在线气相色谱仪对超声流量计测量的影响

　　在天然气计量交接过程中，为实现交接的统一和使用方便，使数据具有可比性，需要计量标况下的流量，而在工况和标况之间转换时除了受温度和压力的影响外，压缩因子也会产生一定的影响，目前场站超声流量计计量用到的气体组分主要通过在线气相色谱仪实时检测得到的，由于现场对在线气相色谱仪使用、维护、保养条件有限，再加上现场条件比较恶劣，在线气象色谱仪会产生一定的分析误差。由标准工况转工作工况的公式 ( 1) 可以看出，公式中变化因子较多，单纯靠公式分析组分分析数据对标准工况下流量计量的影响比较复杂。本文主要以实验所得数据为依据，通过数据变化规律和计算实例来证明组分数据对计算结果的影响，适用天然气的范围是 0 ～10MPa。在线气相色谱仪对超声波流量计测量的影响作如下分析。

　　1 理论分析

　　天然气组分直接影响的是压缩因子，超声流量计测量的最终结果是标准状态下流经流量计的天然气的体积，而超声波流量计直接计量结果为工作状态下的天然气体积流量，要得到标况下的流量需要用式( 1)[1]进行计算:

　　式中: qn为标准参比条件下的瞬时流量，m3/ h; qf为工作条件下的瞬时流量，m3/ h; pn为标准参比条件下的绝对压力，MPa; pf为工作条件下的绝对静压力，MPa; Tn为标准参比条件下的热力学温度，K; Tf为工作条件下的热力学温度，K; Zn为标准参比条件下的压缩因子，按 GB/T 17747 计算得出; Zf为工作条件下的压缩因子，按 GB/T 17747 计算得出。

　　设由实验室气相色谱仪分析得到的数据计算出的流量为 qn1，在线气相色谱仪计算的流量为 qn2，则引起体积流量的相对误差 υ 为:

　　组分分析数据误差引起标况下的体积流量误差为:

　　2 实验数据分析

　　以某次对天然气场站取样分析数据 ( 见表 1) 为例进行分析，由于温度对压缩因子的影响很小，所以可以取相同温度下一工况和一标况压力 ( 选 5MPa)进行分析，改变组分中某几种组分的组成，通过计算在不同压力下的数据，分析数据的变化规律得出结论。

　　天然气组成中组分最多的是甲烷和乙烷，所以分析中选用的是改变甲烷和乙烷组分含量，每组数据乙烷含量依次增加 1% ，甲烷含量依次减少 1% ，共取了十二组数据 ( 即甲烷含量依次由 93. 4015%变为 82. 4015% ，乙烷含量依次由 3. 6465% 变为14. 6465% ) ，来 看 一 下 在 0℃ ，0. 101325MPa 下 和0℃ ，5MPa 下压缩因子 Z1、Z2的变化规律，通过GB / T 17747 计算得出压缩因子[2]，见表 1。