输气管道系统能耗测试和计算方法

轮周围的径向扩散器里产生，或者在压缩机出口端的涡壳式排气
扩散器里产生
在轴流压缩机里，旋转的转子在压缩过程中，把它的能量 传给气流。对于这种类型的压缩机气体的流向方向是与机轴平
衡。
喷射器的压缩原理是采用一种流体的动能去压缩另一种 流体。这一类压缩机在天然气输送系统中不采用
压缩机类型
用于选择具体类型的参数包括：排气压力（压力比），压缩 机的压头，压缩机进口流量和压缩机的可靠性等，压缩机的参 数覆盖范围。
10）排放止回阀装臵是为了防止压缩机在启动或停车过程中发生回 流。 11）流量测量装臵，用于测量通过压缩机站的气体流量。 12）放空阀用于站内所有高压管道的放空。 13）压缩机的泄压阀用于保护压缩机站的管道或设备在保护系统和
压力控制系统失效时不致遭受超压破坏。
14）压气站排气侧阀门用于将压缩机站与管道隔离。 15）主管线截止阀。
5.wk.baidu.com.2.3 各种参数的测试应在同一时间进行，相同性质点
测取数据测试时间间隔应一致，间隔时间为5～15分钟，
正式测试时间不少于1小时。
5.2.2.4 压缩机组的特性曲线的测试，应以额定的最佳效 率点为基础点，两边分配工况点，以5～7个测点为宜。
5.2.3 测试参数及仪器设备 5.2.3.1 天然气流量 流量计精度不低于2.0级。 5.2.3.2 耗电量 采用电能表或电参数测量仪，电能表或电参数测量仪的精度不低 于1.0级。 5.2.3.3 燃料气消耗量： 采用精度不低于2.0级的流量计。
y QzC Bzs Qdw Wsc R1
……………(10)
式中：
1 范围
本标准规定了长距离输气管道系
统能耗的测试和计算方法。
本标准适用于天然气长输管道中 的压缩机组效率和压气站的系统效率 测试计算。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本
标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修
改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，
然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用
5.2.3.4 温度
压缩机组的进、出口温度及各级的进、出口温度，燃料气计量
处的温度，采用分度值不低于0.5℃的温度计进行测量。 5.2.3.5 压力 压缩机组及各级的进、出口压力，环境压力及燃料气计量处的 压力，采用精度不低于1.5级压力表测量。
5.2.3.6 天然气组分的测定
同5.1.3.6。
6 压气站效率计算方法 6.1 计算参数基准
7）仪表 和控制
8）辅助系统
压气站的配臵
压缩机站的布臵都是尽可能地标准化，满足CSA—Z—184以及其他有 关规范的要求。 无论是往复式压缩机或离心式压缩机站的平面布臵、设备和管道， 都是从进口阀门开始介绍到排气口阀门止。
1）压缩机站进气阀门将压缩机站与管道隔离
2）压缩机站排气阀门用于吹扫和管道增压 3）压缩机站除尘器用于净化气体，过滤掉液体和固体杂物以保护压 缩机。
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T
6637—2005
《输气管道系统能耗测试和计算方法》
目
录
一、压缩机的类型:
二、输气管道系统能耗测试和计算方法
一、压缩机的类型:
压缩机主要可分为以下三种类型 1、容积型压缩机 2、动力型压缩机 3、热力型压缩机 容积型压缩机是把一定量的气体封住在一个密闭的容积中，然 后使容积减少，这样对封住的气体施加压力；然后，使被压缩的从压 缩机的排除口释放出去。 容积型压缩机可分为两种类型，既往复式压缩机和旋转压缩机。 在往复式压缩机中，汽缸中的活塞使气体容积减少。汽缸中必 须有阀门勇于控制气体流动方向。 在旋转式压缩机中，转子上装有叶片，气体封闭在叶片和外壳 之间的固定容积或可变容积里。当转子转动时，气体就从进口处移向 出口处。
0 CP 1.687(1 0.001 t z ) / S G
……
（1）
式中：
0 CP —天然气在基准压力下的定压比热容，千焦每千克每摄氏度
（kJ/kg· ℃）；
tz—天然气出站温度，摄氏度（℃）。 SG—天然气相对密度，无因次。
6.4.2 天然气视临界压力
Pc/
式中：
=∑Xi· Pci
…………………（2）
5.2 压缩机组系统测试
5.2.1 测试目的 通过测量天然气的流量、压力、温度和组分，以及压缩机组 的耗电量，计算出压缩机组系统效率。 5.2.2 测试要求
5.2.2.1 正式测试应在压缩机组运行工况稳定至少15分钟后进行。
5.2.2.2 测试期间输气流量波动在±5%以内，干线压力波 动在±5%以内。
Xi —i组分在天然气中的体积百分比；
P —天然气视临界压力，兆帕（MPa）； Pci —天然气各组分临界压力，兆帕（MPa），从附录A查
/ c
出。
6.4.3 视对比压力计算
P P outz / P
/ r
/ c
………………（3）
式中：
Pr/
Poutz
—天然气视对比压力，无因次；
—天然气出站压力，兆帕（MPa）；
3.2
压气站效率 energy efficiency of gas compress station 压气站提供给输气干线的能量对该压气站用能的百分比。
4 测前准备 4.1 确定测试系统。
4.2 对测试系统进行调查，了解输气系统和压气站的输气流程，收
集与测试计算及能耗分析相关的原始资料。 4.3 制定测试方案，明确测试岗位，提前十五天将测试方案提交生 产运行部门审查。 4.4 配齐经检定合格的测试仪器仪表。
5.1.2.3 对于一个单元各种参数测试应在同一时间进行，相同性质点 测取数据测试时间间隔应一样，间隔时间为5～15分钟，正式测试时 间不少于1小时。
5.1.3 测试参数及仪器设备 5.1.3.1 输气量 流量计精度不低于2.0级；在站内不具备流量计量条件的压气站， 由测试单位采用其它流量计量方式。 5.1.3.2 耗电量 采用电能表或电参数测量仪，电能表或电参数测量仪的精度不低 于1.0级； 5.1.3.3 燃料气消耗量 采用精度不低于2.0级的流量计。 5.1.3.4 温度
………………（9） Qze Goutz o S G H dz 式中：
Qze—压气站提供给输气干线的能量，千焦每小时(kJ/h)； Goutz —天然气的出站流量，标准立方米每小时（Nm3/h）；
ρ0—标准状态下空气的密度，千克每标准立方米(kg/Nm3)。
6.9 压气站用于生产的能量
H dz
式中：
Z z R / Tinz k z kz 1
………（8）
Hdz—单位质量天然气从压气站获得的能量，千焦每千克
（kJ/kg）；
Zz —压气站出口压力下的天然气压缩因子，无因次. Tinz—天然气的进站温度，开（K）； Pinz—天然气的进站压力，兆帕（MPa）。
6.8 压气站提供给输气干线的能量
压缩机驱动器 压缩机的轴是与另一台驱动它的装臵连接在一起的，最常用的压缩 机驱动器： 1、燃气轮机 2、电动机 3、汽轮机 4、涡轮膨胀机 在边远地区燃气轮机是最常用的驱动机械，特别是对于输送 天然气的管道系统。一般燃气轮机最适合用于驱动离心式压缩机。
在燃气轮机中，动力透平机对管道压缩机输送轴
功率，燃气轮机相对比较紧凑，具有较高的功率—重量
压气站进、出站温度，燃料气计量处的温度，采用分度值不低于 0.5℃的温度计进行测量。
5.1.3.5压力 压气站进、出站压力，环境压力及燃料气计量处的压力，采用 精度不低于1.5级压力表测量。 5.1.3.6 天然气组分的测定
天然气的组分分析执行GB/T13610；
天然气中硫化氢含量的测定执行GB/T18605.1或GB/T18605.2； 天然气中水含量的测定执行SY/T7507。 5.1.4 燃料气、工艺气取样 燃料气、工艺气取样操作应符合GB/T13609。
西气东输新疆轮南站
二、输气管道系统能耗测试和计算方法
采用标准 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 6637—2005 《输气管道系统能耗测试和计算方法》 The method on energy consumption measurement and calculation for natural gas pipeline
6.4.4 天然气视临界温度
Tci Tc/ =∑Xi·
式中：
………………（4）
Tc/
Tci
—天然气视临界温度，开（K）；
—天然气各组分临界温度，开（K），从附录A查出
6.4.5 视对比温度计算
Tr/ Toutz / Tc/
……………………（5）
式中：
Toutz—天然气出站温度，开（K）；
6.4.6 天然气的定压比热容值根据计算的基准压力下的 定压比热容、视对比压力和视对比温度值从真实气体 比热容校正图中查出，参见附录B。
基准温度：20℃，基准压力（绝对压力）：101.3kPa，燃料发
热值：燃料收到基低位发热值；测取的各项参数以算术平均值 进行计算。
6.2 计算天然气的低位发热值、密度、相对密度
根据GB/T 11062计算。 6.3 压缩因子 根据GB/T 17747计算。 6.4 天然气的定压比热容计算
6.4.1 基准压力下的定压比热容计算
（质量）比，它非常适合于离心式压缩机所要求的高速 度。燃气轮机的工作范围很广，可与压缩机的 工作范围 相匹配。其范围是压缩机额定速度的60%—105%。 用于机械驱动的燃气轮机有两部分组成： 燃气发生器 自由功率透平机
双轴燃气轮机驱动一台压缩机示意图
从空气吸入系统开始，燃气轮机的部件和它的辅助系统。 1）空气吸入系统 2）压缩机段 3）扩散器 4）燃烧段 5）透平机段 6）自由动力透平
GB/T 18605.1 天然气中硫化氢含量的测定 第1部分：醋酸铅反应速
率双光路检测法 GB/T 18605.2 天然气中硫化氢含量的测定 第2部分：醋酸铅反应速 率单光路检测法 SY/T7507 天然气中水含量的测定 电解法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 压气站用能 energy consumption of gas compress station 压气站用于生产和辅助生产所消耗的能源.
6.5 天然气绝热指数
kz=CP/CV …………………（6）
式中：
kz —天然气绝热指数，无因次。 CV —天然气的定容比热容，千焦每千克每摄氏度
(kJ/kg· ℃)，CV可从附录C中查出△C(△C =CP-CV)，从 而求出定容比热容CV。
6.7 单位质量天然气从压气站获得的能量
k z 1 P outz ) k z 1 ( inz P
4）燃料或启动气体过滤器用于进一步净化气体。 5）进气和排气总管之间安装一条带有止回阀的旁路管线，压缩机在 不工作时可以接到旁路，并可以在管道排污时将进气侧的气体放 空。 6）进气阀和排气阀装臵用于管段仍然充压情况下隔离压缩机装臵。
7）吹扫阀装臵为压缩机准备工作时进行吹扫和加压。
8）泄放阀装臵用于压缩机吹扫以及压缩机停机后的减压。 9）再循环阀装臵用于压缩机启动或停车过程中。
动力压缩机分为两个主要类型：离心（径流）压缩机和轴流
压缩机。 在离心式压缩机中，气体的流速是由旋转叶轮上的叶片加给 它的，当叶轮旋转时，由于离心力作用把气体分子推向外侧，增 加了气体的旋转半径，从而增加了气体分子的切向速度，速度的 增加产生了加速度，后者激发施加在气体分子上的惯性力，从而 对气体分子产生压缩。压力一部分在叶轮里面产生，一部分在叶
这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最
新版本适用于本标准。
GB/T8916 三相异步电动机负载率现场测试方法
GB/T11062 天然气发热值、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法 GB/T13609 天然气取样导则 GB/T13610 天然气的组分分析 气相色谱法 GB/T17747 天然气压缩因子的计算
5 天然气输气管道系统及压缩机组的能耗测试 5.1 压气站测试 5.1.1 测试目的 通过测量天然气的流量、压力、温度和组分，以及压气站的耗电 量，计算出压气站效率。 5.1.2 测试要求 5.1.2.1 正式测试应在天然气长输管道运行工况稳定至少15分钟后进 行。 5.1.2.2 测试期间的输气流量波动在±5%以内，干线压力波动在±5% 以内。