淺談溫度異常引起天然氣流量測量的修正方法

董艷娥+蘇麗栓

摘 要：本文闡述了在天然氣流量測量過程中，由于溫度異常引起貿(mào)易結(jié)算數(shù)據(jù)修正，并用具體實(shí)例說明計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：天然氣；流量測量；溫度

中圖分類號(hào)： TB937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2017）05-195-2

0 引言

計(jì)量就是計(jì)錢，儀表數(shù)字就是金錢，就是效益！燃?xì)庥?jì)量直接關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，同樣購銷差控制也是燃?xì)夤窘?jīng)營管理工作的主要內(nèi)容。所以儀表問題故障應(yīng)盡快排除，異常數(shù)據(jù)必須及時(shí)修正。

目前，石家莊的燃料能源大多為天然氣，一些用氣量較大的工業(yè)戶采用差壓式孔板流量計(jì)進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算，2016年4月某工業(yè)戶流量計(jì)算機(jī)顯示溫度異常（最高達(dá)到65℃，正常值應(yīng)為15℃左右），計(jì)量數(shù)據(jù)存在較大偏差，雖然進(jìn)行了及時(shí)修復(fù)，但異常數(shù)據(jù)必須修正，否則會(huì)給供方造成一定的氣量損失。

1 利用通訊遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)進(jìn)行修正

找出異常段溫度的平均值（64.471℃），再從表2中找出正常段溫度的平均值（15.136℃），在壓力（8.7kPa）、差壓（1723Pa）基本相同的情況下，分別對應(yīng)的標(biāo)況瞬時(shí)流量為：2011.190Nm3/h和2166.438Nm3/h。

誤差計(jì)算如下：

×100%=7.17%

假設(shè)儀表在異常情況下的累積量為：1000m3，則用氣量應(yīng)修正為：1000×（1+7.17%）≈1072（m3）

2 利用數(shù)據(jù)模型相同的周轉(zhuǎn)流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行修正

在流量計(jì)算機(jī)中，根據(jù)孔板設(shè)計(jì)計(jì)算書，輸入孔板直徑、測量管內(nèi)徑、當(dāng)?shù)卮髿鈮骸⒖装迮蛎浵禂?shù)、測量管膨脹系數(shù)、動(dòng)力粘度等參數(shù)；溫度、壓力、孔板差壓設(shè)為定值，且壓力和差壓分別為8.7kPa和1723Pa，改變溫度64.471℃為15.136℃，所對應(yīng)的瞬時(shí)流量顯示如表3所示。

累積量為1000m3的情況下，用氣量應(yīng)修正為：

1000×（1+7.42%）≈1074（m3）

對比以上兩種方法流量計(jì)算機(jī)的積算結(jié)果，第一種方法：現(xiàn)場使用的流量計(jì)算機(jī)為全量程補(bǔ)償，流出系數(shù)實(shí)時(shí)變化；第二種方法：流量計(jì)算機(jī)雖然數(shù)據(jù)模型相同，但流出系數(shù)設(shè)為定值，所以導(dǎo)致積算結(jié)果稍有偏差。

3 利用公式推導(dǎo)估算法

天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量計(jì)算基本公式為：

qvn1=εd2/ρn （1）

qvn2=εd2/ρn （2）

式中：

qvn1、qvn2：天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量；

c：流出系數(shù)；

ε：可膨脹性系數(shù)；

β：直徑比，β=d/D；

d：操作條件下孔板開孔直徑；

D：操作條件下上游測量管內(nèi)徑；

ρ1、ρ2、：操作條件下上游取壓孔處的密度；

ρn：天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的密度。

在此次的數(shù)據(jù)修正中，壓力和差壓值正常，假設(shè)溫度變化前后壓力和差壓的數(shù)值不變，估算時(shí)可把c、ε、β看成定值，密度只受溫度影響。

式（1）/（2），得

= （3）

ρ1= （4）

ρ2= （5）

式中，

Ma：干空氣的摩爾質(zhì)量，其值為28.9626，單位為千克每千摩（kg/kmol）；

R：通用氣體常數(shù)，其值為0.00831451，單位為兆帕立方米每千摩開【MPa·m3/（kmol.K）】；

Za：干空氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的壓縮因子，其值為0.99963；

Zn：天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的壓縮因子；

P1、P2：天然氣在操作條件下上游側(cè)取壓孔的絕對壓力，單位為兆帕（MPa）；

T1、T2：天然氣在操作條件下的氣流熱力學(xué)溫度，單位為開（K）；

Z1、Z2：天然氣在操作條件下的壓縮因子；

Gr：天然氣的真實(shí)相對密度。

因?yàn)槿細(xì)夤艿缐毫Φ陀?MPa，估算時(shí)可不考慮壓縮因子的影響。

= （6）

由（3）和（6），得

= （7）

根據(jù)公式（7），異常溫度值為64.471℃，正常值為15.136℃。

誤差計(jì)算如下：

×100%

=（1-）×100%

=（1-）×100%

=（1-）×100%

≈7.59%

異常值為1000m3，用量應(yīng)修正為：

1000×（1+7.59%）≈1076（m3）

以上三種估算方法只為解決此類問題提供參考，由于利用孔板流量計(jì)進(jìn)行流量測量，影響因素很多，計(jì)算過程也很繁雜，溫度從64.471℃修正到15.136℃，已嚴(yán)重偏離了氣體的理想狀態(tài)，許多參數(shù)都發(fā)生了變化，理論上應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。供需雙方的數(shù)據(jù)修正不必像學(xué)術(shù)報(bào)告那樣嚴(yán)謹(jǐn)，經(jīng)雙方協(xié)商，在能夠接受的情況下，利用估算方法修正用氣量是允許的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《SYT6143-2004用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測量天然氣流量》 中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)備案號(hào)：14061-2004.

[2] 鄧立三編著.燃?xì)庥?jì)量[M].黃河水利出版社，2011.