天然气计量技术—基础知识新

CP CV
目前流量测量标准中，天然气等压和等 容热容的计算都是使用甲烷计算值代替。
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1.11 天然气组成分析
天然气组成数据是计算上述物性参数所必 需的数据。不同气质所含重烃组份各不一样， 其分析方法也不一样。 对于管输质量气体，一般只分析至C6+。分 析方法标准为GB/T13610。 对于井口和管输原料气，含有重烃组分， 可用能分析至C16+的GB/T 17281 方法。 天然气分析的仪器为气相色谱仪。 天然气取样方法标准为GB/T13609。
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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：
Zn Zf
Fz
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1.6 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（）可用状态方程计算得到， 计算公式如下：
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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。
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流量测量的特点
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1.8 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 度代替天然气粘度。
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1.9 雷诺数计算
雷诺数是表征流动介质流动特性的无因 次量纲，计算公式如下：
Red
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Dv

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1.10 等熵指数计算
等熵指数（）是气体差压式流量计流 量计算的物性参数。可由等压热容（CP）和 等容热容（CV）计算得到，计算公式如下：
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1.4 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。
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1.5 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/T17747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ISO 6976，ASTM D3588和GB/T11062。
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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。
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1.3 压力测量
压力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。
天然气计量技术讲座
1 基础知识
大庆油田工程有限公司计量检定室
1 .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1.50元左右（某些地方 的民用气在2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。
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1.12 计量系统的检定
检定分为强制性检定和非强制性检定(校准) 强制性检定的依据是“计量法”及实施细 则, 用于贸易交接,安全环保,医疗卫生……等实行 强制性检定. 强制性检定由国家受权的计量技术机构来 完成. 计量检定执行国家标准和计量检定规程 检定合格发检定合格证
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MV ZRT
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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ISO 6976，ASTM D3588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与空气密度a 之比），计算公式如 下：
n Gr a
密度和相对密度也可用仪器在线或离线测量。
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1.7 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（ ASTM D1826 ）取代了水流式。我国用于煤气发 热量测量的标准GB 12206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ISO 6976、ASTM D3588和GB/T 11062。
25% 20% 15% 10% 5% 0% 1970 1982 1990 2000 2010 Ê ½ À ç Ð ¹ Ö ú
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图1.1 天然气在能源中所占的比例
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1.2 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。
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图1.2 空间双弯头流态
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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ求适应被检流体的属性。
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。
1.2.6 标准状态条件的规定
无论是体积计量或能量计量，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： 101.325 kPa, 15 ℃ – 美国的标准参比条件： 14.7 psi ,60 ℉ – 欧洲的标准参比条件： 101.325 kPa, 0 或 15℃ – 我国的标准参比条件： 101.325 kPa, 20℃