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易結算數據修正，并用具體實例說明計算方法。

關鍵詞：天然氣；流量測量；溫度

中圖分類號： TB937 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-195-2

0 引言

計量就是計錢，儀表數字就是金錢，就是效益！燃氣計量直接關系著企業的經濟利益，同樣購銷差控制也是燃氣公司經營管理工作的主要內容。所以儀表問題故障應盡快排除，異常數據必須及時修正。

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戶采用差壓式孔板流量計進行貿易結算，2016年4月某工業戶流量計算機顯示溫度異常（最高達到65℃，正常值應為15℃左右），計量數據存在較大偏差，雖然進行了及時修復，但異常數據必須修正，否則會給供方造成一定的氣量損失。

1 利用通訊遠傳數據進行修正

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，分別對應的標況瞬時流量為：2011.190Nm3/h和2166.438Nm3/h。

誤差計算如下：

×100%=7.17%

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

2 利用數據模型相同的周轉流量計算機進行修正

在流量計算機中，根據孔板設計計算書，輸入孔板直徑、測量管內徑、當地大氣壓、孔板膨脹系數、測量管膨脹系數、動力粘度等參數；溫度、壓力、孔板差壓設為定值，且壓力和差壓分別為8.7kPa和1723Pa，改變溫度64.471℃為15.136℃，所對應的瞬時流量顯示如表3所示。

累積量為1000m3的情況下，用氣量應修正為：

1000×（1+7.42%）≈1074（m3）

對比以上兩種方法流量計算機的積算結果，第一種方法：現場使用的流量計算機為全量程補償，流出系數實時變化；第二種方法：流量計算機雖然數據模型相同，但流出系數設為定值，所以導致積算結果稍有偏差。

3 利用公式推導估算法

天然氣在標準參比條件下的體積流量計算基本公式為：

qvn1=εd2/ρn （1）

qvn2=εd2/ρn （2）

式中：

qvn1、qvn2：天然氣在標準參比條件下的體積流量；

c：流出系數；

ε：可膨脹性系數；

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徑；

ρ1、ρ2、：操作條件下上游取壓孔處的密度；

ρn：天然氣在標準參比條件下的密度。

在此次的數據修正中，壓力和差壓值正常，假設溫度變化前后壓力和差壓的數值不變，估算時可把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：干空氣的摩爾質量，其值為28.9626，單位為千克每千摩（kg/kmol）；

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

Za：干空氣在標準參比條件下的壓縮因子，其值為0.99963；

Zn：天然氣在標準參比條件下的壓縮因子；

P1、P2：天然氣在操作條件下上游側取壓孔的絕對壓力，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：天然氣的真實相對密度。

因為燃氣管道壓力低于1MPa，估算時可不考慮壓縮因子的影響。

= （6）

由（3）和（6），得

= （7）

根據公式（7），異常溫度值為64.471℃，正常值為15.136℃。

誤差計算如下：

×100%

=（1-）×100%

=（1-）×100%

=（1-）×100%

≈7.59%

異常值為1000m3，用量應修正為：

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進行流量測量，影響因素很多，計算過程也很繁雜，溫度從64.471℃修正到15.136℃，已嚴重偏離了氣體的理想狀態，許多參數都發生了變化，理論上應實時進行補償。供需雙方的數據修正不必像學術報告那樣嚴謹，經雙方協商，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

[1] 《SYT6143-2004用標準孔板流量計測量天然氣流量》 中華人民共和國石油天然氣行業標準備案號：14061-2004.

[2] 鄧立三編著.燃氣計量[M].黃河水利出版社，2011.