论文部分内容阅读
摘要：针对我厂天然气流量和末站天然气流量数据偏差较大的现象，分析偏差原因及处理方法。
关键词：天然气流量质量流量计温压补偿
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
中化计量科提出了我厂天然气日用量与末站天然气计量存在较大偏差情况，于是与相关部门对天然气末站和我厂共四块天然气流量计进行运行情况检查、数据参数记录。根据目前掌握的数据和资料，对这四块不同形式的天然气流量计进行了计算分析。
造气流量计运行情况
FIC0401A质量流量计
1、流量计参数
型号：CMF300 口径:DN80 精度：±0.5%
参数设定：单位：㎏／h 阻尼时间：2s 测量范围：0 ~5355㎏／h
2、安装
此表在横管上水平安装，流量计与管道同心，表前直管段长度为500mm，表后直管段长度为500mm；现场运行无振动，测量数值显示平稳。
注：质量流量计安装不需直管段
3、换算成标方的计算公式为
Qn=Qm÷﹙M÷22.4﹚（根据中石油天然气行业标准SY/T6659-2006）
Qn—标准状态下的体积流量（m³）
Qm—工作状态下的质量流量（㎏）
M=16.84727㎏／kmol;中化给出的天然气计算摩尔质量
22.4为气体的摩尔体积（L/mol）
4、精度计算
中化提供最大和最小计算天然气摩尔质量为：
Mmax=16.979293
Mmin=16.709281
计算最大误差：
M- Mmin/M=(16.84727-16.709281) ÷16.84727×100＝0.82%
Mmax - M/M=(16.979293-16.84727) ÷16.84727×100＝0.78%
计算成标准流量的误差为：
（0.5% ²＋0.82% ²﹚½＝0.96%
理论计算最大流量偏差为
7000×±0.96%＝±67.2 N m³/h
流量计满量程为7000 N m³/h
FIC0401B旋進涡街流量计
1、流量计参数
型号：ST4口径:DN100 精度：±0.5%
参数设定：单位：m ³／h 阻尼时间：1s 测量范围：0 ~1500 m ³／h
2、安装
此表在横管上水平安装，表前直管段长度为2830mm，表后直管段长度为1035mm；现场运行无振动，测量数值显示平稳。
注：旋进流量计说明书提示安装可不需直管段
3、换算成标方的计算公式为
V0=V*P/P0*T0/T*F²(根据国标GB/T21391-2008)
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—标准大气压（101.325KPa）
T0—标准状态下绝对温度（293.15K）
T —被测介质的绝对温度（273.15+t）K
t—被测介质的温度(ºC)
F²=0.96按投料后质量流量计计算得出
4、精度计算
参与温压补偿的温度点为TI0436(温度变送器为E+H182，精度为±0.08%；测量元件为Pt100，精度为±1%)
参与温压补偿的压力点为PI0402(压力变送器为3051GP3A2B21AI5M5，精度为±0.065%)
计算成标准流量的误差为：
（0.5% ²＋0.08% ²＋1% ²﹢0.065%²﹚½＝1.12%
理论计算最大流量偏差为
7000×±1.12%＝±78.4 N m³/h
流量计满量程为7000 N m³/h
FI9901转子流量计计算结果
2010年12月21日对天然气去火炬实际流量进行调整，更换现场监测压力表.记录当时读数为压力Pg=7 KPa，流量V=9.9 m³/h，温度t=10 ºC.
此流量计设计参数为：Pg=1.4MPa;t=40 ºC;量程=1-10 N m³/h
若将此时流量计算为标准状态下体积流量计算公式为：
V0=V*﹙P/P0*T0/T﹚½
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—设计压力1.4×10 ³ KPa
T0—设计状态下绝对温度（273.15+40）K
T —被测介质的绝对温度（273.15+10）K
将以上数据代入公式进行计算：
V0=9.9×[（108.325÷1.5×10 ³）×﹙313.15÷283.15﹚] ½ ＝2.798 N m³/h
中燃末站天然气涡轮流量计运行情况
2010年12月7日对天然气末站流量计运行情况进行检查，对当时运行的数据进行记录，并对现场流量计进行拍照。
2010年12月8日中燃提供他们所用流量计说明书，此流量计为涡轮流量计，所测量流量为工况下体积流量。本仪表为了显示标况下的体积流量，在流量计内部内置了温度和压力传感器。测量出天然气温度和压力值，进行内部计算出标方流量。
说明书提供计算公式为：
V0=V*P/P0*T0/T*F²
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—标准大气压（101.325KPa）
T0—标准状态下绝对温度（293.15K）
T —被测介质的绝对温度（273.15+t）K
t—被测介质的温度(ºC)
F²=Zn／Zb—气体压缩因子的平方
我们当天利用相机拍下此表的屏幕显示参数为：
V =281.3 m³/h
P =14.431 bar
t=8.62℃
F²=Zn／Zb=0.984
V0=4254 N m³/h
将以上数据代入公式进行计算：
V0=281.3×（14.431÷1.01325）×[293.15÷﹙273.15﹢8.62﹚] ×0.984＝4101.47 N m³/h
根据计算，流量计显示值与计算值有152.53 N m³/h的差值。
根据以上计算结果可以看出，测量标准状态下天然气流量时质量流量计精度较高，旋进流量计涡街次之，中燃涡轮流量计计算偏差较大。
为了对天然气流量进行更加准确计量接下来还需作如下工作
请天然气末站所用流量计厂家对我们计算结果进行研究，给出回复。
影响质量流量计精度主要因素为天然气平均摩尔质量，请中化及时分析计算，若有较大变化随时调整。
与质量流量计测量相对照并根据SY/T6143-2004标准及时调整涡街流量计压缩因子，减少偏差。
我厂改用质量流量计进行累积计算。
请造气车间重新提参数，更换转子流量计，以对去火炬天然气流量进行准确测量。
四、结束语
以上结果由本人根据记录真实数据和相关标准及资料进行的计算及分析，请相关部门及领导进行审核。
参考文献：
《ABB旋进流量计安装使用说明书》
《罗斯蒙特质量流量计安装使用说明书》
《克罗尼转子流量计安装使用说明书》
《浙江苍南仪表厂涡轮流量计使用说明书》
《ACTARIS Userˊs Guide》
《ACTARIS Instruction manual》
《中石油天然气行业标准SYT 6659-2006 用科里奥利质量流量计测量天然气流量.》
《国标GBT 21391-2008 用气体涡轮流量计测量天然气流量》
关键词：天然气流量质量流量计温压补偿
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
中化计量科提出了我厂天然气日用量与末站天然气计量存在较大偏差情况，于是与相关部门对天然气末站和我厂共四块天然气流量计进行运行情况检查、数据参数记录。根据目前掌握的数据和资料，对这四块不同形式的天然气流量计进行了计算分析。
造气流量计运行情况
FIC0401A质量流量计
1、流量计参数
型号：CMF300 口径:DN80 精度：±0.5%
参数设定：单位：㎏／h 阻尼时间：2s 测量范围：0 ~5355㎏／h
2、安装
此表在横管上水平安装，流量计与管道同心，表前直管段长度为500mm，表后直管段长度为500mm；现场运行无振动，测量数值显示平稳。
注：质量流量计安装不需直管段
3、换算成标方的计算公式为
Qn=Qm÷﹙M÷22.4﹚（根据中石油天然气行业标准SY/T6659-2006）
Qn—标准状态下的体积流量（m³）
Qm—工作状态下的质量流量（㎏）
M=16.84727㎏／kmol;中化给出的天然气计算摩尔质量
22.4为气体的摩尔体积（L/mol）
4、精度计算
中化提供最大和最小计算天然气摩尔质量为：
Mmax=16.979293
Mmin=16.709281
计算最大误差：
M- Mmin/M=(16.84727-16.709281) ÷16.84727×100＝0.82%
Mmax - M/M=(16.979293-16.84727) ÷16.84727×100＝0.78%
计算成标准流量的误差为：
（0.5% ²＋0.82% ²﹚½＝0.96%
理论计算最大流量偏差为
7000×±0.96%＝±67.2 N m³/h
流量计满量程为7000 N m³/h
FIC0401B旋進涡街流量计
1、流量计参数
型号：ST4口径:DN100 精度：±0.5%
参数设定：单位：m ³／h 阻尼时间：1s 测量范围：0 ~1500 m ³／h
2、安装
此表在横管上水平安装，表前直管段长度为2830mm，表后直管段长度为1035mm；现场运行无振动，测量数值显示平稳。
注：旋进流量计说明书提示安装可不需直管段
3、换算成标方的计算公式为
V0=V*P/P0*T0/T*F²(根据国标GB/T21391-2008)
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—标准大气压（101.325KPa）
T0—标准状态下绝对温度（293.15K）
T —被测介质的绝对温度（273.15+t）K
t—被测介质的温度(ºC)
F²=0.96按投料后质量流量计计算得出
4、精度计算
参与温压补偿的温度点为TI0436(温度变送器为E+H182，精度为±0.08%；测量元件为Pt100，精度为±1%)
参与温压补偿的压力点为PI0402(压力变送器为3051GP3A2B21AI5M5，精度为±0.065%)
计算成标准流量的误差为：
（0.5% ²＋0.08% ²＋1% ²﹢0.065%²﹚½＝1.12%
理论计算最大流量偏差为
7000×±1.12%＝±78.4 N m³/h
流量计满量程为7000 N m³/h
FI9901转子流量计计算结果
2010年12月21日对天然气去火炬实际流量进行调整，更换现场监测压力表.记录当时读数为压力Pg=7 KPa，流量V=9.9 m³/h，温度t=10 ºC.
此流量计设计参数为：Pg=1.4MPa;t=40 ºC;量程=1-10 N m³/h
若将此时流量计算为标准状态下体积流量计算公式为：
V0=V*﹙P/P0*T0/T﹚½
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—设计压力1.4×10 ³ KPa
T0—设计状态下绝对温度（273.15+40）K
T —被测介质的绝对温度（273.15+10）K
将以上数据代入公式进行计算：
V0=9.9×[（108.325÷1.5×10 ³）×﹙313.15÷283.15﹚] ½ ＝2.798 N m³/h
中燃末站天然气涡轮流量计运行情况
2010年12月7日对天然气末站流量计运行情况进行检查，对当时运行的数据进行记录，并对现场流量计进行拍照。
2010年12月8日中燃提供他们所用流量计说明书，此流量计为涡轮流量计，所测量流量为工况下体积流量。本仪表为了显示标况下的体积流量，在流量计内部内置了温度和压力传感器。测量出天然气温度和压力值，进行内部计算出标方流量。
说明书提供计算公式为：
V0=V*P/P0*T0/T*F²
式中：V0—标准状态下的体积流量（m³）
V —工作状态下的体积流量（m³）
P —流量计压力点处的绝对压力（KPa）
P0—标准大气压（101.325KPa）
T0—标准状态下绝对温度（293.15K）
T —被测介质的绝对温度（273.15+t）K
t—被测介质的温度(ºC)
F²=Zn／Zb—气体压缩因子的平方
我们当天利用相机拍下此表的屏幕显示参数为：
V =281.3 m³/h
P =14.431 bar
t=8.62℃
F²=Zn／Zb=0.984
V0=4254 N m³/h
将以上数据代入公式进行计算：
V0=281.3×（14.431÷1.01325）×[293.15÷﹙273.15﹢8.62﹚] ×0.984＝4101.47 N m³/h
根据计算，流量计显示值与计算值有152.53 N m³/h的差值。
根据以上计算结果可以看出，测量标准状态下天然气流量时质量流量计精度较高，旋进流量计涡街次之，中燃涡轮流量计计算偏差较大。
为了对天然气流量进行更加准确计量接下来还需作如下工作
请天然气末站所用流量计厂家对我们计算结果进行研究，给出回复。
影响质量流量计精度主要因素为天然气平均摩尔质量，请中化及时分析计算，若有较大变化随时调整。
与质量流量计测量相对照并根据SY/T6143-2004标准及时调整涡街流量计压缩因子，减少偏差。
我厂改用质量流量计进行累积计算。
请造气车间重新提参数，更换转子流量计，以对去火炬天然气流量进行准确测量。
四、结束语
以上结果由本人根据记录真实数据和相关标准及资料进行的计算及分析，请相关部门及领导进行审核。
参考文献：
《ABB旋进流量计安装使用说明书》
《罗斯蒙特质量流量计安装使用说明书》
《克罗尼转子流量计安装使用说明书》
《浙江苍南仪表厂涡轮流量计使用说明书》
《ACTARIS Userˊs Guide》
《ACTARIS Instruction manual》
《中石油天然气行业标准SYT 6659-2006 用科里奥利质量流量计测量天然气流量.》
《国标GBT 21391-2008 用气体涡轮流量计测量天然气流量》