谈天然气流量的孔板计量标准化实施

《天然气流量的标准孔板计量方法》(SY/T6143-1996)是继《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》(GB/T2624-93)和《天然气流量的标准孔板计量方法》(SYL04-83)之后,由前中国石油天然气总公司于1996年4月21日发布,1996年10月1日起实施的一项设计标准,它代替了SYL04-83的全部内容。1.标准修改的背景本标准实施前,原先采用的是《天然气流量的标准孔板计量方法》(SYL04-83),随着我国十几年来的开放改革,市场经济的逐步形成,原先的标准已不再适应现在的市场需要。如孔板用在交接计量或对外贸易上,它涉及到双方的…     

气体基础理论讲座

1.气体的状态与气体体积气体的体积随温度和压力而变化。因此在讨论气体体积时,需指明气体的温度和压力状态。(1)气体标准状态1954年国际计量大会(CGPM)协议的标准状态是:温度273.15K(0℃),压力101.325kPa。(2)气体基准状态气体基准状态是:在测定气体体积流量时,规定的作为计量标准的温度和压力条件。我国目前规定的基准状态是:温度293.15K(20℃),压力101.325kPa。国际标准化组织规定的基准状态是:温度288.15K(15℃),压力101.325kPa。     

SYL04-83在计算流量方面与 ISO5167的关系及差别

本文介绍了 SYL04-83《天然气流量的标准孔板计量方法》编制的依据、及与国际标准 ISO5167的关系和主要差别。相应解答了我国在外贸中因使用标准不同而产生的天然气流量计算的问题。     

用孔板计量时天然气的物性与流量的计算

用孔板流量计测量天然气流量时,天然气的流量测量准确度,不仅取决于节流装置和二次仪表,还与天然气物性参数的计算和采用的计量标准有关。本文结合 AGA3(85)、AGA3(90)、SYL04-83标准对天然气的物性参数计算与流量计算进行了探讨。     

天然气流量的标准孔板计量方法SYL04—83

本文简要介绍了由四川石油勘察设计研究院编写的标准代号为SYL04—83“天然气流量的标准孔板计量方法”的基本情况及特点。重点介绍了该标准的主要内容:总则,标准孔板及取压装置,节流装置的管道要求和安装要求,检验方法,流量计算方法,误差估算。本项目获1983年石油工业部优秀科技成果二等奖和1987年国家科技进步三等奖。     

某海洋气田中心平台三甘醇脱水系统模拟研究

使用Aspen HYSYS软件,对某海洋气田中心平台正在运行的三甘醇(TEG)脱水装置进行模拟计算。在天然气处理规模为175×10~4 m~3/d(15.6℃,101.325 kPa),操作压力(G)9000 kPa,操作温度35℃的条件下,对贫TEG循环量及其质量分数、再沸器温度和汽提气流量进行模拟优化,得到最佳运行参数,并应用于生产操作。在此操作条件下,天然气脱水系统运行正常,干气中水质量浓度不大于30 mg/m~3,满足干气外输要求。     

混氢天然气管道标准孔板流量计适应性研究

目的 将氢气掺入天然气管道中会改变管道内气体的性质和流动状态,可能会影响标准孔板流量计计量准确度,采用ANSYSY Fluent对混氢天然气管道标准孔板流量计进行适应性研究。方法 比较了不同混氢量的天然气对流出系数、可膨胀系数、相对密度系数、超压缩系数、流速及差压的影响。结果 在303.15 K、3 MPa,混氢量为0%～30%的条件下,随着混氢量的增加,会导致差压上升;导致相对密度系数、可膨胀系数和超压缩系数下降;导致流速上升,使测量流量增加。结论 由于氢气的发热量低于天然气,因此,针对混氢天然气,建议采用能量计量。混氢天然气不会对标准孔板流量计准确度产生较大影响。     

油田伴生天然气的计量

油田伴生气（又称湿气）一般采用标准孔板流量计计量,即采用SY／T6143－1996《天然气流量的标准孔板计量方法》行业标准进行设计与计算。该标准中《天然气压缩因子的计算》引用了AGANX－19,提出当天然气真实相对密度和组分超出规定范围时,建议采用美国煤气羁会输气计量委员会的AGA8号报告进行计算。此标准可满足大我数管输天然气的计量要求,但对油田伴生气（高密度值的湿气）按标准中推荐的公式计算压缩因子,将超出限制条件而无法计算出结果。因此标准中提供的因子计算公式不适合油田伴生天然气的计算。     

ʵʩʯ�Ͳ�SY L04-83��׼�����㽨��

本文用法定单位制单位时SY L04-83标准(天然气流量的标准孔板计量方法)的计算公式进行了推导和说明,对二次测量仪表的三种组合方式的优缺点进行了比较,供实施和修改参考。     

国家标准方法——《天然气标准参比条件》将实施

该即将在全国实施的标准规定了测量和计算天然气、天然气代用品及气态的类似流体的压力和温度标准参比条件。标准参比条件主要用于计量交接 ,并将用于描述天然气的气质和数量的各种物理性质统一到一个共同的基准。本标准规定了天然气计量的标准参比条件。标准同时在附录中给出了不同参比条件的换算因子、换算公式及一些计算示例。该项标准是一项基础的标准。目前我国已有非等效采用ＩＳＯ 5 0 2 4 :1976制定的ＧＢ/Ｔ172 91- 1998《石油液体和气体计量的标准参比条件》。实践中发现 ,在某些特定场合只使用一种标准参比条件而产生的较大误差…     

天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响

天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一，也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大，天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性。为此，以3种典型天然气为例，系统分析了天然气物性参数随掺氢浓度的变化趋势，并讨论了天然气管道掺氢对天然气分析计量和相关设备的影响。研究结果表明：(1)当掺氢浓度达40%时，不同天然气的高位发热量、相对密度、沃泊指数、黏度、体积能量密度（10 MPa、20℃）分别下降约27%、35%、10%、20%和40%，压缩因子、声速（10 MPa、20℃）分别上升18%和34%左右；(2)现行天然气产品标准规定的指标限制了天然气掺氢浓度的范围，现有天然气分析计量标准、设备适用的氢气浓度较低，不利于掺氢天然气的准确分析和计量。(3)建议综合各参数确定技术经济性合理的掺氢浓度，修订《天然气：GB 17820—2018》和《进入天然气长输管道的气体质量要求：GB/T 37124—2018》，并开展实验及优化研究拓展分析计量方法、标准和设备的适用范围，合理选用天然气物性参数计算标准。结论认...     

天然气管道内实压实流的可压缩性

利用PIV测试技术对Φ100 mm天然气管道内0.8 MPa下的实流流场进行了6个工况流量的可压缩性测试研究。结果表明：通常在充分发展的天然气湍流流动情况下，圆管流的瞬时截面体积积分流量存在明显的波动，流量的相对脉动幅值保持在4%以内，这表明管道内的压力在天然气介质中是以压力波的形式传递的；而天然气在压力驱动下，由于其本身的可压缩特性，管道截面上的气体密度会出现疏-密相间的变化，相应的截面流量也会出现大-小相间的脉动。在测试区上游15D（管道直径）处加装Φ50~100 mm的变径管，气流的马赫数达到0.2后，流量的相对脉动幅值明显大于常规的4%的水平，气体可压缩比有明显跃增。此时可压缩特性显著，在标准气测量中应认真考虑其对流量精确计量的影响。     

天然气及类似气体产品标准水露点指标解读

水露点是天然气及类似气体产品的一项重要质量指标,正确理解不同产品标准对水露点的技术要求,对天然气及类似气体加工、输送条件的选择和控制具有重要意义。对比分析了GB 17820-2018《天然气》、GB 18047-2017《车用压缩天然气》和GB/T 37124-2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》等对水露点的指标要求,详细解读了各标准对判定水露点超标的工况条件,并通过实例分析了当工况条件发生变化时,测定和评判水露点结果时的关注要点。结果表明:天然气及类似气体的水露点有定性和定量两类指标,定性指标要求在交接点的压力和温度条件下应不存在液态水;定量指标采用“在一定压力下,水露点应比输送条件下最低环境温度低5 ℃”的要求。在此情况下,标准的使用者正确理解“一定压力”和“最低环境温度”是有效判断水露点是否超标的关键。而车用压缩天然气以环境温度-13 ℃为界点,分两种情况规定水露点或水含量,其指标具体明确,具有较好的操作性。提出了GB 18047-2017和GB/T 37124-2018规定水露点指标的局限性,为今后修订相关国家标准提出了建议。其结论对从事天然气分析测试及质量管理的人员正确理解和使用标准具有实际意义,也为天然气脱水处理装置和输气管道的安全平稳运行提供了技术参考。      

CO_2的三甘醇脱水分析

天然气经过脱碳处理后剩余的CO2或电厂回收的CO2中还含有饱和水,为了阻止水合物的形成,防止两相流的出现和CO2溶于水后对管道、设备的腐蚀,在管输之前需要对主体为CO2的混合气体进行脱水处理。运用Aspen HYSYS模拟TEG脱除CO2中水分的过程。在一定气体流量下,通过改变吸收塔工作压力、温度、塔板数、再生塔的重沸器温度和TEG循环量,对影响CO2脱水的因素进行了研究。结果表明,在处理酸性湿气气体流量为46.64×104 m3/d(20℃,101.325kPa)的条件下,采用吸收塔工作压力为2 000kPa,工作温度为常温,吸收塔塔板数为8~10块,再生塔重沸器温度为200℃,TEG循环流率为1.1kg/kg(脱除水量)的工艺优化参数,可使处理后的混合气体含水量满足管输要求。     

天然气能量计量在我国应用的可行性与实践

天然气作为清洁能源的核心价值在于其供出的发热量。由于我国天然气贸易量逐年上升且随着GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》正式实施,天然气交接将从体积计量方式逐步转向能量计量和结算。中国石油天然气股份有限公司于2011年开始在中国石油西南油气田公司建设天然气质量控制和能量计量重点实验室,致力于我国能量计量体系的建设和推广应用。为此,从设备配置和管理、检定规程、方法标准、标准参比条件、气体标准物质、体积流量,以及发热量直接测定量值量传溯源链等方面,深入分析了我国应用能量计量的可行性,并阐述了在西气东输一线和川渝管网的应用实践。结果表明:我国目前已基本具备了实施能量计量的技术条件,整体技术水平在不断提高,可初步满足能量计量应用要求;天然气分析用气体标准物质制备、发热量间接测定、流量原级标准装置水平有待进一步提高。最后提出了6个方面的发展设想来支撑天然气能量计量的全面实施。     

一种用于测定天然气发热量的声光关联法

目的 介绍一种利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法,以便国内天然气质量检测和能量计量工作者与企业能更有效地开展该方法的研究和标准化,同时也为天然气发热量测定方法提供更多样性的选择。方法 在对比分析各种天然气发热量测定方法和相关标准优缺点的基础上,介绍了利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法原理,并分析了一组气体标准物质采用气相色谱法和介绍的关联法测定获得的发热量数据。结果 利用声速和可见光光谱关联测定的天然气发热量测定值与按GB/T 11062-2020《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》的计算值一致性较好,对6种模拟天然气的二元气体标准物质,相对偏差在0.03%～0.42%之间;对5种模拟天然气的多元(最多14个组分)气体标准物质,相对偏差在-0.45%～0.38%之间。结论 初步验证了利用声速和可见光光谱关联法测定天然气发热量的可行性。该方法具有1 s内可获得多个数据、与流量测量同步、测量不受气体组分的限制和H₂影响的特点和优势。建议进一步开展准确度、测定范围、精密度以及现场应用的研究,并适时建立标准方法、发热量直接燃烧0级测...     

7890B气相色谱仪在苏里格气田应用效果及评价

本文介绍7890B气相色谱仪采用填充柱、恒定柱温的分析条件对天然气中无机组分、有机组分进行定性、定量分析,确定了其分析方法和操作条件。并用天然气气体标准物质及天然气样品进行性能评价,其线性评价及样品精密度满足GB/T 13610-2003国家标准中的要求,为天然气计量提供准确、可靠的分析数据。     

对国际标准ISO 10723:2012的认识与讨论

2012年修订发布的国际标准ISO 10723:2012《天然气分析系统的性能评价》与1995版有较大差异,了解和掌握该标准修订前后的技术差异和主要技术内容对于保障我国天然气能量测定的顺利实施具有重要的意义。为加快天然气大规模交接计量方式由传统的体积计量向能量计量过渡,我国已于2008年底发布了国家标准GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》,但迄今未能对商品天然气管网系统中间接法测定天然气发热量的测量不确定度进行整体评估。为此,在了解ISO 10723:2012技术要点的基础上,对比分析ISO 10723:2012与ISO 10723:1995在推荐方法、仪器操作性能规定等方面的改进,探讨了平均校正系数的表达与计算,以及Monte—Carlo法(MCM)模拟的应用。结果表明:(1)与ISO 10723:1995相比,ISO 10723:2012在标准应用范围、MCM评估步骤、不确定度评估、误差设置等4个方面作出了重大改进;(2)根据ISO/IEC指南98-3阐明的原理提出平均校正系数计算式;(3)进入英国管网天然气的MCM模拟的平均误差介于-0.10~0.08 MJ/m~3,符合该国天然气准入协议规定。结论认为,应重视ISO 10723:2012附录B中以平均系数法评价气相色谱仪,并提出建议:(1)ISO 10723:2012对实施能量计量的A级计量系统MPE值规定为±1.0%;(2)在参比条件为15℃(燃烧)和15℃、101 325 Pa(计量)时,天然气组成中虚拟组分C6+按正己烷性质计算其发热量的工况条件下,最大允许误差为0.10MJ·m~(-3),最大允许偏差为0.025 MJ·m~(-3)。     

天然气储运新技术—水合物法储运

天然气水合物（Natural Gas Hydrates简称NGH）,是在一定条件下由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质（可燃冰）,天然气中的主要成份甲烷在0℃,2.78MPa时形成NGH,10℃,3.5MPa下也可形成NGH,在天然气中混入重组份（丁烷以下）形成不同相对密度的混合物可以降低NGH的形成压力,在－3．9－4．4℃,5－6个大气压下,天然气与C3－C5烷烃混合可生成水合物,丙烷能有效降低NGH的形成平衡压力,乙能有效降低一些,天然气中加入5％的乙烷和2％的丙烷可以降低平衡压力约1．15MPa.     

对天然气推荐性国家标准GB/T 31253的讨论

2014年发布的推荐性国家标准"天然气气体标准物质的验证发热量和密度直接测量法"GB/T 31253是以ISO/TR24094技术报告为基础、以修改采用的方式编制而形成的。基于对上述ISO技术报告的分析,认为GB/T 31253在确认方法、气体标准物质确认程序等方面存在着一些问题并对其进行了讨论和质疑。研究认为:(1)ISO/TR 24094的标题宜修改为"天然气分析——气体标准物质的确认方法",该技术报告不宜转化为推荐性国家标准;(2)VAMGAS研究项目使用的2个多元标准气体混合物是以称量法制备的基准级标准气混合物(PSM),使用的参比热量计(或密度天平)也必须是基准级的,其测量不确定度应优于0.1%,这样才能合理地与PSM进行统计比较;(3)水流式热量计测量天然气发热量的扩展不确定度仅为1.0%(k=2),不能作为天然气发热量测定的基准仪器;(4)天然气能量计量涉及气体体积流量计量、直接法和间接法测定天然气发热量等3种计量技术,其量传、溯源方式、不确定度评定方法及其适用标准各不相同;(5)GB/T 31253及其附录中存在着一系列的计量技术规范(JJF)及标准的误用问题,因而其附录B、D、E皆不能成立。最后建议:撤销GB/T 31253,将ISO/TR 24094以等同采用的方式转化为指导性国家标准。