中，特定的钟罩测定的方法与标准表的测定方法，由于是对用户家庭的测定是否合格，因此需要尽量的减少打扰用户的时间，所以就对快速测量与精准检测提出了重要的要求，来确保流量计的检测的可靠性与精确度。

由于形形色色的制表厂商的存在，因此也存着这不同的检测标准，这就要需要检测人员对不同的厂家的膜式流量计的规格熟记于心，还有，由于家庭户型的多种多样，这也就造成了检测环境的多种多样。

2、燃气表检测的技术要求分析2.1燃气表检测的预备工作在特定的检测机构对民用膜式检测表进行检测的时候，对检测工具的检测是相当重要的，工欲善其事必先利其器，就比如在检测之前先检测管道阀门的开关位置是否会造成流体的不稳定性，在进行水表检测的时候，如检测设备需要用到密封水源，则需要先检测剩余水量还有多少，再比如检测整个燃气表相关的密封设备，如钟罩检测时，先检测钟罩密封性好不好，在前期工作准备之后，方能进检测设备的使用，而进行检测之前，还要进行设备使用的提前工作。

一、天然气计量概述（一）国际上天然气主流计量办法；对于贸易计量的流量计，统计显示，欧洲主要使用涡轮、罗茨流量计。

荷兰涡轮、罗茨流量计的使用约占80%；加拿大涡轮流量计约占90%；美国使用孔板约占80%。

从整体上看，二十世纪70年代形成孔板使用高潮，80年代形成涡轮流量计使用的高潮，90年代中后期形成超声流量计使用的高潮。

超声流量计因具备流量方程简单清楚、宽范围度、高准确度、牢固可靠无压损，而受到人们对它寄以厚望，但因实际应用时间短暴露出一些问题如噪声影响、直管段长度影响、脏污影响等导致超差，再加上价格因素，用户在选型上还是偏重于应用成熟的涡轮、罗茨等。

（二）几种主流流量计计量原理，计量条件以及优缺点概述。

1、涡轮流量计（1）涡轮流量计的工作原理：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。

在一定的流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。

涡轮流量计的理论流量方程为：式中n为涡轮转速；qv为体积流量；A为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关的参数；B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。

（2）涡轮流量计组成结构：涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。

被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。

涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量qv、流速V和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。