結(jié)合煤層氣介質(zhì)的實際工況，對比了氣體計量常用的三種流量計：超聲波、渦輪、孔板節(jié)流裝置，并簡單闡述了各自的優(yōu)缺點。

1、概述

隨著國內(nèi)對煤層氣開采項目的日益重視，在標準《油氣集輸設計規(guī)范》（GB50350-2005）的設計要求規(guī)定下，本文章主要針對煤層氣集輸站場的一級計量系統(tǒng)的流量計量方式進行了對比，并闡述了各自的優(yōu)缺點，使得相關工程中在流量計的選擇上做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量、安全使用。

2、計量規(guī)范、標準

2.1煤層氣輸量計量可分為三級：

1）一級計量——油氣田外輸氣的貿(mào)易交接計量；

2）二級計量——油氣田內(nèi)部集氣過程的生產(chǎn)計量；

3）三級計量——油氣田內(nèi)部生活計量。

2.2煤層氣輸量計量系統(tǒng)準確度的要求應根據(jù)計量等級確定：

一級計量系統(tǒng)準確度可根據(jù)煤層氣的輸量范圍不低于表2.1的規(guī)定，二級計量系統(tǒng)的***大允許誤差應在±5.0%以內(nèi)，三級計量系統(tǒng)的***大允許誤差應在±7.0%以內(nèi)。

2.3煤層氣一級計量系統(tǒng)的流量計及配套儀表，應按現(xiàn)行標準《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》GB/T 18603的規(guī)定配置，配套儀表的準確度應按表2.2確定。天然氣二、三級計量系統(tǒng)配套儀表的準確度，可分別參照表2.2中B級和C級確定。

2.4煤層氣計量系統(tǒng)選用標準孔板節(jié)流裝置時，其設計、安裝和流量計算應符合現(xiàn)行標準《流量測量節(jié)流裝置 用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》GB/T 2624的有關規(guī)定。對干氣的計量，其流量計算可按現(xiàn)行標準《天然氣流量的標準孔板計算方法》

SY/T 6143的規(guī)定進行。

當采用氣體超聲流量計測量煤層氣流量時，其設計、安裝和流量計算應符合現(xiàn)行標準《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》GB/T

18604的規(guī)定。

3、煤層氣流量計量比選

根據(jù)《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》GB/T18603，煤層氣流量計量的標準參比條件溫度為20℃（熱力學溫度為293.15K）、壓力為

101.325kPa，天然氣計量單位以m3/h表示。

1）渦輪流量計：由于煤層氣介質(zhì)特殊，考慮到含有煤粉，對葉輪的損耗太大，導致使用壽命縮短，需要經(jīng)常維護，所以對于煤層氣的流量計量，暫不考慮使用渦輪流量計。

2）超聲流量計：超聲波流量計與渦輪流量計性能大多相近，其憑借較大的量程比和對含有雜質(zhì)氣體計量的適應性廣泛應用于氣體管道

（≥DN100）流量計量中。但超聲波流量計費用過高，對于煤層氣集輸工程來講，初期產(chǎn)能較低，使得對工程成本的控制尤為重要，相對來說超聲計量沒有較好的性價比。

但如果不考慮經(jīng)濟因素，超聲波流量計以其更多的優(yōu)勢作為煤層氣貿(mào)易計量的實惠。

3）孔板節(jié)流裝置 孔板節(jié)流裝置為經(jīng)典計量方法，如果可以提供足夠的直管段長度，配備高精度高性能的變送器，完全可以滿足煤層氣貿(mào)易交接的計量要求。并且維護工作量較少，價格適中，十分適合煤層氣雜質(zhì)多、對投資控制嚴格的計量要求。但由于孔板節(jié)流裝置的量程比較小，很難應對煤層氣集輸站場流量波動較大的情況，由此我們引出此種計量方式的升級產(chǎn)品——孔板閥。

4）孔板閥 孔板閥的計量原理同節(jié)流裝置是相同的，他們***主要的區(qū)別在于孔板閥可在線更換孔板，可對流量范圍的較大波動及時做出調(diào)整。因此我們將通過真實案例，具體介紹一種針對流量范圍較大時，孔板閥的使用方案。

中國石油煤層氣公司所轄項目《鄂東煤層氣田保德區(qū)塊北部5億立方米產(chǎn)能建設工程》的集氣站煤層氣外輸計量管線中的氣體工況為:壓

力:XXX，溫度:XXX，流量范圍:5~100×104Nm3/h。經(jīng)過計算，我們得到如下計量方案：DNXXX的孔板閥按照一開一備2路配置。我們可以根據(jù)計算出的BETA值（孔板的開孔與孔板直徑的比值），選用BETA值不同的多塊孔板進行配置，這里我們暫按照A、B、C、D四塊孔板配置。得到如下表格：

這樣四塊孔板就包含了3~110×104Nm3/h流量范圍內(nèi)的所有值，然后正常情況下，一路配置較大的兩塊孔板C、D，另一路配置較小的兩塊孔板A、B，通過切換計量回路上的電動閥門來對較大較小流量進行選擇性計量，以減少單路孔板閥頻繁更換孔板的次數(shù)。當然，如果當前正在使用的一路計量出現(xiàn)故障，另一路亦可作為備用路進行計量。

煤層氣流量范圍的變化不可能時刻都有較大波動，所以不用擔心更換孔板和切換計量回路的次數(shù)過于頻繁。如果整個流量范圍的變化不大，完全可以采用2塊孔板來代替4塊，這樣就更加方便了計量。

孔板閥相對來說更適合壓力較低的情況下使用，因為孔板閥的重點就是在線更換孔板功能，氣密性就成了***重要的問題。所以在高壓的情況下，在線更換的安全問題就顯得更加重要，在高壓下進口設備整體來說要優(yōu)于國產(chǎn)設備，但進口孔板閥的價格同超聲流量計相差無幾，因此在高壓情況下依然使用超聲計量的方式。

4、結(jié)束語

隨著計量技術(shù)的不斷發(fā)展，氣體流量計量的各種技術(shù)已經(jīng)十分成熟，因此在滿足精度及質(zhì)量要求的前提下，價格和更好的適應惡劣工況成為計量選型的關鍵。目前大型工程中選用的計量裝置更多為進口產(chǎn)品，真心希望國產(chǎn)計量設備能夠更快更好的發(fā)展起來。