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一、壓縮天然氣計(jì)量的特點(diǎn)⒈ 天然氣和其它氣體一樣,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(我國為0.1Mpa 20℃),其質(zhì)量、體積和密度存在著簡單的正比例關(guān)系,亦可近似用理想狀態(tài)方程處理;
⒉ 壓縮天然氣(CNG)體積和質(zhì)量的關(guān)系除了與密度有關(guān)外,還受到溫度、壓力、以及壓縮因子和氣體組份等因素的影響;
⒊ 壓縮天然氣(CNG)計(jì)量時一般要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),還要依據(jù)溫度、壓力進(jìn)行必要的補(bǔ)償修正;
⒋ 壓縮天然氣(CNG)的計(jì)量過程中,氣體的溫度和壓力,尤其是壓力處在不停的變化中,人工很難進(jìn)行補(bǔ)償修正,須依靠自動化程度較高的在線測量系統(tǒng)進(jìn)行;
⒌ 壓縮天然氣(CNG)的氣體組分經(jīng)常變化,引起氣體密度的變化,若采用體積進(jìn)行計(jì)量時,必然引起計(jì)量準(zhǔn)確度的變化;
⒍ 在售氣機(jī)現(xiàn)場的高壓狀態(tài)下進(jìn)行天然氣密度(指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度)的分析測量比較困難,一般都只能近似采用長輸管線末站采樣計(jì)算的密度值;
二、天然氣的常用計(jì)量方法和儀器⒈ 用壓力表計(jì)算法
這種計(jì)量方法,在我國許多地方的CNG加氣站都可以見到。其計(jì)量裝置非常簡單,在加氣管道上有一個壓力表,表的前后各有一個閥門。給汽車加氣時,依據(jù)車載氣瓶的容積和加氣前后的壓力差,經(jīng)計(jì)算求得所加氣的體積數(shù)。
這種計(jì)量方法誤差很大。是夏天加氣還是冬天加氣,是通過儲氣瓶組冷加氣還是由壓縮機(jī)直接熱加氣,盡管壓力差相同,但由于溫度影響很大,所加的氣體體積實(shí)際上大不相同。
⒉ 以科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量
目前各國CNG加氣站絕大多數(shù)都使用這種類型的售氣機(jī)。其中的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種80年代才發(fā)展起來的新型流量測量儀器。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì),是運(yùn)用流體質(zhì)量流量對振動管振蕩的調(diào)制作用為原理,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量的測量。同時具有根據(jù)溫度參數(shù)對質(zhì)量流量和密度測量進(jìn)行補(bǔ)償、修正的功能。除可直接測量流體的質(zhì)量流量外,還可直接測量流體的密度和溫度。
⒊ 以音速文丘利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行天然氣計(jì)量
主要在城市天然氣管網(wǎng)中,作為低壓天然氣用氣量的計(jì)量。音速文丘利質(zhì)量流量計(jì)量,屬于間接式測量方法,當(dāng)天然氣流經(jīng)該流量計(jì)時,取得天然氣的壓力、差壓及溫度變化信號,經(jīng)能流量儀的檢測和運(yùn)算,即可實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量。
用在CNG加氣站中的這種流量計(jì),工作壓力要高達(dá)25Mpa。
⒋ 渦輪式流量計(jì)量法
這是利用測量流體流速來測量流量的速度式流量計(jì)量法(也屬于體積流量計(jì)量法)中的一種,主要用在CNG加氣站進(jìn)氣管線中的低壓天然氣的流量測量。
三、影響CNG計(jì)量準(zhǔn)確度的主要因素⒈ 售氣機(jī)所選流量計(jì)的類型
售氣機(jī)的計(jì)量傳感器,即流量計(jì)有體積流量計(jì)也有質(zhì)量流量計(jì);有間接測量法也有直接測量法,每一種的工作原理和結(jié)構(gòu)型式都不同,適用范圍和測量準(zhǔn)確度也不相同,必然造成售氣機(jī)的計(jì)量準(zhǔn)確度也不一樣。
⒉ 售氣機(jī)中CNG壓力的變化
售氣機(jī)給汽車加氣的過程,是CNG壓力不斷變化的過程。從開始的較大流量,到加氣結(jié)束時的零流量,相應(yīng)的壓力從幾乎0.1Mpa,逐步到達(dá)較大壓力20Mpa。由于天然氣在不同壓力下的壓縮因子是變化的,必然影響經(jīng)過計(jì)量并換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積數(shù)的準(zhǔn)確度。
⒊ 售氣機(jī)附近環(huán)境溫度的變化
天然氣和所有氣體一樣。隨著環(huán)境溫度的變化,所測出的氣體體積數(shù)誤差很大,尤其在夏天和冬天尤為突出。另外,售氣機(jī)的氣體來自地面儲氣瓶組(溫度較低),還是直接來自正在運(yùn)行中的壓縮機(jī)(溫度較高),這個壓縮熱也會對計(jì)量體積造成較大的影響。
⒋ 天然氣密度值的變化
當(dāng)用體積作為計(jì)量單位時,密度值的變化引起的影響是不容忽視的。一般天然氣的組分報告都是在氣田或長輸管線的末站采樣,它所得的出的氣體密度與售氣機(jī)計(jì)量時的壓縮天然氣密度(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))有著較大誤差。因?yàn)槭蹥鈾C(jī)計(jì)量的天然氣,是經(jīng)過脫水干燥、脫硫、混油除油、分離部分高碳烴后的壓縮天然氣,其密度必然要發(fā)生變化。較好的辦法是在售氣機(jī)后取樣,測出密度用于校準(zhǔn)計(jì)量儀器。
⒌ 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的準(zhǔn)確度
標(biāo)定售氣機(jī)時所用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的準(zhǔn)確度,對售氣機(jī)的計(jì)量準(zhǔn)確度的影響是顯而易見的。按照常識,校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的精度,應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于被校準(zhǔn)的計(jì)量設(shè)備。然而我們時常在現(xiàn)場可見到,一些用戶用一般的臺秤(計(jì)量誤差至少在百分之5以上)來校準(zhǔn)售氣機(jī),這個售氣機(jī)的計(jì)量準(zhǔn)確度就可想而知了。
⒍ 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)溫度的設(shè)定
天然氣計(jì)量時所采用的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),各個國家都有不同的規(guī)定,主要是標(biāo)準(zhǔn)溫度不同。例如,美國、英國、加拿大、和澳大利亞等國為15℃;俄羅斯為0或20℃;法國、德國、日本等國為0℃;我國國標(biāo)為20℃(GB1314-77);ISO7504標(biāo)準(zhǔn)則規(guī)定為0℃。標(biāo)準(zhǔn)溫度不同,密度值則不同,依據(jù)質(zhì)量流量計(jì)測量出的天然氣的質(zhì)量,經(jīng)計(jì)算所得到的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積數(shù)必然不同。所以進(jìn)口售氣機(jī)在我國應(yīng)用時一定要注意這一點(diǎn)。