《精编》流量计量与技术

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1、流量计量与技术 主要内容 我国城镇燃气的发展与天然气利用政策燃气的种类及特性各类用户用气工况及流量计选择供需平衡方法及调度工作的作用供销差主要原因分析常用燃气流量计原理及特性 一 我国城镇燃气的发展与天然气利用政策 我国一次能源消费结构及预测 我国天然气利用的总体规划在2010年前实施 1 西气东输2 俄气南供3 液化天然气进口4 近海天然气利用5 煤层气开发利用 天然气利用政策 经国务院同意 国家发展改革委研究制定的于2007年8月30日正式颁布实施在我国境内所有从事天然气利用的活动均应遵循该政策 天然气利用政策 主要内容制定政策的必要性适用范围和管理主体指导思想和基本原则天然气利用领域和顺

2、序天然气节约利用保障措施 天然气利用政策 制定政策的必要性缓解天然气供需矛盾 遏制不合理的需求 促进天然气供求关系协调优化天然气使用结构 我国天然气使用结构不合理 化工用气比例过高促进节能减排工作 合理利用天然气 可以优化能源消费结构 改善大气环境 天然气利用政策 适用范围和管理主体适用范围 天然气下游利用领域 也适用于管道进口天然气和液化天然气 LNG 管理主体 国家发展和改革委员会负责全国天然气利用管理工作 各省 区 市 发展和改革委员会会同相关主管部门负责本行政区域内天然气利用管理工作 天然气利用政策 指导思想和基本原则指导思想 加大调控和引导力度 强化需求侧管理 优化天然气使用结构 提

3、高资源利用效率 促进天然气市场健康有序发展 基本原则 国家对天然气利用统筹规划 明确天然气利用顺序 促进天然气科学利用 有序发展 节约优先 提高资源利用率 天然气利用政策 天然气利用领域和顺序天然气利用领域 城市燃气 工业燃料 天然气发电和天然气化工 综合考虑天然气利用的社会效益 环保效益和经济效益 根据不同用户的用气特点 将天然气利用分为优先类 允许类 限制类和禁止类 天然气利用政策 优先类 城市燃气 城镇 尤其是大中城市 居民炊事 生活热水等用气公共服务设施 机场 政府机关 职工食堂 幼儿园 学校 宾馆 酒店 餐饮业 商场 写字楼等 用气天然气汽车 尤其是双燃料汽车 分布式热电联产 热电冷

4、联产用户 天然气利用政策 允许类 城市燃气 集中式采暖用气 指中心城区的中心地带 分户式采暖用气 中央空调工业燃料 在建材 机电 轻纺 石化 冶金等工业领域 以天然气代油 液化石油气项目 环境效益和经济效益较好的以天然气代煤气项目 可中断供气的用户天然气发电 重要用电负荷中心且天然气供应充足的地区 利用天然气调峰的发电项目天然气化工 用气量不大 经济效益较好的天然气制氢项目 用不宜外输或上述一 二类用户无法消纳的天然气生产氮肥项目 天然气利用政策 限制类 天然气发电 非重要用电负荷中心的天然气发电项目天然气化工 已建的合成氨厂以天然气为原料的扩建项目 合成氨厂煤改气项目 以甲烷为原料 一次产品

5、包括乙炔 氯甲烷等的碳化工项目 除允许类以外的新建以天然气为原料的合成氨项目 天然气利用政策 禁止类 天然气发电 陕 蒙 晋 皖等十三个大型煤炭基地所在地区建设基荷燃气发电项目天然气化工 新建或扩建天然气制甲醇项目 以天然气代煤制甲醇项目 天然气利用政策 项目管理 已建用气项目 维持供气现状在建或已核准的用气项目 按合同执行新上用气项目一律按本政策执行天然气产地利用天然气也应严格遵循政策 天然气利用政策 保障措施搞好供需平衡 国家发改委负责调控天然气消费总量 力争供需平衡 推动资源 运输 市场协调有序发展制定利用规划与计划 各省 区 市 要结合节能减排目标 做好天然气利用规划 按 量入为出 的

6、原则 做好用气计划安排 保证天然气供需平衡 避免因人为因素造成 气荒 天然气利用规划应具有前瞻性 长远性 充分认识国内气价逐步与国际气价接轨的必然趋势 应研究以天然气替代油 液化石油气及其设施利用问题 避免经济损失 天然气利用政策 保障措施加强需求侧管理 各有关省 区 市 要加强需求侧管理 优化用气结构 合理安排用气增长 确保居民 公用福利设施及重点用户的供气安全 对违规用气的禁止类用户 要研究制定必要时采取停供气等措施提高供应能力 鼓励加大天然气资源勘探开发力度 进口天然气 提高天然气供应能力 满足市场需求 缓解供需矛盾保障稳定供气 天然气供需双方应明确彼此在调峰和安全供气方面所承担的责任

7、鼓励建设调峰设施和建立特大型城市天然气储备机制 天然气利用政策 保障措施合理调控价格 深化天然气价格改革 完善天然气价格形成机制 逐步理顺天然气价格与可替代能源价格的关系 充分发挥天然气价格在调节供需关系中的杠杆作用严格项目管理 在天然气供需紧张的情况下 国家将严格天然气发电与天然气化工项目核准 备案工作 明确禁止以大 中型气田所产天然气为原料建设LNG项目 二 燃气的种类及特性 燃气的种类一 天然气1 气田气 干气 甲烷含量一般不少于90 2 石油伴生气甲烷含量约为80 3 凝析气田气甲烷含量约为75 天然气来源 一般认为 天然气是古代动 植物的遗体在不同的地质条件下 通过生物化学作用以及地

8、质变质作用生成的可燃气体 天然气热值高 容易燃烧且燃烧效率高 是优质的气体燃料 燃气的种类二 人工燃气1 干馏煤气 高温 中温 2 气化煤气3 油制气主要成分 H2 CO CH4三 液化石油气 LPG 主要成分 C3 C4丙烷 丙烯 丁烷和丁烯 燃气的种类四 其他燃气1 煤层气与矿井气主要成分为甲烷 氮气2 非常规天然气 天然气水合物 俗称 可燃冰 3 生物气 人工沼气 燃气的基本性质一 物理化学性质1 燃气的组成体积 容积 成分重量成分分子 摩尔 成分燃气成分测定吸收法气相色谱仪 燃气的基本性质一 物理化学性质2 平均分子量3 燃气的平均密度和相对密度平均密度 kg m3相对密度 气体与空气

9、比液体与水比 燃气的基本性质一 物理化学性质4 临界参数临界温度 临界压力5 气体状态方程PV ZRTZ 压缩因子 燃气的基本性质一 物理化学性质6 黏度运动黏度 动力黏度7 饱和蒸气压和相平衡常数一定温度密闭容器液体与气体处于动态平衡 燃气的基本性质一 物理化学性质8 沸点和露点9 体积 容积 膨胀液体在温度升高时的特有现象10 水化物 水合物 管道输送天然气时要避免出现 燃气的基本性质二 热力与燃烧特性1 气化潜热气液转换时的重要参数2 燃气的热值低热值 高热值3 着火温度在纯氧和空气中有差异4 爆炸极限爆炸下限爆炸上限 燃气管道水力计算的公式燃气在管网中的流动实际上不稳定流动 但在城镇燃

10、气管网工程设计中 通常将一段时间内按其流量不变考虑 即认为是稳定流动 在多数情况下 管道内燃气的流动还可以认为是等温的 其温度等于埋管周围土壤的温度 因此决定燃气流动状况的参数为 压力P 密度和流速 燃气在圆管中稳定流动方程式 方程组简化管道流场分布 三 各类用户用气工况及流量计选择 早期的城市燃气主要是用于照明 以后逐渐发展为用于炊事及生活用热水的加热 然后扩展到工业领域 用做工业燃料 热加工 和化工原料 在国际上 天然气主要用于发电 以化工为主的工业 一般工商业和居民生活用气 我国城镇燃气主要用于居民生活与工业生产中的热加工 近年燃气应用领域扩展迅速 城镇居民用户主要用于炊事和生活用热水的

11、加热 我国目前居民使用的燃具多为民用双眼灶 或烤箱灶 及快速热水器 用气特点 单户用气量不大 用气随机性较强 流量计 总流量较小 量程宽 计量精度中等 价格低廉 寿命期内一般不维修 商业用户包括居民区配套的公共建筑设施 如宾馆 旅馆 饭店 学校 医院等 机关 科研机构等的生产及生活用气 用气特点 用气量不很大 用气比较有规律 流量计 总流量一般40 80m3 h 计量精度中等 价格适中 寿命期内一般不维修 工业用户目前我国城镇的工业用户主要是将燃气用于生产工艺的热加工 作为燃料 用气特点 用气量较大 用气比较有规律 用气比较均衡 在供气不能完全满足需要时 还可以根据供气情况要求工业用户在规定的

12、时间内停气或用气 作缓冲用户 流量计 总流量较大 计量精度中等 一般多处计量 以控制生产成本 燃气发电主要使用天然气 管输天然气 LNG 技术成熟 设备多样化可冷 热 电联供用气特点 用气量很大 负荷均衡发展受燃气供应量及其价格的制约流量计 流量大 流量变化小 燃气采暖与空调使用天然气采暖形式多样 集中采暖 独立采暖 用气量一般较大空调 制冷 一般为大型设备 集中空调用气特点 季节性负荷受燃气价格 环保要求影响 交通工具燃气化目前以燃气汽车为主 LNG CNG汽车 未来发展方向 火车 轮船 飞机 飞行器一般以区域运行的交通工具为发展对象用气特点 负荷均衡 一般计划发展受加气站设置的限制可减少对

13、石油的依赖计量 灌装时计量 化工用气用作生产原料用气特点 用气量一般较大 负荷均衡应综合比较 确定是否发展计量 与工业用户相同 农牧业等农业 种植业 养殖业 粮食或农副产品的储存及深加工等天然气气源充足时可考虑发展应做经济性分析 四 供需平衡方法及调度工作的作用 燃气供应系统特点 气源供气 基本均匀用户用气 不均匀用气不均匀性对燃气供应系统的经济性有很大影响 用气不均匀情况可用季节或月不均匀性 日不均匀性 小时不均匀性描述 燃气系统供需平衡 调峰 方法调整气源的生产能力设置机动气源发挥调度作用利用缓冲用户利用储气设施 调度工作负责上下游联络 保障系统正常运行常态运行 系统监控数据提供图档更新仿

14、真预测功能引深 调度工作非常态运行 气源应急突发事件应急应急方案推荐抢修 抢险资料提供通讯交互平台实时监控指挥 生产调度自动化数据采集与监控系统 SCADA 地理信息系统 GIS 用户管理系统生产调度辅助决策系统3G系统 动态传输 图像传输 车载图档等 五 供销差主要原因分析 燃气供销差是指上游燃气气源供应量与销售给终端燃气用户气量的差额燃气供销差的高低直接影响燃气企业的经济效益 是反映燃气企业整体素质及其经营管理水平的重要标志之一燃气供销差产生于供应销售的全过程 涉及技术 管理 计量等诸多方面 原因复杂而多变 燃气供销差产生原因计量原因气源计量误差用户计量问题 仪表精度误差 流量计不匹配 超

15、期使用等部分流量计没有温度 压力修正 燃气供销差产生原因技术 管理原因气源与用户计量不能实时核准用户收费提前或延迟偷气 漏气无法及时发现存在不计量用气现象 照顾用户 合同收费用户 故意不计量用户 燃气供销差产生原因其他原因生产作业置换 放散管道 设备漏损 腐蚀损坏 事故破坏企业内部用气 降低供销差对策加强对计量设备的监控与管理提高流量计精度与适用性完善管理制度 流量计校验 安装 更换等企业内部用气管理生产作业准备充分及控制放散量对偷气 破坏实施造成漏气加大处罚力度提高系统技术水平 实时监控 六 常用燃气流量计原理及特性 燃气的计量燃气的生产 经营 管理以及消费等活动 都必须依据计量仪表测量的值

16、进行经济核算或结算 以其量值的公正性维护销售与消费双方的合法经济利益 燃气的计量燃气计量主要是流量测量流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量流量用流体的体积来表示称为瞬时体积流量 简称体积流量流量用流体的质量来表示称为瞬时质量流量 简称质量流量 燃气计量仪表的选择选用考虑因素5个方面仪表性能 特点流体特性 流体物性参数 流体的腐蚀 磨损 结垢 脏污等特性安装条件环境条件经济因素 购置费 安装费 运行费 校验费 维护费及备品备件等 常用的燃气计量仪表1 容积式流量计膜式流量计 家用煤气表 罗茨式流量计等2 速度式流量计叶轮流量计 涡轮流量计等3 差压式流量计孔板流量计4 涡街式流量计5 超声波流量计 1 容积式流量计膜式燃气表工作原理IC卡表 1 容积式流量计罗茨燃气表工作原理可附加温度补偿器 压力补偿器等 常用的燃气计量仪表1 容积式流量计 特点适于中小流量范围精度适中 量程宽 结构简单 工作可靠 不易被偷气无需消耗外部能源 无需直管段价格便宜 安装方便使用历史悠久 有完备的标准规范可以直接给出用气量的累积量 常用的燃气计量仪表2 速度式流量计工作原理 风车原理被测流体冲击涡轮叶片