基于能量计量的燃气计量方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于能量计量的燃气计量方法，燃气计量装置接收气相色谱分析仪传输的天然气组分数据，并根据天然气组分、实时压力和实时温度确定天然气的真实体积发热量；然后计量实际温度和压力下的天然气用量Vt，并转换为标准状况下的燃气流量Vn；最后根据Vn，确定天然气的能量E，，完成能量计量。本发明还提供了实现本发明方法的基于能量计量的燃气计量装置。本发明方法燃气计量装置接收气相色谱分析仪传输的天然气组分数据，并根据天然气组分、实时温度和压力测算出天然气的真实体积发热量，再结合天然气体积流量测算出天然气的能量，实现能量计量，是一种新的计量方式，且该计量方式更合理，更加准确。
【专利说明】基于能量计量的燃气计量方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气计量【技术领域】，特别是一种基于能量计量的燃气计量方法，以及实现基于能量计量的燃气计量装置。
【背景技术】 [0002]天然气是清洁、高效能源，因此越来越多的城镇居民使用天然气。燃气表是计量用户燃气使用量的设备。目前的天然气计量装置，家庭用燃气表(皮模表)都是计量工况(实际工作时的情况)条件下的体积流量，然而由于天然气的可压缩性，在不同的温度和压力情况下的体积计量是不同的，导致燃气计量不准确。目前的工商业用户采用流量计与体积修正仪配合使用，把天然气的体积都转换到一个标准状态下(在中国是一个标准大气压，101.325KPa和20摄氏度)，这样就解决了体积流量可变导致计量不准确的问题，便于相关各方进行贸易结算。
[0003]用户使用燃气的目的是获取热能，如果按照使用的热能多少来支付燃气使用费用显得更合理。然而目前燃气公司按体积来收费，由于天然气的组成成分复杂，不同时间不同来源的天然气的组成成分不同，每种成分的含量也差别较大，由于每种成分的发热量不一样，因此，即使在标准状况下的同样体积的天然气，由于组分的不同，天然气的发热量也是不一样的。因此根据燃气体积来计量也是不够准确的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中所存在的按照体积进行燃气计量存在计量不准确的不足，提供一种基于能量计量的燃气计量方法，同时提供一种实现基于能量计量的燃气计量装置。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
[0006]步骤1:燃气计量装置接收气相色谱分析仪测量的天然气组分数据；
[0007]步骤2:燃气计量装置接收压力传感器实时采集的天然气压力Pt数据和温度传感器实时采集的温度Tt数据，并根据Pt和Tt测算计量参比条件温度t2、压力p2下的压缩因子Z..^mix，
[0008]步骤3:燃气计量装置根据天然气的组分和压缩因子Zmix，测算天然气作为真实气体时的真实体积发热量所述真实体积发热量为:计量参比条
件温度t2、压力p2下的单位体积天然气，在燃烧参比条件温度h、压力P1下的体积发热量；
[0009]步骤4:燃气计量装置的流量计数单元计量实际温度和压力下的天然气体积用量Vt,并将天然气体积用量Vt转换为计量参比条件温度t2、压力P2下的天然气体积流量Vn ；
[0010]步骤5:燃气计量装置根据天然气的真实体积发热量F(/2,A)]和天然气体积
流量Vn，确定天然气的能量E，￡ =p2)]xFe，完成能量计量。
[0011]根据本发明实施例，所述步骤3中测算天然气作为真实气体时的真实体积发热量
【权利要求】
1.一种基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:燃气计量装置接收气相色谱分析仪测量的天然气组分数据； 步骤2:步骤2:燃气计量装置接收压力传感器实时采集的天然气压力Pt数据和温度传感器实时采集的温度Tt数据，并根据Pt和Tt测算计量参比条件温度t2、压力p2下的压缩因子Z..-J ^mix ? 步骤3:燃气计量装置根据天然气的组分和压缩因子Zmix，测算天然气作为真实气体时的真实体积发热量童[I,，r(i2,P2I;所述真实体积发热量为:计量参比条件温度t2、压力P2下的单位体积天然气，在燃烧参比条件温度、压力P1下的体积发热量； 步骤4:燃气计量装置的流量计数单元计量实际温度和压力下的天然气体积用量Vt，并将天然气体积用量Vt转换为计量参比条件温度t2、压力p2下的天然气体积流量Vn ； 步骤5:燃气计量装置根据天然气的真实体积发热量/?,F(I25P2)]湘天然气体积流量Vn,确定天然气的能量E, E = Illti,V(t2,p2)] X Vn?完成能量计量。
2.根据权利要求1所述的基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，所述步骤3中测算天然气作为真实气体时的真实体积发热量的方法是: 首先，根据天然气的组分，确定天然气视作理想气体时的理想体积发热量H\t{.V{Lyp2)]，所述理 想体积发热量为:计量参比条件温度t2、压力P2下的单位体积天然气，在燃烧参比条件温度^、压力P1下的体积发热量，(i2,P,)] = ￡{.T,.IltijItl,V(t2,P2)]}，其中，行hPiyj 为天然气作为理想气体时， /?Oj^在燃烧参比温度、压力P1下组分j的体积发热量；Xj为天然气中组分j的摩尔分数，由气相色谱分析仪测量得到；N为天然气的组分数量； 然后，根据天然气作为理想气体时的理想体积发热量，确定天然气作为真实气体时的真实体积发热量犮[^1^,,外}]，=.竺妾.令匕.,旦,Zmix为计量温度t2、压力P2下的压缩因子。
3.根据权利要求1所述的基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，所述步骤3中测算天然气作为真实气体时的真实体积发热量P:)；]的方法是: 首先根据天然气的组分，确定天然气视作理想气体时，天然气在燃烧参比温度、压
—Λ_力P1下的摩尔发热量Ι7?)? } =,其中，Fi0Ci1)为天然气作为理想气体时，在燃烧参比温度A、压力P1下组分j的摩尔发热量；Xj为天然气中组分j的摩尔分数，由气相色谱分析仪测量得到；N为天然气的组分数量； 然后根据天然气的摩尔发热量，由确定天然气作为理想气体时的理想体积发热量其中，R为摩尔气体常数，T2为绝对温度，T2=t2+273.15，/7(>[i,,r(GA)]_为计量温度t2、压力P2下单位体积的天然气，在燃烧参比条件温度、压力P1下的体积发热量；最后根据天然气作为理想气体时的理想体积发热量，确定天然气作为真实气体时的真 实体积发热量IftiF(Z2J2)],亀，v(h^)]，Zmix为计量温度t2、压力P2下的压缩因子。
4.根据权利要求1所述的基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，所述燃烧参比条件温度h为20°C，压力P1为一个标准大气压。
5.根据权利要求4所述的基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，所述计量参比条件温度t2为20°C，压力P2为一个标准大气压。
6.根据权利要求5所述的基于能量计量的燃气计量方法，其特征在于，步骤3中测量天然气作为真实气体，测算真实体积发热量的方法是:采用燃烧式热量计直接测量得到。
7.实现权利要求2或3所述方法的一种基于能量计量的燃气计量装置，包括提供电能的电源单元，还包括微处理器，所述微处理器连接有体积流量计数单元、用于实时采集天然气压力的压力传感器和用于实时采集天然气温度的温度传感器，所述流量计数单元用于计量实际温度和压力下的天然气体积用量，微处理器还通过有线或无线方式接收气相色谱分析仪传输的天然气组分数据； 所述微处理器根据天然气的实时压力和温度得到压缩因子，并根据压缩因子将天然气体积用量转换为计量参比条件温度t2、压力p2下的天然气体积流量，根据天然气的组分和压缩因子得到天然气的体积发热量，再根据体积发热量和体积流量得到天然气的能量。
8.根据权利要求7所述的基于能量计量的燃气计量装置，其特征在于，所述气相色谱分析仪设置于所述基于能量计量的燃气计量装置中，气相色谱分析仪通过I2C总线或485总线或串口或网络接口连接微处理器。
9.根据权利要求7所述的基于能量计量的燃气计量装置，其特征在于，所述微处理器还连接有数据远传单元。
10.根据权利要求9所述的基于能量计量的燃气计量装置，其特征在于，所述气相色谱分析仪设置于燃气管道的总输入口处，气相色谱分析仪通过有线或无线网络连接数据远传单元。
【文档编号】G01F1/86GK103542904SQ201310521746
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】刘勋, 赵勇, 雷新民 申请人:成都千嘉科技有限公司