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CNG加气站压缩天然气的计量

一、压缩天然气计量的特点⒈ 天然气和其它气体一样,在标准状态下(我国为0.1Mpa  20℃),其质量、体积和密度存在着简单的正比例关系,亦可近似用理想状态方程处理;

⒉ 压缩天然气(CNG)体积和质量的关系除了与密度有关外,还受到温度、压力、以及压缩因子和气体组份等因素的影响;

⒊ 压缩天然气(CNG)计量时一般要换算成标准状态,还要依据温度、压力进行必要的补偿修正;

⒋ 压缩天然气(CNG)的计量过程中,气体的温度和压力,尤其是压力处在不停的变化中,人工很难进行补偿修正,必须依靠自动化程度较高的在线测量系统进行;

⒌ 压缩天然气(CNG)的气体组分经常变化,引起气体密度的变化,若采用体积进行计量时,必然引起计量准确度的变化;

⒍ 在售气机现场的高压状态下进行天然气密度(指标准状态下的密度)的分析测量比较困难,一般都只能近似采用长输管线末站采样计算的密度值;

二、天然气的常用计量方法和仪器⒈ 用压力表计算法

这种计量方法,在我国许多地方的CNG加气站都可以见到。其计量装置非常简单,在加气管道上有一个压力表,表的前后各有一个阀门。给汽车加气时,依据车载气瓶的容积和加气前后的压力差,经计算求得所加气的体积数。

这种计量方法误差很大。是夏天加气还是冬天加气,是通过储气瓶组冷加气还是由压缩机直接热加气,尽管压力差相同,但由于温度影响很大,所加的气体体积实际上大不相同。

⒉ 以科里奥利质量流量计进行计量

目前各国CNG加气站绝大多数都使用这种类型的售气机。其中的科里奥利质量流量计是一种80年代才发展起来的新型流量测量仪器。

科里奥利质量流量计,是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用为原理,实现质量流量的测量。同时具有根据温度参数对质量流量和密度测量进行补偿、修正的功能。除可直接测量流体的质量流量外,还可直接测量流体的密度和温度。

⒊ 以音速文丘利质量流量计进行天然气计量

主要在城市天然气管网中,作为低压天然气用气量的计量。音速文丘利质量流量计量,属于间接式测量方法,当天然气流经该流量计时,取得天然气的压力、差压及温度变化信号,经能流量仪的检测和运算,即可实现流量计量。

用在CNG加气站中的这种流量计,工作压力要高达25Mpa。

⒋ 涡轮式流量计量法

这是利用测量流体流速来测量流量的速度式流量计量法(也属于体积流量计量法)中的一种,主要用在CNG加气站进气管线中的低压天然气的流量测量。

三、影响CNG计量准确度的主要因素⒈ 售气机所选流量计的类型

售气机的计量传感器,即流量计有体积流量计也有质量流量计;有间接测量法也有直接测量法,每一种的工作原理和结构型式都不同,适用范围和测量准确度也不相同,必然造成售气机的计量准确度也不一样。

⒉ 售气机中CNG压力的变化

售气机给汽车加气的过程,是CNG压力不断变化的过程。从开始的较大流量,到加气结束时的零流量,相应的压力从几乎0.1Mpa,逐步到达较大压力20Mpa。由于天然气在不同压力下的压缩因子是变化的,必然影响经过计量并换算成标准状态下的气体体积数的准确度。

⒊ 售气机附近环境温度的变化

天然气和所有气体一样,对温度的变化比较敏感。随着环境温度的变化,所测出的气体体积数误差很大,尤其在夏天和冬天尤为突出。另外,售气机的气体来自地面储气瓶组(温度较低),还是直接来自正在运行中的压缩机(温度较高),这个压缩热也会对计量体积造成较大的影响。

⒋ 天然气密度值的变化

当用体积作为计量单位时,密度值的变化引起的影响是不容忽视的。一般天然气的组分报告都是在气田或长输管线的末站采样,它所得的出的气体密度与售气机计量时的压缩天然气密度(换算成标准状态)有着较大误差。因为售气机计量的天然气,是经过脱水干燥、脱硫、混油除油、分离部分高碳烃后的压缩天然气,其密度必然要发生变化。较好的办法是在售气机后取样,测出密度用于校准计量仪器。

⒌ 标准计量器具的准确度

标定售气机时所用标准计量器具的准确度,对售气机的计量准确度的影响是显而易见的。按照常识,校准用的标准计量器具的精度,应远远高于被校准的计量设备。然而我们时常在现场可见到,一些用户用一般的台秤(计量误差至少在5%以上)来校准售气机,这个售气机的计量准确度就可想而知了。

⒍ 计量标准温度的设定

天然气计量时所采用的标准状态,各个国家都有不同的规定,主要是标准温度不同。例如,美国、英国、加拿大、和澳大利亚等国为15℃;俄罗斯为0或20℃;法国、德国、日本等国为0℃;我国国标为20℃(GB1314-77);ISO7504标准则规定为0℃。标准温度不同,密度值则不同,依据质量流量计测量出的天然气的质量,经计算所得到的标准状态下的体积数必然不同。所以进口售气机在我国应用时一定要注意这一点。