天然氣計量基礎知識

目錄

第一章計量及計量術語定義第二章法定計量單位第三章天然氣計量參數(shù)及測量方法第四章天然氣計量系統(tǒng)技術要求

第一章計量及計量術語定義

1.計量計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。計量與測量的區(qū)別：測量是以確定量值為目的的一組操作。計量包括了標準建立、計量方法和量值傳遞。計量的特點：準確性、一致性、溯源性、法制性。

計量及計量術語定義

2.誤差根據(jù)中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF100l-1998《通用計量術語及定義》，誤差為測量結果減去被測量的真值，即：誤差＝測量結果一真值誤差表示方式：絕對誤差、相對誤差、引用誤差誤差表現(xiàn)特點:隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差

計量及計量術語定義

3.準確度測量結果與被測量真值之間的一致程度。準確度是一個定性的概念，所謂定性意味著可以用準確度高低、準確度為0.25級、準確度為3等及準確度符合XX標準等說法定性地表示測量質量。用0.25%，16mg，≤16mg及±16mg來表示準確度是不正確的。特別應注意，不能用“精度”、“精密度”(precision)來表示“準確度”。因為精密度反映在規(guī)定條件下各獨立測量結果間的分散性。多次測量同一量所得的分散性可能很小，但并不表明測得值與真值一致。流量儀表準確度一般包括兩項指標：基本誤差（或最大允差）和重復性?；菊`差（或最大允差）和重復性兩各個指標都滿足規(guī)定的準確度等級要求，才認為儀器達到了某一準確度等級，否則認為儀器沒有滿足該等級的水平。

計量及計量術語定義

4.基本誤差和最大允差

對所有的測量數(shù)據(jù)計算出相對誤差或絕對誤差從中找出絕對值最大的誤差

和標準設備的基本誤差合成后得到就是測量結果的基本誤差最大允差

也就是最大可能出現(xiàn)的誤差上限，同樣沒有號基本誤差沒有正負

計量及計量術語定義

5.測量結果的重復性在相同測量條件下，對同一被測量進行連續(xù)多次測量所得結果之間的一致性。這里相同測量條件是指：相同的測量程序、相同的觀測者、使用相同的測量儀器、相同地點、在短時間內進行重復測量：這些條件也稱為“重復性條件”。測量重復性可以用測量結果的分散性來定量表示。單次測量數(shù)據(jù)的實驗標準偏差即為測量結果的重復性。

計量及計量術語定義

6.穩(wěn)定性在改變了的測量條件下，用同一的計量設備、用同樣的測量方法、對同一被測量量進行測量，測量數(shù)據(jù)的一致性即為計量設備的復現(xiàn)性。這里變化了的測量條件包括：觀測者、地點、時間，環(huán)境條件。計量設備的復現(xiàn)性（穩(wěn)定性）一般同樣用單次測量數(shù)據(jù)的實驗標準偏差來計算。

計量及計量術語定義

7.不確定度測量不確定度是指表徑合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)。從定義中反映出兩點：合理表達測量數(shù)據(jù)的分散性，測量結果與真值的關系。合理表達測量數(shù)據(jù)的分散性就是合理地評出A類標準不確定度和B類標準不確定度。測量結果與真值的關系就是指測量數(shù)據(jù)的表示方式。

計量及計量術語定義

8.檢定/校準/測量測量是以確定被測量對象量值為目的的全部操作。在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，與對應的由標準所復現(xiàn)的量值之間關系的一組操作。檢定是指查明和確認計量器具是否具有合法要求的程序，包括檢查、檢測、加標記和出具檢定證書。測量（測試）所指范圍廣泛，要求條件寬松，檢定和校準是測量的兩種方式。檢定具有法律效力，強制檢定必須經國家政府計量主管部門監(jiān)督。校準并不一定比檢定要求的條件和數(shù)據(jù)的準確度低，只是校準的數(shù)據(jù)不具有法律效力，是企業(yè)加強管理、提高計量水平的自覺行為。

計量及計量術語定義

強制檢定

企業(yè)的最高計量標準裝置以及用于貿易結算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測方面列入國家強制檢定目錄的工作計量器具等應進行強制檢定。強制檢定由政府計量行政部門指定法定或授權的技術機構進行。強制檢定授權

企業(yè)開展強制檢定的計量技術機構應向有關政府計量行政部門提出申請，經考核、授權后，執(zhí)行強制檢定工作。

計量及計量術語定義

計量器具分類方法

a)A類計量器具:計量標準器具（包括標準物質）；用于貿易結算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境監(jiān)測方面，并列入強制檢定計量器具目錄的工作計量器具；用于工藝控制、質量檢測、能源及經營管理對計量數(shù)據(jù)要求高的關鍵部位的計量器具。b）B類計量器具:用于工藝控制、質量檢測中有準確度要求的計量器具；企業(yè)二級單位內部核算的能源、物資管理用的計量器具；固定安裝在連續(xù)運轉裝置或生產線上，計量數(shù)據(jù)準確度要求較高但平時不允許拆裝的計量器具；使用頻次低、性能穩(wěn)定的計量器具。c）C類計量器具：對計量數(shù)據(jù)無嚴格準確度要求的指示用計量器具；與設備配套不可拆卸的計量器具；對計量數(shù)據(jù)無嚴格準確度要求的、性能不易變化的低值易耗計量器具；公司內控的計量儀表器具。

計量及計量術語定義

計量器具A、B、C如何分類？按照國家標準計量器具管理辦法，為保證重點計量器具的準確可靠，要求實行A、B、C分類的管理方法，Q/SH0100—2009也明確了A、B、C分類的基本原則，但在如何把現(xiàn)場的各類計量器具有效分類，各個單位在實際操作中存在很多問題。就如何分類，我談以下幾點建議。⑴盡量減少A類計量器具的數(shù)量，避免地方政府的干預；A類計量器具必須由強制檢定資質的單位檢定。建議：只要不與現(xiàn)金結算有關的計量器具最好不要列入A類計量器具。中石化分公司之間的原油、天然氣、商品油的計量器具可以不列為A類計量器具。⑵對于B類計量器具，可以由本企業(yè)或本單位的、經過企業(yè)計量標準考核合格的檢測機構實施檢定/校準；中石化各分公司/子公司內部的物料交接計量、分公司/子公司各二級單位內部之間重要的關聯(lián)計量（如分礦計量）、重要的安全環(huán)保點安裝的計量器具都可以列為B。建議B類計量器具盡可能多一些。

計量及計量術語定義

計量器具A、B、C如何分類？⑶對于C類計量器具，有兩點值得思考，一是檢定/校準/測試周期可以根據(jù)計量器具的使用頻次、穩(wěn)定性使用單位自行制定檢定/校準/測試周期，而實行測試方法的須有測試規(guī)范經且得到計量管理部門認可，二是使用單位可以自行進行測試，測試人員須有操作員證并出具測試報告。C類計量器具是生產現(xiàn)場用于一般性的監(jiān)控，如大罐液位計、低壓壓力表、非關聯(lián)核算的溫度計等，可以采用一個通過檢定部門檢定的計量器具在線核查的方式完成測試。

C類計量器具不僅減少送檢帶來的檢定費用和許多麻煩，而且有利于生產運行，避免因計量器具送檢耽誤生產，還能做到及時迅速地確保計量器具的安全可靠。特別重要的一點是，二級單位的計量管理部門必須建立分類規(guī)范，對在用的各類計量器具的用途進行必要的說明。

計量及計量術語定義

計量及計量術語定義

第二章法定計量單位

第一節(jié)國際單位制第二節(jié)我國法定計量單位第三節(jié)法定計量單位的使用第四節(jié)天然氣計量常用的計量單位

國際單位制

國際單位制（SI）的基本單位

國際單位制

國際單位制導出單位

我國計量單位的構成

我國法定計量單位我國法定計量單位是以國際單位制為基礎，結合我國的實際情況選用了若干其它單位而構成，包括六部分：SI基本單位、SI導出單位、SI單位的倍數(shù)單位、國家選定的非國際單位制單位、由以上單位構成的組合形式的單位、由詞頭和以上單位構成的十進倍數(shù)和分數(shù)單位。

我國計量單位的構成

我國非國際單位制單位。

我國計量單位的構成

法定計量單位的使用

⑴組合單位讀寫順序與國際符號表示順序一致。⑵組合單位的數(shù)學符號“·”、“/”、和“x”的讀寫應按以下規(guī)定：乘號“·”無對應名稱，即不在讀；除號“/”讀為每，且無論分母中有幾個單位“每”字只在有除號的地方出現(xiàn)一次；乘方號“x”中的指數(shù)的相應名稱一般是數(shù)字加次方，長度單位的2次或3次，應讀為平方或立方，對于指數(shù)為-1的，應讀為每。

天然氣常用的計量單位

長度：基本單位為m

常用的計量單位還有分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）換算關系1m=10dm=100cm=1000mm壓力：基本單位為帕（Pa）常用的計量單位有千帕（kPa）、兆帕（Mpa）換算關系是1Mpa=1000kPa=10Pa溫度：基本單位是開（K）熱力學溫度和攝氏度的換算關系

天然氣常用的計量單位

第三章天然氣計量參數(shù)及測量方法

第三節(jié)流體壓力第四節(jié)流體溫度

第五節(jié)流體的密度

第六節(jié)流體粘度第七節(jié)壓縮因子第八節(jié)等熵指數(shù)第二節(jié)流量第一節(jié)天然氣特性

天然氣特性

1.天然氣組份天然氣是碳氫化合物為主的混合物。天然氣中碳氫化合物有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷，除碳氫化合物外，還含有二氧化碳、硫化氫、氮氣、水蒸氣等。2.化合物的分子量

化合物的分子量是該化合物原子量的算術和。例：甲烷的分子量為一個碳原子量（12.011)和四個氫原子量（1.0079)之和，即16.043，而空氣的相對分子量29左右，因此，空氣的相對密度為1.000，計算得到甲烷的相對密度為0.5539。

天然氣特性

3.理想發(fā)熱量在標準參比條件下，氣體完全燃燒產生的熱量為理想發(fā)熱量。產生熱量物質的主要是碳原子，碳原子多理想發(fā)熱量高，1立方米甲烷的理想發(fā)熱量33.356MJ，乙烷為59.362MJ、丙烷為94.978MJ、丁烷為110.463MJ。Y因此，天然氣的組份不同，單位體積產生的熱值相差很大，僅僅以體積計量進行貿易結算很不合理，為此國家提出了用天然氣熱值進行結算的國家標準GB/T22723-2008《天然氣能量測定》，本標準于2009年8月1日正式實施。

天然氣特性

4.阿伏加德羅定律在相同的溫度和相同的壓力下，相同體積內所包容的氣體分子數(shù)目是相同的。在標準參比條件下（273.15K、101.325kPa),1摩爾任何氣體的體積為22.4L，1摩爾所包含的分子數(shù)為這個數(shù)就稱為阿伏加德數(shù)。它是計算天然氣其它參數(shù)的基礎。

天然氣特性

5.理想氣體狀態(tài)方程

式中：

P——氣體的絕對壓力

V——氣體的體積

T——氣體的熱力學溫度

n——氣體的摩爾數(shù)

R——通用氣體常數(shù)

天然氣特性

6.真實氣體狀態(tài)方程

式中：

P——氣體的絕對壓力

V——氣體的體積

T——氣體的熱力學溫度

n——氣體的摩爾數(shù)

R——通用氣體常數(shù)

Z——氣體的壓縮因子

天然氣特性

7.真實氣體狀態(tài)轉換方程

其中：——氣體超壓縮因子

流量

1.流量的定義流體在單位時間內流過管道或設備某橫截面的量稱為流量，流量可以是體積流量也可以是質量流量。體積流量的單位為立方米/時，表示符號

質量流量的單位為噸/時，表示符號：t/h或kg/h流量有瞬時流量和累積流量。

流量

2.氣體流量計的種類目前國內廣泛使用的氣體流量計主要有三類：差壓式流量計、速度式流量計和容積式流量計。差壓式（節(jié)流）流量計有孔板、噴嘴、文丘里管及文丘里噴嘴、皮托管及阿牛巴。速度式流量計有渦輪流量計、超聲流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計和V椎流量計。容積式流量計有腰輪流量計、刮板流量計、活塞流量計。

流量

流量

流量

流量

流量

流體壓力

流體壓力的定義

作用在單位面積上的力稱為壓力，單位為帕Pa(N/)，也常稱作帕斯卡。測量壓力的儀表叫壓力計或壓力表，通常在大氣壓下調零，壓力表測量的壓力稱表壓，而氣體狀態(tài)方程中的壓力是絕對壓力。流體的絕對壓力：

流體壓力

壓力傳感器英文名稱：pressuretransducer定義：能感受壓力并轉換成可用輸出信號的傳感器。

力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。

流體壓力

壓力傳感器的工作原理：某些晶體介質，當沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產生了極化效應；當機械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產生出電的效應，這就是所謂的極化效應。壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。由于隨著應力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經得到了廣泛的應用。在現(xiàn)在壓電效應也應用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

流體壓力

陶瓷式原理及應用抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質直接接觸。陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。

流體溫度

溫度傳感器英文名稱：temperaturetransducer定義：能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

流體溫度

熱電偶工作原理

當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回路中就有電流產生，如下圖所示，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而產生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應。與塞貝克有關的效應有兩個：其一，當有電流流過兩個不同導體的連接處時此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀爾帖效應；其二，當有電流流過存在溫度梯度的導體時，導體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應。兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。

流體溫度

熱電阻工作原理導體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構成的傳感器就是電阻溫度傳感器。這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關系。②電阻率高，熱容量小，反應速度快。③材料的復現(xiàn)性和工藝性好，價格低。熱敏電阻溫度特性④在測溫范圍內化學物理特性穩(wěn)定。目前，在工業(yè)中應用最廣的鉑和銅，并已制作成標準測溫熱電阻。

流體溫度

鉑電阻

鉑電阻與溫度之間的關系接近于線性，在0～630.74℃范圍內可用下式表示Rt=R0(1+At+Bt2)在-190～0℃范圍內為Rt=R0(1+At+Bt2十Ct3)。式中：RO、Rt為溫度0°及t°時鉑電阻的電阻值，t為任意溫度，A、B、C為溫度系數(shù)，由實驗確定，A=3.9684×10-3/℃，B=-5.847×10-7/℃2，C=-4.22×10-l2/℃3。由公式可看出，當R0值不同時，在同樣溫度下，其Rt值也不同。

流體溫度

銅電阻在測溫精度要求不高，且測溫范圍比較小的情況下，可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度范圍內，銅電阻與溫度成線性關系，其電阻與溫度關系的表達式為Rt=R0(1+At)(2-3)式中，A=4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù)。

其它溫度傳感器：紅外溫度傳感器、模擬溫度傳感器、

AD590溫度傳感器LM135/235/335邏輯輸出型溫度傳感器

LM56溫度開關數(shù)字式溫度傳感器。

流體溫度

溫度傳感器發(fā)展趨勢

溫度傳感器的發(fā)展大致經歷了以下三個階段；(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；(2)模擬集成溫度傳感器/控制器；(3)智能溫度傳感器。國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發(fā)展。目前國外推出的高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉換器，分辨力一般可達0.5~0.0625°C。由美國DALLAS半導體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數(shù)據(jù)，其分辨力高達0.03125°C，測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉換器。進入21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。目前，智能溫度傳感器的總線總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SMBus總線和spI總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。

流體密度

流體密度的定義單位體積內流體所具有的質量，各種流體的密度都隨著流體的溫度、壓力改變而變化。密度的單位符號是：

天然氣密度的測量：天然氣流體的密度可以用氣體密度計直接測量，也可以通過分析化驗天然氣的組分計算出天然氣的密度。

流體密度

流體粘度

流體粘度的定義

流體粘度是流體內分子之間對剪切應力阻抗的一種量度，是表征流體內摩擦力的一個參數(shù)。對管流來說，流體粘度特性影響了流體在管道剖面的流速分布，從而影響了流量計的準確性，特別是對速度式流量計。流體粘度分為動力粘度和運動粘度。

流體粘度

動力粘度

動力粘度參數(shù)符號用μ。用兩塊等面積的平行板，其間用小間距的流體分開，施加穩(wěn)定的力于頂板上，使板帶動液體勻速運動，而接觸底部固定板的液體不運動，施加的力、板面積和線性位移三者之間的關系是：而μ（動力粘度）為：

流體粘度

動力粘度單位是Pa·s。單位推導公式如下：工業(yè)上一般用“泊”來表示，1泊=1克/厘米·秒1泊=100厘泊1帕斯卡·秒=10泊

流體粘度

液體的粘度隨著壓力的升高而增大，隨溫度的升高而減小，而氣體的粘度隨著溫度的升高而增大，隨著壓力的升高盡管也變大，但變化很小。對于大多數(shù)氣體，在壓力達到10MPa時，粘度值仍然很小，在許多氣體流量測量中，粘度對流量計的計量影響甚微，通常取測量點的平均壓力和平均流動溫度下的粘度值。天然氣是以甲烷為主的烴類氣體混合物，一般情況下，采用甲烷在測量狀態(tài)下的粘度值作為天然氣測量狀態(tài)下的粘度。美國AGANO3報告采用15.6℃、相對密度為0.65的平均粘度0.0103mPa.s來計算天然氣在管道中流動的雷諾數(shù)。我國SY6143標準也采用這種方法確定天然氣的粘度。

流體粘度

運動粘度

動力粘度參數(shù)符號用γ，將動力粘度除以流體的密度即為流體的運動粘度。流體運動粘度的單位名稱是“斯”，符號是工業(yè)上為表示方便，一般用“厘斯”單位（cst)，即每秒平方毫米。1斯=10Λ6厘斯

雷諾數(shù)

雷諾數(shù)

表征流體在流動時的慣性力和粘性力之比稱為雷諾數(shù)。雷諾數(shù)用符號ＲeD表示，將動力粘度除以流體的密度即為流體的運動粘度。雷諾數(shù)是一個無量綱量

當幾何相似的流速流動時，雷諾數(shù)相同其流出系數(shù)相等。流出系數(shù)是差壓式（節(jié)流）流量計最重要的參數(shù)，是真實流量與理論流量的比率。

雷諾數(shù)

流出系數(shù)隨著雷諾數(shù)變化而變化，但當雷諾數(shù)增大到某一數(shù)值時，流出系數(shù)的變化趨于穩(wěn)定，這時測定流出系數(shù)誤差小。對于孔板而言，法蘭取壓法ＲeD應在10Λ6以上，角接取壓法ＲeD應在2*10Λ5以上。根據(jù)流量的定義得出：再根據(jù)雷諾數(shù)定義公式：最終得出：

已知管道內徑、流體流量（標準）、真實相對密度和動力粘度就可以計算出流體的雷諾數(shù)。

等熵指數(shù)

等熵指數(shù)是氣相流體差壓式流量計測量流量的特有物性參數(shù)，用符號k表示。當氣體流過差壓變送器的縮口截面后，氣體因壓力突變降低而體積膨脹，這時壓力和體積之間的關系為：

等熵指數(shù)

壓縮因子

壓縮因子的定義真實氣體與理想氣體之間的壓縮差異存在一個系數(shù)，該系數(shù)就是壓縮因子。理想氣體狀態(tài)方程真實氣體狀態(tài)方程

壓縮因子因氣體的組分不同而不同，且受溫度、壓力的影響，不同的壓力、溫度下壓縮因子不同。

壓縮因子

壓縮因子的計算

我國在天然氣流量測量中，一直用卡茲曲線圖確定天然氣的壓縮因子。具體步驟是：先分析出天然氣的組分，再根據(jù)各組分的物理化學參數(shù)計算出假對比壓力和假對比溫度，利用卡茲曲線數(shù)據(jù)求得天然氣的壓縮因子。

壓縮因子

壓縮因子

第一步：求天然氣假臨界參數(shù)。式中：假臨界壓力、溫度天然氣中某一組份的臨界壓力、溫度某一組份在天然氣中所占的摩爾分數(shù)

壓縮因子

第二步：計算天然氣的假對比參數(shù)。式中：假臨界壓力、溫度P——天然氣流動的絕對壓力T——天然氣流動的熱力學溫度

壓縮因子

第三步：利用卡茲曲線圖求得壓縮因子。也可以用卡茲擬合計算公式計算出壓縮因子。

利用對比理論和卡茲曲線圖，求得的天然氣壓縮因子的計算平均值誤差小于±1.0%。

壓縮因子

為了提高天然氣壓縮因子的計算準確度，美國氣體協(xié)會AGA進行了大量的研究工作，提出了PARNX—19方程來計算壓縮天然氣的超壓縮因子。PARNX—19方程使用范圍：天然氣相對密度：0.0554～0.75溫度：-40～115℃壓力（表壓）：0～34.45MPaCO2和N2的摩爾分數(shù)分別小于0.15%由此計算得到的壓縮因子平均值誤差小于±0.5%

壓縮因子

另外，利用摩爾密度法AGA8—92DC計算方法，壓縮因子的計算值平均誤差小于±0.1%，超壓縮因子的計算值平均誤差小于±

0.05%。利用相關物性參數(shù)法SGERG—88計算方法，也可以使壓縮因子的計算值平均誤差小于±

0.1%，超壓縮因子的計算值平均誤差小于±

0.05%。

注：利用對比狀態(tài)理論、PARNX—19方程、摩爾密度法AGA8—92DC和相關物性參數(shù)法SGERG—88四種方法求天然氣壓縮因子，計算的過程越復雜、檢測的項目越多準確度越高，但經濟投入也大。在天然氣計量站計量系統(tǒng)的設計中，應根據(jù)天然氣交接雙方的要求、計量站規(guī)模來確定天然氣壓縮因子的計算方法。

其它參數(shù)

（1）臨界壓力、溫度臨界溫度是指氣體在高于此溫度下，無論施加多大的壓力，氣體也不會液化，不同的氣體臨界溫度不同。臨界壓力是指氣體在臨界溫度處，是氣體液化的壓力。（2）超壓縮因子（3）相對密度：在相同溫度、壓力下，天然氣的密度與空氣密度之比。注：在天然氣計量中理想密度和真實密度、理想相對密度和真實相對密度，其中的計算公式應了解。

其它參數(shù)

ISO13223規(guī)定的標準參比條件：

101.325kPa,15

℃

美國的標準參比條件：

14.7psi,60℉

歐洲的標準參比條件：

101.325kPa,0或15℃

我國的標準參比條件：

101.325kPa,20℃

相關參數(shù)測量及計算標準分類

相關參數(shù)測量及計算標準分類

相關參數(shù)測量及計算標準分類

第四章天然氣計量系統(tǒng)技術要求

第二節(jié)計量系統(tǒng)的分級第三節(jié)計量系統(tǒng)設計要求

第四節(jié)流量計選型原則第五節(jié)新建/擴建計量系統(tǒng)的驗收第六節(jié)計量系統(tǒng)不確定度評估第一節(jié)計量系統(tǒng)等級及配備要求

計量系統(tǒng)等級及配備要求

天然氣計量系統(tǒng)是確保天然氣計量準確可靠的計量儀表、配套流程、檢定/校準、期間核查等模塊的集合。2001年我國參照歐洲標準EN1776：1998和國際計量組織OIML/TC8/TC7發(fā)布的《氣體燃料計量系統(tǒng)》，發(fā)布了國家標準GB/T18603—2001《天然氣計量系統(tǒng)技術要求》。

計量系統(tǒng)等級及配備要求

EN1776：1998對計量系統(tǒng)等級及配置要求

計量系統(tǒng)等級及配備要求

GB/T18603—2001對計量系統(tǒng)等級及配置要求

計量系統(tǒng)的分級

OIMLR140：2007對計量系統(tǒng)的分級

計量系統(tǒng)的分級

OIMLR140：2