工廠天然氣流量計量系統(tǒng)是天然氣管理,調度,銷售的依據(jù),天然氣流量計量是天然氣供需雙方貿易結算的憑證,亦是生產部門用氣效率的主要技術指標。在企業(yè)生產和經(jīng)營管理中流量計量是一項日常進行的,極其重要的技術基礎工作,準確的流量計量不但能公平的貿易結算,而且可以及時發(fā)現(xiàn)生產工藝問題,進而提高產品質量,降低產品成本,確保生產安全,合理經(jīng)營管理和提高經(jīng)濟效益及社會效益。
1、天然氣流量的計量公式
工廠天然氣流量計量系統(tǒng)一般采用 差壓式流量計,由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速
管流量計等。二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器。二次裝置輸出標準電流(4~20 mA)信號送給計算機系統(tǒng)。
1.1 流量計基本計算公式
圖片1
qm-質量流量,kg/S;C-流出系數(shù);β-直徑比;ε-膨脹系數(shù);d-工作狀況下孔板開孔直徑,m;Δp-孔板的差壓,Pa ;ρ1-工作狀態(tài)下的流體密度,kg/m3。
基本計算公式是原理性的公式,對于液體介質,一般認為不可壓縮,密度和膨脹系數(shù)均取常數(shù)。但是對于天然氣不能采用基本計算公式,這是因.密度不僅受壓力和溫度的影響,而
且密度還受天然氣組分的影響。另外,貿易結算習慣采用體積流量結算,故將孔板流量計基本計算公式轉換為實用計算公式。
1.2 孔板流量計實用計算公式
圖片2
Q0-標準狀態(tài)下天然氣體積流量,m3/s;C-流出系數(shù);β-直徑比;ε-膨脹系數(shù);d-工作狀況下孔板開孔直徑,mm;E-漸進速度系數(shù);Δp-孔板的差壓,kPa;P1-天然氣的壓力,Mpa;T1-天然氣溫度,K;M 天-天然氣的平均分子量;Z1-天然氣在工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)。
式(2)是氣體流量的通用計算公式,計算出來的數(shù)值為標準狀態(tài)下的流量(273.15 K,0.101325 MPa),與基準狀態(tài)下的流量數(shù)值不同(293.15 K,0.101325 MPa),中國天然氣供需雙
方一般采用標準狀態(tài)下的流量進行貿易結算,如果采用基準狀態(tài)下的流量數(shù)值進行貿易結算,而計量為標準狀態(tài)下的流量(273.15 K,0.101325 MPa),對需方不公平。補償計算公式如下:q0=q20/(1.07322×Z20) (3)
式中:
q20-基準狀態(tài)下的流量數(shù)值(293.15 K,0.101325 MPa);
q0-標準狀態(tài)下的流量數(shù)值(273.15 K,0.101325 MPa);
Z20-基準狀態(tài)下(293.15 K,0.101325 MPa)天然氣的壓縮系數(shù)。
2 天然氣組分對計量的影響
天然氣組分對計量的影響非常大,從公式(2)看天然氣組分變化與壓力、溫度變化一樣,不可忽視。壓力、溫度變化形成的誤差通過溫度、壓力修正來消除它們的影響,組分難以在
線測量,所以難以在線修正,容易忽視。下面通過實際天然氣組分的微小變化對計量的影響來說明問題。見表1。
圖片3
×58.124+0.0017×72.151+0.01×2.0159+0.026×4.0026+0.237×28.0135+3.125×44.00995)/100=17.1032
實際狀況下天然氣平均分子量:
M實際=(92.01×16.043+0.602×30.07+0.087×44.097+0.069×58.124+0.008×72.151+0.078×2.0159+0.02×4.0026+0.214×28.0135+6.912×44.00995)/100=18.1307流量修正系數(shù):K=√(M 設計/M 實際)=√(17.10321/18.1307)
顯示流量比實際流量偏高2.96 %,所以必須根據(jù)實際天然氣組分計算出實際狀況下天然氣平均分子量,對天然氣流量計量系統(tǒng)進行人工修正,來獲得準確的計量值。
3 現(xiàn)場儀表
現(xiàn)場儀表主要由孔板和差壓變送器組成,當儀表顯示流量長期低于30 %,必須更換孔板,以消除儀表顯示低于30 %計量誤差大的影響。其次把好差壓變送器校驗關,保證差壓變送
器與孔板之間的正負導壓管不能漏氣,防止指示值偏高或偏低,還應注意儀表配管不當形成積液而造成的誤差。
天然氣流量計量系統(tǒng)的管理和維修工作是一項十分重要而又復雜的工作,必須做到公平計量,防止一方利用技術手段制造人為計量誤差,或己方疏忽造成重大損失,為此必須加強
日常管理和維修工作,zui重要的是簽訂好公平的計量貿易協(xié)議,以減少貿易摩擦。