探讨影响天然气流量计量压缩因子的因素

王军伟

摘要：通过分析天然气流量计量原理，利用文献资料提供的实验数据，结合理论研究结论，得出天然气压缩因子的影响因素有：工况压力、温度及气体组份，定性并部分定量给出了这些因素对压缩因子及计量值的影响，探讨了天然气流量计量的最佳解决方案。

关键词：压缩因子；工况压力；工况温度；气体组份；计量误差

（二）公司天然气计量系统现状

公司天然气计量采用差压式流量计，进行了工况温度、压力测量，流量计算机进行体积流量计算，没有配备组份分析仪表。正常工作状态是：瞬时流量范围变化很小，工作绝对压力2.0MPa左右，通过调节基本稳定，工作温度四季变化范围为：（-10-30）℃，因温度、压力对压缩因子的影响量无法得到准确的计算数据，也未配备成分分析仪表，目前未对压缩因子进行修正， 体积修正系数在流量计算机中设置为1。

（三）体积修正系数的影响量及误差分析

从理论分析结论我们知道，影响天然气压缩因子的主要因素是：温度、压力、气体的成分变化。下面着重分析这几方面对Z0/Z1的影响，同时给出Z0/Z1设置为1引起的测量结果误差。

1.天然气压力变化的影响

因上文提到公司流量计工作压力受控，变化很小，对Z0/Z1影响较小。

2.天然气温度变化的影响

我们首先假设天然气成份保持不变，分析温度变化的影响。因操作压力能控制在2.0MPa左右，当温度在（-10-30）℃范围内变化时，查文献资料2，下表1是某种组份天然气用SGERG-88方法计算出的温度与Z0/Z1之间的关系。

将Z0/Z1值代入公式（6）计算，温度变化对测量结果的影响可计算如下表2。

从表1、表2可见，当不考虑组份变化、压力变化、差压式流量计系统误差的影响，温度越低Z0/Z1越大，将Z0/Z1简单设为1时，测量值与理论值相对误差越大，在-10 ℃时达-2.78%，对于天然气计量影响很大。

3.天然气成份变化的影响

假设工况压力、温度不变，天然气成份变化对压缩因子也有着不可忽略的影响。查文献资料3，在工况压力为1.15MPa，温度 为288K时，分析某天然氣公司几种不同成份的天然气，得到下表3数据。

同样将Z0/Z1代入公式（6）计算，天然气成份变化对测量结果的影响可计算如下表4。

从表3可见，当不考虑温度、压力变化、差压式流量计系统误差的影响，甲烷含量越低，Z0/Z1越大，将Z0/Z1简单设为1时，测量值与理论值相对误差越大，在甲烷含量为74%时，达-1.98%，对测量值结果影响较大。

综上，当压缩因子、体积修正系数未进行修正，操作条件温度、压力、天然气中气体成份的变化，都使得测量值与实际值产生较大的误差，当这些影响因素出现叠加，再考虑到差压式流量计理论上准确度等级为2.0的系统误差，该套流量计测量不确定度大，要给出定量的误差计算还需要进一步研究与探讨。

三、结果讨论

天然气计量研究工作已能提供压缩因子的计算软件，进一步减小流量计算误差也变得可行了。可计算温度、压力、天然气成份对压缩因子的影响，将补偿值输入流量计算机，在现有流量计量系统基础上，实施改进，降低误差。