52.3三声道流量计.ppt

天然气计量技术 1 概述 1.1 天然气计量方式 在此谈论的天然气计量是指天然气贸易交接计量，有如下三种计量方式(结算单位)： 体积计量，以标准参比条件下的体积作为商品天然气贸易结算的单位； 质量计量，以质量作为商品天然气贸易结算的单位，一般用于液化天然气的贸易计量； 能量计量，以标准参比条件下的能量作为商品天然气贸易结算的单位。 1.2 天然气计量目的 天然气计量的目的为： 保证提供商品天然气的质量符合相关标准和法规的要求； 保证测量的天然气交接量公平公正、合法和准确 。 1.3 天然气计量特点 天然气贸易交接计量如下特点： 公平公正，要求整个计量系统的设计、使用和维护符合相关法律法规的要求，并得到双方的认可； 合法，所有计量参数的测量方法都有标准和规程可依，相应的计量器具都按相关标准和规程进行检定或校准； 准确，计量系统中计量器具的准确度应满足标准和规范中对应等级的最低准确度要求； 经济，在保证准确度的前提下，应考虑投资回报率问题。 2 天然气计量标准 2.1 概述 天然气流量计量的一个重要目的是用于贸易结算，为了保证计量结果准确，要求使用科学的、成熟的和实用的计量方法以保证计量结果的统一。而保证计量结果准确和统一的最佳方法是用标准规定允许使用的计量方法。各国及某些机构都为制定相应的计量方法标准予以高度重视，具有代表性和先进性的国家和机构有美国的石油协会（API）、气体协会（AGA）、材料测试协会(ASTM)及气体加工协会(GPA)、欧共体（EN）、国际标准化组织(ISO)和国际法制计量组织(OIML)。 2.2 计量系统标准 2.3 流量测量标准 2.4 组成分析测定标准 2.5 物性参数测定标准 3 标准参比条件 标准参比条件有压力、温度和湿度三个因素。世界各国的标准参比压力都采用101.325kPa，而温度则与地理位置和传统历史有关，有0、15、20、25℃，对于湿度，一般使用两种极端，即：干气或饱和水。体积计量和发热量测量都要求规定标准参比条件，体积计量一般只规定压力和温度两个因素；发热量有压力、温度和湿度三个因素，温度有燃烧温度和体积计量温度两种，也有使用一种温度或两种温度相同。ISO 13443规定的标准参比条件为101.325kPa、15℃和饱和水，并推荐成员国使用，但各国都根据自己的规定相应的标准参比条件。我国使用的参比条件是101.325kPa， 20 ℃。 4 天然气的组成分析 天然气组成分析和物性参数测定是为天然气勘探、开发和生产提供基础数据。在计量领域中，天然气组成分析和物性参数测定的目的是为流量测量提供物性参数数据。 天然气组成分析在常规分析和延伸分析两种。 对于管输天然气，一般只涉及到常规分析，最高组成分析至C8。 对于井口和管输原料气，含有重烃组分，需要进行延伸分析，即分析至C16+。 在此只讨论常规分析，分析使用的仪器为气相色谱仪。 天然气常规分析已经有成熟的标准方法，主要有ISO 6974、ASTM D1945、GPA 2261和GB/T 13610四个标准系统，讨论如下： ISO 6974标准的名称为“在一定不确定度下用气相色谱法测定天然气的组成”，由如下6个标准组成： ISO6974-1：2000，第1部分 常规分析导则； ISO6974-2：2000， 第2部分 测量系统特性和数理统计； ISO6974-3：2000， 第3部分 用两根填充柱测定氢、氦、氧、氮、二氧化碳和直至C8的烃类； ISO6974-4：2000， 第4部分 实验室和在线系统中用两根色谱柱测定氮、二氧化碳、C1至C5及C6+的烃类； ISO6974-5：2000， 第5部分 实验室和在线系统中用三根色谱柱测定氮、二氧化碳、C1至C5及C6+的烃类； ISO6974-6：2000 ，第6部分 实验室和在线系统中用三根毛细色谱柱测定氢、氦、氧、氮、二氧化碳和直至C8的烃类”。 ASTM D1945和GPA 2261都只有一个部份，GB/T 13610是参照ASTM D1945制定的，它们的差别主要体现在适用范围和操作条件上。 总体而言，ISO 6974标准具有其它ISO标准的共同特点，逻辑、结构严谨，分析条件规定详细明确，使用者只能按其要求配置设备和操作。ASTM和GPA标准比较实用，只规定获得准确数据所需的分析条件指示，使用体积条件由使用者灵活选择，可操作性强。 5 超声波流量计 5.1 工作原理 用于天然气流量测量的超声流量计使用的是时间差法。图5.1-1 为直射式超声流量计的工作原理示意图。 在管壁两边安装一对斜角为?的超声换能器，两个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。此时顺流和逆流的接收时间为： 式中：tab——超声波从上游换能器传至下游换能