什么是管道流体计量?

什么是管道流体计量?

[拼音]：guandao liuti jiliang

[外文]：pipeline metering

测量管道运输的流体货物流动量。其任务是：

（1）向交运和承运双方提供货物运输量的数据；

（2）为实施输送计划、分析运行工况、控制总流量和分输量的平衡提供重要依据；

（3）在油品顺序输送中，为批量切换和转换提供依据；

（4）为计算输油和输气成本提供依据；

（5）监测管道输送过程中的漏失量。管道流体计量是管道生产管理中不可缺少的手段。

概述

管道流体计量包括管道输送的油品计量和天然气计量。这两种流体计量目前都以体积为单位。早期油品的计量是以重量为单位。20世纪40年代初期，直径为100毫米的容积式流量计开始在成品油管道上使用。后来又出现了多种容积式流量计，如刮板式流量计、腰轮式流量计等。60年代出现了涡轮式流量计，这种流量计体积小，计量的流量范围较宽，并能保持较高的精度，被应用于轻质油品的计量。近年来，非浸入式超声波流量计日益广泛应用于管道流体计量。随着流量计的改进，与之配套的流量计标定装置也不断发展，如60年代出现机械式双向直管体积管标定装置；此后又出现了单向和双向U形体积管标定装置，使流量计标定达到更高的精度。

天然气管道的计量在30年代已开始采用压差式孔板流量计，这种流量计一直沿用至今。涡轮式流量计能适应天然气管道输量变化，近年来也开始应用。

特点

各种油品有不同的热膨胀系数和可压缩系数。此外，同类油品，因其比重不同而热膨胀系数也不相同，例如比重为0.7900和0.7912的煤油，它们的热膨胀系数分别为0.000515和0.000538。因此，管道输送的油品体积随着温度和压力的改变而变化，其中尤以温度的变化对体积的变化影响最大。油品进入管道后，经过多次离心泵的搅动，并受管道摩擦阻力和土壤热场的影响，油品温度会发生变化，从而引起油品体积的变化。为了统一计量，在管道收发油品，都是根据油品的热膨胀系数，将实测油品平均温度下的体积值换算为20℃时的油品体积值。

天然气的体积受温度和压力的影响更大，因而必须将各次的计量值统一换算为标准大气压和20℃的基准状态值。国际标准化组织第30专门委员会制定了“用孔板测量充满圆管的流体的流量”ISO5167 国际标准。凡符合此标准的节流装置，流体通过量和各参数间的关系，可按照规定的计算方法直接计算。其误差不超过标准所规定的限值，因而不需要单独标定，精度一般可达 ±1％。孔板流量计只能在一定的计量范围内保持一定的精度，超过其适用范围，精度将明显降低。在输量变化很大的情况下，为保持计量精度，一般采用一组不同量程的孔板流量计，以便随流量变化选择适合的孔板流量计进行测量。

中国规定采用的计量单位是：对于液体介质，体积单位为标准立方米，重量单位为吨，基准状态为20℃；对于气体介质，体积单位为标准立方米，基准状态为标准大气压和20℃。美国、日本等国所规定的基准状态为标准大气压和15.6℃(60°F)。

液体流量计种类

按结构可分为容积式流量计和涡轮式流量计。

容积式流量计

由设在转子上的机械部件构成的几个能随转子转动的密闭容积（图1），

每转一周可传递一定体积的油量，根据转数的积累计算通过的油量。容积式流量计转子的转动是靠流量计进出口油流的压差。它适用于润滑性较好、粘度较高的重质油品，如原油、重质成品油等的计量。容积式流量计的计量范围受到转子重量的影响，其精度只适用于一定流量的计量，计量更大流量时，要几台并联使用。

涡轮式流量计

根据油流速度计算大输量流量计。这种流量计结构紧凑，重量较轻，压降较小，并易于维护。其工作原理是将一个带翼片的涡轮转子置于被计量的油流中心，涡轮在转动时，涡轮转速与油的流速成正比。在涡轮上镶有一块磁铁，每转一圈即在外部的感应线圈中产生一个脉冲，经过标定，确认一定数量的脉冲数代表一个计量单位。涡轮在油流中旋转，减少了机械磨损，转子重量轻，能适应较大的流量变化。这种流量计用于各种轻质油品的计量。

流量计标定装置

用以校核流量计精度的精密设备。标定装置是伴随管道采用流量计而出现的。在40～50年代，标定装置是小型的标准容积罐，计量精度为容积的千分之一。60年代以来，各种类型的标准体积管已广泛地在管道中用于标定流量计。U形体积管是在精加工的U形管段上，设置两个检测开关，两个开关之间的管段体积是经过更高一级的标定容器进行仔细测定的已知数，作为标准体积，其精度可达±0.02％。这种标定装置在流量计与标准体积管串联起来进行标定时，先用油流将流量计与标准体积管进行预热，使其温度与油流温度相同；然后将球型隔离器投入油流，在油流推动下，隔离器首先触动第一个检测开关，并同时打开流量计计数器输入门电路，开始记录被标定的流量计发出的脉冲。当隔离器触动第二个检测开关时，即停止计数。如此进行数次，将标准体积管的容积与计数器记录的平均脉冲数所代表的容积值进行比较，即得出流量计的修正系数。在成品油管道上进行多种油品的计量时，应经常用不同油品进行标定，以取得不同的修正系数。U形体积管标定装置见图2。

在管道计量中，只在起点站和终点站及主要分输站等大量收、发油品的计量点上，才设有体积管标定装置；其他收发量少的站，均可用标准流量计进行校核。