孔板流量計(jì)測量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn):SYL04-83
前言:使用孔板流量計(jì)測量天然氣時(shí),孔板流量計(jì)的準(zhǔn)確度除與節(jié)流裝置有關(guān)外,還與所采用的標(biāo)準(zhǔn)和天然氣物性參數(shù)的計(jì)算有關(guān)。目前,關(guān)于使用孔板流量計(jì)測量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)有SYL04-83和AGA 3 ,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在有關(guān)計(jì)算上有統(tǒng)一的地方,也存在著分歧,本文主要介紹孔板流量計(jì)測量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)SYL04-83
一、SYL04-83和AGA 3的關(guān)系
1、AGA 3 SYL04-83給了相互一致的流量系數(shù)公式,AGA 3(1990年版)給出了流出系數(shù)和速度接近系數(shù)的定義,并以其乘積代替了流量系數(shù)。有些數(shù)據(jù)應(yīng)用了新近研究的結(jié)果,在SYL04-83沒修訂前應(yīng)允許交接(特別是涉外交接)雙方協(xié)議的使用AGA3(1990版)中流出系數(shù)和速度系數(shù)接近系數(shù)公式。
2、AGA 3和SYL04-83分別給出了流量公式,由于超壓縮系數(shù)的定義不一致,采用理想氣體相對密度計(jì)量流量的公式中Zb這個(gè)因素,使用時(shí)注意這一點(diǎn)。SYL04-83在推薦導(dǎo)常數(shù)因子項(xiàng)時(shí),使用了空氣的密度1.2046,并且由此得出常數(shù)因子Ab=0.0003619(靜壓以MPa為單位時(shí)為0.3619),推導(dǎo)常數(shù)因此,空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)理想氣體密度應(yīng)為1.204004,此時(shí)Ah=0.00036202(0.36202)。使用SYL04-83時(shí)注意這一問題。
使用孔板流量計(jì)測量天然氣流量時(shí),應(yīng)地計(jì)算天然氣物性參數(shù),盡量使用數(shù)據(jù),提高天然氣流量測量準(zhǔn)確度。
二、SYL04-83中關(guān)于天然氣的假臨界參數(shù)的計(jì)算
SYL04-83 以示例的形式介紹了用開氏規(guī)則計(jì)算天然氣假臨界壓力Pe和假臨界溫度Te的方法,當(dāng)天然氣含有H2S和CO2時(shí),這種方法是有偏差的,此時(shí)應(yīng)采用Wichert—Aziz公式計(jì)算。其公式為:
式中 Te----修正后假臨界溫度 K
Pe---修正后假臨界壓力 MPa
E----溫度修正系數(shù),E=66.667(A0.9-A1.5)+8.335(B0.5+B4)其中B為H2S的摩爾組分,A=B+X,X為CO2的摩爾組分。
三、SYL04-83中天然氣的密度和相對密度計(jì)算孔板流量計(jì)與天然氣流量測量
天然氣的理想氣體密度和相對密度,可以參照SYL04-83計(jì)算,空氣的摩爾質(zhì)量mair應(yīng)取為28.9625。天然氣的真實(shí)氣體的密度和相對密度應(yīng)采用GB1106-89《天然氣發(fā)熱量,密度和相對密度的計(jì)算方法》計(jì)算。
四、SYL04-83中天然氣的等熵指數(shù)計(jì)算
SYL04-83規(guī)定一般k=1.3,這是不的,目前,關(guān)于k值的經(jīng)計(jì)算論文較少,本文結(jié)合化工行業(yè)的手冊類出版物,提出一種計(jì)算等熵指數(shù)k值的方法,供參考使用。
理想氣體的比定壓摩爾熱容一般認(rèn)為只是溫度的函數(shù),可用下式計(jì)算:
CP=A0+A1T+A2T2+A3T2 (2)
式中: C―――理想氣體比定壓摩爾熱容 kj/mol *K;
T―――氣體溫度 K
A0 , A1 , A2 , A3 為溫度系數(shù) 詳見表2
表1 天然氣中各種氣體的物性參數(shù)
天然氣的單一組分理想氣體比定壓摩爾熱容可由上式求得,混合氣的理想氣體比定壓摩爾熱容可用開氏規(guī)則計(jì)算,其真實(shí)氣體的比定壓摩爾熱容可以由下式計(jì)算:
CP=CP+CP (3)
式中 CP ――真實(shí)氣體比定壓摩爾熱容 kJ/mol*k
CP ――由開氏規(guī)則計(jì)算的理想氣體比定壓摩爾熱容 k J/mol*K
CP ―― CP的壓力修正量 KJ/mol*K
CP值可由Prry-Chilton 1973版本查出,為計(jì)算方便,筆者
用zui小二乘法將其擬合為以下的方程(0.02《 Pt《2 》
CP=APr+B (4)
式中 A, B ----系數(shù),詳見表3
P―――天然氣的假對比壓力
天然氣的真實(shí)氣體比定壓摩爾熱容CV可由CV=CP-(CP-CV)求得 CP-CV
按下式計(jì)算:
式中: Tr------天然氣的假對比溫度
R------氣體普適常數(shù)8.314510 kj/mol *K
表2 各種氣體的溫度系數(shù)
表3 天然氣假對比溫度及系數(shù)
天然氣的k值并不嚴(yán)格等于 ,還應(yīng)對比值進(jìn)行真實(shí)氣體修正,但對于計(jì)算膨脹系數(shù)而言,可以不再修正,按下式計(jì)算:
五、SYL04-83中天然氣的壓縮系數(shù)和超壓縮系數(shù)計(jì)算
超壓縮系數(shù)的計(jì)算偏差對流量計(jì)算影響較大。SYL04-83以附表的形式給出了壓縮系數(shù)和超壓縮系數(shù),使用時(shí)需要內(nèi)插,認(rèn)為誤差較大;
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