探討影響天然氣流量計量壓縮因子的因素

王軍偉

摘要：通過分析天然氣流量計量原理，利用文獻資料提供的實驗數據，結合理論研究結論，得出天然氣壓縮因子的影響因素有：工況壓力、溫度及氣體組份，定性并部分定量給出了這些因素對壓縮因子及計量值的影響，探討了天然氣流量計量的最佳解決方案。

關鍵詞：壓縮因子；工況壓力；工況溫度；氣體組份；計量誤差

（二）公司天然氣計量系統現狀

公司天然氣計量采用差壓式流量計，進行了工況溫度、壓力測量，流量計算機進行體積流量計算，沒有配備組份分析儀表。正常工作狀態是：瞬時流量范圍變化很小，工作絕對壓力2.0MPa左右，通過調節基本穩定，工作溫度四季變化范圍為：（-10-30）℃，因溫度、壓力對壓縮因子的影響量無法得到準確的計算數據，也未配備成分分析儀表，目前未對壓縮因子進行修正， 體積修正系數在流量計算機中設置為1。

（三）體積修正系數的影響量及誤差分析

從理論分析結論我們知道，影響天然氣壓縮因子的主要因素是：溫度、壓力、氣體的成分變化。下面著重分析這幾方面對Z0/Z1的影響，同時給出Z0/Z1設置為1引起的測量結果誤差。

1.天然氣壓力變化的影響

因上文提到公司流量計工作壓力受控，變化很小，對Z0/Z1影響較小。

2.天然氣溫度變化的影響

我們首先假設天然氣成份保持不變，分析溫度變化的影響。因操作壓力能控制在2.0MPa左右，當溫度在（-10-30）℃范圍內變化時，查文獻資料2，下表1是某種組份天然氣用SGERG-88方法計算出的溫度與Z0/Z1之間的關系。

將Z0/Z1值代入公式（6）計算，溫度變化對測量結果的影響可計算如下表2。

從表1、表2可見，當不考慮組份變化、壓力變化、差壓式流量計系統誤差的影響，溫度越低Z0/Z1越大，將Z0/Z1簡單設為1時，測量值與理論值相對誤差越大，在-10 ℃時達-2.78%，對于天然氣計量影響很大。

3.天然氣成份變化的影響

假設工況壓力、溫度不變，天然氣成份變化對壓縮因子也有著不可忽略的影響。查文獻資料3，在工況壓力為1.15MPa，溫度 為288K時，分析某天然氣公司幾種不同成份的天然氣，得到下表3數據。

同樣將Z0/Z1代入公式（6）計算，天然氣成份變化對測量結果的影響可計算如下表4。

從表3可見，當不考慮溫度、壓力變化、差壓式流量計系統誤差的影響，甲烷含量越低，Z0/Z1越大，將Z0/Z1簡單設為1時，測量值與理論值相對誤差越大，在甲烷含量為74%時，達-1.98%，對測量值結果影響較大。

綜上，當壓縮因子、體積修正系數未進行修正，操作條件溫度、壓力、天然氣中氣體成份的變化，都使得測量值與實際值產生較大的誤差，當這些影響因素出現疊加，再考慮到差壓式流量計理論上準確度等級為2.0的系統誤差，該套流量計測量不確定度大，要給出定量的誤差計算還需要進一步研究與探討。

三、結果討論

天然氣計量研究工作已能提供壓縮因子的計算軟件，進一步減小流量計算誤差也變得可行了。可計算溫度、壓力、天然氣成份對壓縮因子的影響，將補償值輸入流量計算機，在現有流量計量系統基礎上，實施改進，降低誤差。