使用孔板流量计丈量天然气时,孔板流量计的准确度除与节流装置有关外,还与所采用的规范和天然气物性参数的计算有关。目前,关于使用孔板流量计丈量天然气流量的规范有SYL04-83和A GA 3这两个标准在有关计算上有统一的地方,也存在着分歧,本文结合两个规范讨论一下天然气参数计算和流量计算。
一天然气的物性参数计算孔板流量计与天然气流量丈量
使用孔板流量计丈量天然气流量时,用到天然气物性参数较多,SYL04-83,A GA 3均以不同的形式提供和推荐了天然气物性参数和其计算方法,SYL04-83提供的数据和方法已不是最新的为更好的使用SYL04-83提高天然气流量丈量准确度,以下讨论几个流量计计算影响较大的物性参数的计算方法。
1.天然气中单一组分的物性参数
SYL04-83和A GA 3关于单一组分的物性参数与近期相关的专业发表的数据有些出入,表1笔者根据A GA 31985年版和IUPA C87相对原子质量整理的建议在SYL04-83修订之前协议的使用表1
2.天然气的假临界参数的计算
SYL04-83以示例的形式介绍了用开氏规则计算天然气假临界压力Pe和假临界温度Te方法,当天然气含有H2S和CO2时,这种方法是有偏差的此时应采用WichertA ziz公式计算。其公式为:
式中Te----修正后假临界温度K
Pe---修正后假临界压力MPa
E----温度修正系数,E=66.667A0.9-A 1.5+8.335B0.5+B4其中B为H2S摩尔组分,A =B+XX为CO2摩尔组分。
3.天然气的密度和相对密度计算孔板流量计与天然气流量丈量
天然气的理想气体密度和相对密度,可以参照SYL04-83计算,空气的摩尔质量mair应取为28.9625天然气的真实气体的密度和相对密度应采用GB1106-89天然气发热量,密度和相对密度的计算方法》计算。
4天然气的等熵指数计算
SYL04-83规定一般k=1.3,这是不精确的目前,关于k值的经计算论文较少,本文结合化工行业的手册类出版物,提出一种计算等熵指数k值的方法,供参考使用。
理想气体的比定压摩尔热容一般认为只是温度的函数,可用下式计算:
CP=A 0+A 1T+A 2T2+A 3T22
式中:C―――理想气体比定压摩尔热容kj/mol*K;
T―――气体温度K
A 0A1A2A3为温度系数详见表2
表1天然气中各种气体的物性参数
天然气的单一组分理想气体比定压摩尔热容可由上式求得,混合气的理想气体比定压摩尔热容可用开氏规则计算,其真实气体的比定压摩尔热容可以由下式计算:
CP=CP+CP3
式中CP――真实气体比定压摩尔热容kJ/mol*k
CP――由开氏规则计算的理想气体比定压摩尔热容kJ/mol*K
CP――CP压力修正量KJ/mol*K
CP值可由Prry-Chilton1973版本查出,为计算方便,笔者
用最小二乘法将其拟合为以下的方程0.02Pt2
CP=A Pr+B4
式中A,B----系数,详见表3
P―――天然气的假对比压力
天然气的真实气体比定压摩尔热容CV可由CV=CP-CP-CV求得CP-CV
按下式计算:
式中:Tr------天然气的假对比温度
R------气体普适常数8.314510kj/mol*K