天然氣計(jì)量實(shí)際上是天然氣流量的測量,是在天然氣流動過程中間接測量的,測量的準(zhǔn)確度取決于整套測量系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、建設(shè)、操作和維護(hù)等全過程的質(zhì)量。
為了保證計(jì)量系統(tǒng)按統(tǒng)一的技術(shù)要求進(jìn)行全面質(zhì)量管理,保證天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度,制定科學(xué)合理的天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的。在天然氣計(jì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是主要的,另外它還應(yīng)包括天然氣密度、組成、發(fā)熱量、壓縮因子等相關(guān)參數(shù)的測量和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),還有儀器儀表、設(shè)計(jì)及安全等標(biāo)準(zhǔn)。
天然氣計(jì)量涉及到設(shè)計(jì)、建設(shè)、投產(chǎn)、操作、維修、檢驗(yàn)、檢定以及安全環(huán)保等各個方面,因此其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是很廣泛的。
美國石油工業(yè)發(fā)達(dá),天然氣計(jì)量技術(shù)*,有嚴(yán)格完善的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和*的計(jì)量設(shè)備。
1978年美國通過了天然氣法,統(tǒng)一各州和聯(lián)邦政府之間的天然氣價格,規(guī)定了以每立方英尺實(shí)際的能量含量作為天然氣價格的基礎(chǔ),改變了天然氣傳統(tǒng)的計(jì)量方式，這種新的計(jì)量方式是結(jié)合天然氣的質(zhì)量測量和發(fā)熱量測量兩種獨(dú)立的測量系統(tǒng)而產(chǎn)生一個新的天然氣能量測量系統(tǒng)。我國尚未形成天然氣計(jì)量的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
國內(nèi)目前在天然氣計(jì)量中采用《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法（SY/ T6143 - 1996） 》、《天然氣發(fā)熱量、密度、相對密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法（GB/ T 11062 - 1998） 》等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),但這些標(biāo)準(zhǔn)尚沒有覆蓋天然氣計(jì)量的各個方面,特別是在天然氣貿(mào)易計(jì)量中缺乏天然氣計(jì)量系統(tǒng)統(tǒng)一的、系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
歐美等工業(yè)化水平較高的發(fā)達(dá)國家，對天然氣計(jì)量技術(shù)的研究起步較早。
從流量計(jì)選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計(jì)，如在荷蘭渦輪、腰輪流量計(jì)的使用約占80%，在加拿大渦輪流量計(jì)的使用約占90%，而美國則以使用孔板為主，約占80%。從整體上來看，在流量計(jì)使用上，由20世紀(jì)70年代的孔板，發(fā)展到80年代的渦輪，90年代中后期的超聲流量計(jì)。
在天然氣流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)方面，在分析總結(jié)大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，相繼推出具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)，如天然氣流量標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（AGA No.3）、氣體渦輪流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（AGA No.7）、天然氣及其他烴類氣體的壓縮性和超壓縮性標(biāo)準(zhǔn)（AGA No.8）、用氣體超聲流量計(jì)測量天然氣標(biāo)準(zhǔn)（AGA No.9）、用差壓裝置測量流體流量標(biāo)準(zhǔn)（ISO5167）、氣體渦輪流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（ISO9951）、氣體超聲波流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（ISO/TR12765），以及天然氣壓縮因子計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)（ISO/DIS12213）等。
近幾年，法制計(jì)量組織（OMIL）氣體計(jì)量分委員會歐共體起草了建議PREN1776“天然氣計(jì)量系統(tǒng)基本要求”，較詳細(xì)地規(guī)定了天然氣計(jì)量系統(tǒng)的組成和對輔助設(shè)備的具體要求，對天然氣計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)指南，計(jì)量系統(tǒng)的在線檢定、安裝和操作維護(hù)等進(jìn)行了規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程無疑對天然氣流量計(jì)量具有積極的指導(dǎo)意義。
為了適應(yīng)我國天然氣日益化的需要,必須加快我國天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與接軌的步伐。
我國天然氣計(jì)量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國天然氣計(jì)量起步較晚，在儀表的使用和選型上，主要以孔板為主，其比例約占88%，采用的是幾何檢定法。從20世紀(jì)70年代以來，我國參照國外系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自己的實(shí)際情況，在天然氣儀表的設(shè)計(jì)選型、使用、安裝、維護(hù)、管理、氣質(zhì)分析等方面作了相應(yīng)的工作，得出一些較重要的結(jié)論，同時對現(xiàn)場阻力件、復(fù)雜工況影響，摸索出了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)方面，形成了《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》（SY/T6143-1996）標(biāo)準(zhǔn)、等效采用ISO5167并形成了GB2624標(biāo)底。但就天然氣流量計(jì)量總體技術(shù)與水平而言，與國外相比還存在顯著差距。
例如，我國大量使用的孔板節(jié)流裝置及其二次儀表雙波紋管差壓計(jì)的計(jì)量技術(shù)，由于其固有的缺陷，如孔板在使用過程中的不斷磨損、腐蝕，阻力件組合形式遠(yuǎn)不止標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7種情況，現(xiàn)場旋渦流、脈動流等影響因素復(fù)雜，對于氣量波動大、變化頻率高的狀況適應(yīng)性差，導(dǎo)壓管易引起信號滯后，因此不能保證其計(jì)量準(zhǔn)確度。
近幾年來，我國天然氣計(jì)量技術(shù)取得了一些新的進(jìn)展，具體可概括有如下幾點(diǎn)。
1.孔板節(jié)流裝置二次儀表智能化。在二次儀表方面，對部分天然氣計(jì)量裝置進(jìn)行了改造，現(xiàn)場逐步采取配用智能壓力變送器、溫度變送器，流量計(jì)算機(jī)以取代雙波紋管差壓計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量自動化。該系統(tǒng)變送器具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好，可利用它的通訊功能進(jìn)行在線故障診斷、組態(tài)和校驗(yàn)，天然氣流量計(jì)量逐步走向在線、智能、實(shí)時計(jì)量。
2.適應(yīng)中小流量的新型智能式流量計(jì)得以推廣與應(yīng)用。為解決部分現(xiàn)場在中小流量和中低壓情況下流量波動較大，孔板計(jì)量準(zhǔn)確性較差的特殊難題，國內(nèi)推出智能漩進(jìn)旋渦流量計(jì)、智能渦輪流量計(jì)。該類流量計(jì)能在線采集壓力、溫度、工況流量、標(biāo)定流量、實(shí)時修正壓縮因子以及自動進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定和在現(xiàn)場較大范圍應(yīng)用（如四川、新疆、大港、大慶、河南等），效果較好。近期又出現(xiàn)了該類型的雙探頭智能流量計(jì)，抗*力進(jìn)一步增強(qiáng)。
3.國內(nèi)開展了高壓大流量計(jì)量技術(shù)的研究。隨著國外氣體超聲流量計(jì)的迅速發(fā)展，我國及時跟蹤*計(jì)量技術(shù)，自1999年以來，由國家原油大流量計(jì)量站成都天然氣流量分站（以下簡稱計(jì)量分站）牽頭，對具有典型代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所生產(chǎn)的氣體超聲流量計(jì)進(jìn)行了實(shí)流測試，研究在理想安裝條件、非理想安裝條件、旋轉(zhuǎn)不同角度安裝條件、帶壓更換*、不同壓力條件、聲道故障狀態(tài)的性能并進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。得出氣體超聲流量計(jì)干校后仍需實(shí)流檢定和周期送檢等重要結(jié)論。經(jīng)過天然氣實(shí)流測試后，北京、大慶、新疆、四川、天津、河北等已逐步引進(jìn)氣體超聲流量計(jì)約40臺。口徑在DN150mm～DN400mm，不確定度為0.5%～1.0%。
4.實(shí)流檢定技術(shù)得到了發(fā)展。過去標(biāo)準(zhǔn)孔板一直沿用“幾何檢驗(yàn)法”，流量檢定裝置通常使用空氣作介質(zhì)，負(fù)壓檢定。近幾年，實(shí)流檢定技術(shù)日趨成熟，已建立起全套天然氣實(shí)流檢定方法、程序、管理制度，并與國外如美國、荷蘭、英國、德國等技術(shù)和水平逐步靠近。為了更好地模擬現(xiàn)場工況，減少裝載、運(yùn)輸帶來的系列困難，控制和合理減少現(xiàn)場計(jì)量誤差，我國實(shí)流檢定逐步從室內(nèi)走向現(xiàn)場。如，國家原油大流量計(jì)量站（大慶）的移動式音速噴嘴標(biāo)定車（壓力1.6MPa、管徑DN200mm、流量90000m3/h），計(jì)量分站新購置的移動式氣體超聲流量標(biāo)定車（壓力6.4MPa、管徑DN600mm、工況流量80～8000 m3/h）。
5.標(biāo)準(zhǔn)逐步得到完善與統(tǒng)一。如孔板標(biāo)準(zhǔn)由SYL04-83升級為SY/T6143-1996，現(xiàn)正準(zhǔn)備升為國家標(biāo)準(zhǔn)；《用氣體超聲流量計(jì)測量天然氣》非等效采用AGA NO.9，同時也參考了ISO/TRl2765的部分內(nèi)容，2001年4月，已通過國家專標(biāo)委評審。《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》，非等效采用PREN1776：《天然氣測量系統(tǒng)基本要求》，2001年8月已通過國家專標(biāo)委評審。目前正準(zhǔn)備起草《用渦輪流量計(jì)測量天然氣》國家標(biāo)準(zhǔn)。
6.積極開展了流量比對工作。國外流量比對起步較早，近幾年華陽計(jì)量分站在天然氣流量方法與美國CEESI、美國SWRI、荷蘭NMI、德國Pigsar進(jìn)行了初步的流量比對工作，結(jié)果基本一致。近幾年來，我國天然氣流量計(jì)量取得較大科研成就。比較典型的科研項(xiàng)目有：“天然氣、空氣、水為介質(zhì)對孔板計(jì)量性能的影響研究”、“天然氣計(jì)量技術(shù)研究”、“氣體超聲流量計(jì)的測試與現(xiàn)場應(yīng)用研究”、“新型流量計(jì)及新型整流器的研究與應(yīng)用”、“安裝條件對孔板影響因素的研究”等。我國參與計(jì)量學(xué)術(shù)活動比較頻繁，如參加美國API會議、參加英國法制計(jì)量組織（OMIL），主持和申辦流量測量學(xué)術(shù)會議FLOMEKO和ISO/TC193等