天然氣計量包括體積計量、質(zhì)量計量和能量計量3種方式。國際天然氣貿(mào)易和歐美等 國家多采用能量計量方式，而我國仍以體積計量方式為主。介紹了國內(nèi)外天然氣計量現(xiàn)狀，分析了我國天然氣能量計量的必要性和可行性。天然氣能量計量符合國家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃對天然氣資源精細化管理的要求，有利于推進我國天然氣市場化改革的進程。目前，我國已制定能量計量相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基本具備能量計量技術(shù)條件，建議加快推進我國天然氣能量計量相關(guān)工作。

1 天然氣計量方式

天然氣計量包括體積計量、質(zhì)量計量和能量計量3種方式。國際天然氣貿(mào)易和歐美日韓等工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用能量計量，而我國及周邊俄羅斯、中亞地區(qū)天然氣資源國家仍以體積計量為主，天然氣質(zhì)量計量應(yīng)用相對較少。

1.1 體積計量

天然氣體積計量儀表包括孔板流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、腰輪流量計、渦街流量計、 旋進旋渦流量計等。

1.1.1 孔板流量計

孔板流量計為壓差式流量計，主要應(yīng)用于較早投產(chǎn)的天然氣管道，近年來，正陸續(xù)升級改造為渦輪流量計或超聲波流量計。優(yōu)點:價格較低;結(jié)構(gòu) 簡單，便于安裝;性能穩(wěn)定;投用前無需實流校核。缺點:測量精度一般，且精度難以提高;測量范圍較窄，滿足計量精度的前提下一般為3:1~5:1，采用雙量程壓差計可達 10:1;對上下游直管段長度要求較高，一般要求上游直管段長度為30D(D為流量計內(nèi)徑)，下游直管段長度為7D;通過節(jié)流裝置， 壓力損失較大;由于孔板流量計由法蘭連接，易產(chǎn)生漏氣問題，維護工作量較大。

1.1.2 渦輪流量計

渦輪流量計屬于速度式儀表，在長輸天然氣管道分輸站場較為常見。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單而牢固，可靠性高;安裝方便，便于維修;精度高，重復(fù)性好; 測量范圍較大，可達25:1，在高壓輸氣情況下，還可進一步增大。缺點:渦輪高速轉(zhuǎn)動引起機械摩擦，需注意潤滑;需在流量計上游配套過濾器，避免較大固體顆粒損壞渦輪葉片;對上下游直管段長度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D;上限流速受“氣蝕”現(xiàn)象限制，一般為10 m/s。

1.1.3 超聲波流量計

超聲波流量計屬于速差式流量計，是繼孔板流量計、渦輪流量計之后的第三類適用于高壓力、大口徑、高精度的天然氣流量計。優(yōu)點:測量精度高;測量范圍大，可達 100:1;能實現(xiàn)雙向流量計量;無可動部件;無壓損;不受氣體壓力、溫度、組分變化的影響;有強大的自檢測與自診斷功能;全數(shù)字式計量系統(tǒng)，易于實現(xiàn)數(shù)字化通信;維護簡單，可帶壓更換超聲換能器。缺點:目前多為進口設(shè)備，價格昂貴，只適用于大、中口徑;對上下游直管段 長度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D;不適用于較小口徑(管徑小于100 mm)天然氣計量。

1.1.4 其他計量儀表

腰輪流量計又稱羅茨流量計，屬于旋轉(zhuǎn)式容積 式流量計，僅適用于小口徑、小流量天然氣計量，在長輸天然氣管道中應(yīng)用較少。渦街流量計是一種流體振蕩型流量計，一般用于玻璃廠、建材廠等企業(yè)內(nèi)部流量監(jiān)視、考核和能耗計量，在長輸天然氣管道中基本沒有使用。旋進旋渦流量計屬于新型氣體流量儀表，主要應(yīng)用于油田內(nèi)部和城市燃氣小型配氣站，在長輸天然氣管道中應(yīng)用較少。

1.2 質(zhì)量計量

天然氣質(zhì)量計量儀表一般指科氏質(zhì)量流量計，是一種直接式質(zhì)量流量儀表。優(yōu)點:測量范圍廣，可達50:1;上下游不要求直管段;可直接測量流體質(zhì)量;測量精度較高，穩(wěn)定性好;對介質(zhì)的適應(yīng)性較廣，可適用于濕氣或臟氣的計量，也能適用于氣體組分和密度變化較大的氣體。缺點:價格昂貴; 不能測量低壓氣體;壓力損失較大;對安裝固定要求較高;不能用于較大口徑(管徑大于200 mm)管道天然氣。目前，科氏質(zhì)量流量計在小口徑天然氣 管道計量、臟污天然氣計量、燃驅(qū)壓氣站自耗氣計量、天然氣生產(chǎn)井計量及城市車用CNG(壓縮天然氣)加氣機計量等相關(guān)領(lǐng)域有所應(yīng)用。

1.3 能量計量

天然氣能量計量是體積計量或質(zhì)量計量的延伸，可通過體積計量、質(zhì)量計量與單位流量天然氣的發(fā)熱值乘積計算獲得。與體積計量、質(zhì)量計量方式相比，能量計量更能科學(xué)體現(xiàn)天然氣作為燃料的商品價值。天然氣的發(fā)熱值可通過直接燃燒法測量，也可通過分析氣體組分計算而得。對于規(guī)模較大的計量站，需配套安裝在線氣相色譜儀實時測量天然氣發(fā)熱值;對于規(guī)模較小的計量站，可采用離線氣相色譜分析方法計算熱值，再根據(jù)對應(yīng)氣源的種類及氣源熱值的穩(wěn)定性，選擇固定賦值或可變賦值的方法確定對應(yīng)計量站天然氣的發(fā)熱值。