天然气计量-基础知识

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1、天然气计量技术讲座1基础知识张福元中国石油西南油气田分公司天然气研究院电话：（28）85604510-601电子邮箱：fyzhang@sina.com1.1概述天然气是一种洁净的燃料和优质的化工原料，在世界能源结构中所占比例正在不断上升。在我国，天然气价格从改革开放前的0.03调整至今的0.60元左右（某些地方的民用气在1元以上），天然气将会成为我国的主要能源之一。所以说，天然气计量是非常重要的。图1.1天然气在能源中所占的比例9/25/202121.2流量测量天然气流量测量是测定单位时间内流经封闭管道横截面

2、的天然气量。有体积量、质量和能量之分。天然气流量计量是组合量测量，与其它热工参数测量相比，天然气流量测量有其自身的特点。1.2.1对流体流动状态的控制流量测量的理论是建立在一定的流动状态下，不同类型的流量计有不同的工作原理，对流动状态的要求也各不一样。要准确测量流量，必须按所选择的流量计的要求控制好流态。9/25/20213图1.2空间双弯头流态9/25/20214流量测量的特点1.2.2对流体物质属性的控制不同的流体其物理化学性质不同，对流量计的要求也不同。流量计的结构设计、安装设计、检定和校准要求等要求适

3、应被检流体的属性。1.2.3对流体清洁程度的控制气体中含有过多的液体和固体微粒，不但对流量计的正常工作有影响，同时也影响流量测量的准确度。不同类型的流量计对流体清洁度的要求不同。9/25/20215流量测量的特点1.2.4相关参数的准确测量流量测量是组合量的测量，要准确测量流量，首先是准确测量各相关参数。1.2.5应考虑节约能源天然气的输送是靠压差进行的，必要时不要进行增压。在对其计量时，所选流量计的压损也是必须考虑的因素之一。9/25/20216流量测量的特点1.2.6标准状态条件的规定无论是体积计量或能量

4、计量，都要求有一个参比条件。目前各国的参比条件各不相同，但可进行换算。ISO13223规定的标准参比条件：101.325kPa,15℃美国的标准参比条件：14.7psi,60℉欧洲的标准参比条件：101.325kPa,0或15℃GB/T19205规定我国的标准参比条件：101.325kPa,20℃9/25/20217流量测量的特点1.2.7测量过程中的安全性由于天然气是易燃、易爆的混合气体，某些天然气还含有有毒的硫化物，故在确保计量准确的同时，安全计量是极其重要的。9/25/202181.3压力测量压力是流量

5、从工作条件换算成标准参比条件必需的参数，某些类型流量计的流量计算还需要压力数据。在计量中常用的压力测量设备是压力变送器。9/25/202191.4温度测量温度也是流量从工作条件换算成标准参比条件必需的参数，某些类型的流量计在计算流量时，要用到温度数据。9/25/2021101.5压缩因子测量压缩因子是不同条件体积换算必要的参数，某些类型流量计计算流量时需用此参数。压缩因子有工作条件和标准参比条件之分。工作条件压缩因子（Zf)通常的测量方法是计算。目前计算方法标准有：ISO12213，AGA8号报告，GB/T1

6、7747和NX-19。前三种方法在管输条件下计算的不确定度不大于0.1%，后一种方法为0.3~0.5%.标准参比条件下的压缩因子（Zn)的计算方法标准有ISO6976，ASTMD3588和GB/T11062。9/25/202111压缩因子测量在孔板等流量计的标准参比条件体积流量计算公式中，也出现过超压缩因子（FZ）。计算公式如下：9/25/2021121.6密度测量密度是质量与体积和不同条件下体积之间换算必需的参数；某些流量计计算流量时，也需要此参数。密度也有工作条件和标准参考比条件之分。密度（）可用状态方

7、程计算得到，计算公式如下：9/25/202113密度测量标准参比条件下的密度（n）除可以用上述公式计算外，也可用ISO6976，ASTMD3588和GB/T11062标准中规定的方法计算。在某些流量计算中，也有用标准参比条件下的相对密度（即相同状态天然气密度空气与空气密度a之比），计算公式如下：密度和相对密度也可用仪器在线或离线测量。9/25/2021141.7发热量测量天然气发热量测量有直接和间接两种方法。1.7.1直接测量法发热量直接测量法有水流式和气流式两种。气流式对设备和环境的要求比水流式严格，但

8、准确度和灵敏度高。美国70年代使用的是水流式，80年代以气流式（ASTMD1826）取代了水流式。我国用于煤气发热量测量的标准GB12206采用的是水流式。1.7.2间接测量法发热量间接测量法是利用组成分析数据进行计算。国内外标准有ISO6976、ASTMD3588和GB/T11062。9/25/2021151.8动力粘度测量动力粘度主要用于计算雷诺数。目前流量测量标准中都使用甲烷的粘度代替天然气粘