天然气流量计量及仪表选型
0引言
随着天然气的广泛使用，各种不同使用状况和需求对流量计量的要求有很大的差别，同时，由于气体的可压缩性，流量的测量，气体要比液体困难得多。若要求气体计量达到相当高的精度，则计量仪表的经济投入必然巨大。因此，合理选择测量方法及功能、特性、经济适用的流量仪表是非常必要的。以下就天然气的计量标准、测量方法及仪表选型进行实用性介绍。
1天然气计量标准及温度、压力修正方式
(1)天然气计量标准
天然气计量以体积表示，单位：m3。由于气体具有可以充满任意空间和可压缩性的特性，由气体状态方程式可知，作为计量用的标准体积，必须对压力、温度作出明确的统一规定，离开了状态谈论气体体积是没有意义的。
国家石油行业标准已明确规定以温度293.15K(20℃)，压力101.325kPa时的状态为天然气计量标准状态；凡是实际状态与此标准状态不相符时，均应按气体状态方程式进行修正。
Q---工作状态下的气体体积量，m3；
t---工作状态下的气体温度，℃；
P---工作状态下的表压力，kPa；
Pa---测量时当地的大气压，kPa；
z---气体的压缩系数。
压缩系数z是随温度和压力而变化的，它与气体的工作压力P和气体的临界压力PC的比例(P/PC)、气体的工作温度T(K)和气体的临界温度TC(K)的比例(T/TC)有明确的函数关系。天然气的压缩系数z=1/F2z，超压缩因子Fz可在国家石油行业标准SY/T6143-1996中的附录Ａ中查出；在压力小于0.1ＭPa时，z=1。
天然气管网输配的实际情况是变化复杂的，常与标准状态不相符。故需采用一定的修正方式进行补偿修正。
(2)不同地区的固定人工修正系数
当无温度、压力自动补偿装置和压力记录仪时，并在使用压力波动不大时，可根据各地区大气压不同(北京为101.32kPa，重庆为98.32kPa，上海为101.61kPa，拉萨为65.18kPa)和温度不同制定出当地适用的固定人工修正系数K固参考表。
按(1)式可得：
KP---平均压力修正系数。
在确定的地区和一个时期内(冬季或夏季或全年)，平均温度t和平均大气压Pa可为常数；而z随P变化，故K仅随P变化。由此可列出K-P关系的当地系列压力修正系数参考表，根据实际压力P(由表前压力计近似读取)直接查出K固，即可按下式求出标准状态下的体积流量：
Qn=K固×Q
式中：Q---流量仪表的指示读数，m3
(3)采用压力记录仪人工定时修正系数
在流量仪表前安装压力记录仪，连续记录气体在24小时内的压力。将压力记录仪的起点调到当地大气压，采用100%圆图刻度记录纸，用算术平均法或相当半径法(比例求积仪)，求出静压平均格数ＸP，则：
采用温度计，每隔2小时记录一次温度，算出当日平均温度，由此可求得KT，按(2)、(3)式即可得Qn。
(4)电子修正积算器
用微电子处理技术对采集的信号进行处理和计算，以实现对被测体积的精确修正。采集来自气体流量仪表的脉冲讯号，根据设定的脉冲当量值计算出未经修正的实际流量体积Q，并与测得的工况压力P(设定平均压力固定值或压力传输器引入的被测当前压力)、工况温度T(设定平均温度固定值或温度传感器引入的被测当前温度)、压缩ｚ(设定为固定值或输入公式自动计算)、当地大气压Pa，按(1)式进行软件设计，使其自动计算出标准体积。它可与气体涡轮流量计、腰轮流量计、漩涡流量计、膜式煤气表等配合使用。
2天然气标准孔板流量计及配套装置
标准孔板测量流量是当气体流经孔板时，其前后产生的压力不同，通过此压力差来计算流量。标准孔板是符合GB/T2624-1993的标准节流装置(标准孔板、喷嘴、文丘利管)的一种，有可靠的实验数据。根据GB/T2624-1993设计、加工、安装的标准孔板不必单独校准或标定。
(1)节流装置的流量计算公式：
ε---可膨胀性系数；
△P---节流件前后的压差，Pa；
ρ---节流件上游侧一定温度、压力下的密度，kｇ/m3；
ｄ---节流件开孔直径，m；
β=ｄ/Ｄ---节流件的直径比，Ｄ为管道内径，m；
C---流出系数。与工作状态下流束的摩擦阻力、涡流损失、收缩情况和取压孔位置有关的修正系数，可采用实验方法求得或用Stｏｌｚ方程计算给出。
(2)天然气标准孔板流量测量的实用公式
天然气采用标准孔板进行流量计量时，可按SY/T6143-1996进行流量计算，其标准体积流量计算的实用公式：
ＡS---秒计量系数，视采用计量单位而定，此式ＡS=3.1794×10-6，若以小时Ｈ为单位，需乘上3600。
C---流出系数；
Ｅ---渐近速度系数，
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