流量计算机对天然气计量准确度的影响

　　一、天然气计量系统的工作原理

　　天然气计量系统通常由流量传感器、温度变送器、压力变送器、在线色谱仪和流量计算机组成。其工作原理为:由流量传感器( 如超声波流量传感器、涡轮流量传感器及各种类型的节流装置配合差压变送器)测量天然气的工况流量; 温度变送器测量天然气的工况温度; 压力变送器测量天然气的工况压力; 在线色谱仪测量天然气的组分; 流量计算机接收流量传感器、温度变送器、压力变送器、在线色谱仪的输出信号, 计算天然气在规定的标准状态下的体积流量(标况流量)。

　　流量计算机具有运算速度快、信息量大、功能强大的优点, 是适应组分复杂、输送压力高、流体状态变化大的天然气计量的特殊要求而产生的新型流量仪表。流量计算机按(1)式计算天然气标况流量。

式中: qs———天然气标况体积流量, m3/h; q———天然气工况体积流量, m3/h; Ts———天然气标况温度, K; T———天然气工况温度, K; Ps———天然气标况压力, MPa; P———天然气工况压力, MPa; Zs———标况下天然气压缩因子; Z———工况下天然气压缩因子。

　　天然气压缩因子根据天然气实际组分, 由流量计算机依据GB/T17747- 1999《天然气压缩因子的计算》的方法进行计算。

　　由(1)式可知, 天然气标况体积流量的准确度同时受工况流量、温度、压力、组分参数的测量准确度和流量计算机的准确度的影响。即天然气计量准确度与流量传感器准确度、温度变送器准确度、压力变送器准确度、在线色谱仪准确度及流量计算机准确度有关。在天然气计量系统中的流量传感器、温度变送器、压力变送器一般以模拟信号传输,流量计算机接受模拟信号, 必须经A/D转换后, 才能按有关方法进行标况体积流量计算。所以, 流量计算机的准确度取决于A/D转换、压缩因子计算方法和计算程序等的准确度。

　　二、天然气计量系统的不确定度分析

　　根据天然气计量系统的工作原理, 天然气标况体积流量的合成相对不确定度按(2)式计算。

式中:uqs———标况体积流量合成相对标准不确定度;uq———工况体积流量测量相对标准不确定度;uT———工况温度测量相对标准不确定度;uP———工况压力测量相对标准不确定度;us———组分测量的相对标准不确定度;uZ———压缩因子计算方法的相对标准不确定度;uA/D———A/D转换相对标准不确定度;uj———流量计算引入的不确定度。