天然气流量计算机的压缩因子计算精度方法及其应用与流程

本发明涉及天然气计量的计算方法及其应用。

背景技术：

为计量的重要组成部分，其计算的精确直接影响着整个计算机的计量质量，而天然气压缩因子作为天然气计量的重要参数在整个天然气计量中起到举足轻重的作用。我国从20世天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源，在我国得到了广泛使用，近年来，我国天然气产量快速攀升，进口量逐年递增，消费量持续增长。天然气贸易过程中的质量和计量越来越受到政府和社会各界的关注。合格的质量、准确的计量直接关系到国家、企业及消费者利益。在我国天然气计量主要使用天然气流量计量设备，主要分为一次仪表和二次仪表，其中二次仪表天然气流量计算机作纪80年代开始,经过对天然气产品质量控制指标、天然气计量系统技术要求和配套的检测技术、方法的长期研究，在2000年左右先后形成了gb17820《天然气》和gb/t18603《天然气计量系统技术要求》国家标准。以此为基础,形成了配套的测试技术与方法，以及完整的标准体系和量传溯源体系。但是目前一些天然气流量计算机厂家由于仪表耗电原因、标准参考不一致、标准把握不准等原因，导致其压缩因子计算经常存在省略一些计算步骤和参数，导致计量存在较大的精度误差，本次发明的天然气流量计算机压缩因子计算评价系统即是为流量计算机的压缩因子的精确计算提供了一种方法，通过此方法评价计算机压缩因子的计算精确性，并对其进行评价。

技术实现要素：

本发明主要是针对目前广泛应用于天然气贸易交易的流量计算机，依据国际国内专业流量计量标准，发明一种对目前市面上应用于贸易结算的天然气流量计算机压缩因子参数精确性进行评价的方法，通过该发明，精确判断流量计算机压缩因子准确性，进而判断并纠正其流量计算的误差，减少天然气流量贸易误差。

本发明的具体技术方案如下：

本发明的提供了天然气的压缩因子计算是流量计算机计算中的重要组成部分。本发明主要利用目前常用的压缩因子计算方法有用gb/t17747.2摩尔分数进行压缩因子的计算。

理想气体状态方程用于实际气体时必须考虑到压缩因子，用以表示实际气体受到压缩后与理想气体受到同样的压力压缩后在体积上的偏差。经过校正后的方程是描述真实气体的性质中，最简单，最直接，最准确，使用的压力范围也最广泛的状态方程。压缩因子的定义式是：

r为常数；z的大小反应出真实气体对理想气体的偏差程度，即z等于vm(真实)除以vm(理想)。由于z反映出真实气体压缩的难易程度，所以将它称为压缩因子。对于理想气体在任何温度压力下，z＝1；但是真实情况下，理想气体是不存在的。所以需要计算压缩因子。

gb/t17747.2用摩尔分数进行压缩因子计算

适用范围：

在此应用范围内，国标中说明此算法的不确定度为千分之一。公式如下：

z──压缩因子；b──第二维利系数；ρm──摩尔密度(单位体积的摩尔数)；

ρr──对比密度；bn、cn、kn为常数，cn^*为温度组成的函数的系数。

其中ρm与ρr满足以下方程：

ρr＝k³ρm

k为混合物体积参数

ρm的求解公式为：

pm＝p/(zrt)·

式中：

p──绝对压力；

r──摩尔气体常数；

t──热力学温度。

输入t、p、xi，计算状态方程系数b和cn^*(n＝13—58)，求解密度，检验∣p(计算)-p(输入)∣＜10^-6是否成立，若不成立则后退至循环求解密度，否则若成立，则输出z＝ρ/(ρmrt)

注：

t，p单位为k，mpa

24个组分的摩尔分数xi之和为1。

24组分的顺序为固定的ch4，n2，co2，c2h6，c3h8，h20，h2s,h2，co,o2，ic4h10,nc4h10,ic5h12,nc5h12,ic6h14,c7h16，c8h18，c9h20，c10h22，he,ar。

详细步骤解析

(1)二维利系数b的计算方程为：

其中an、un、k均为附表中给出的常数，n为24，即组分个数。

将其方程进行拆分，此部分记做b2，b2计算出来是一个值。i和j两层嵌套循环，总共执行24*24次。

(2)计算cn^*

其中有四个中间参数g、q、f、u需要计算，给出其参数的计算公式如下：

(3)计算k

(4)计算真实值p，下面简称(pw)的公式如下

附图说明

图1～图5是压缩因子计算结果。

具体实施方式

本发明主要是提供和发明了一种天然气流量计算机压缩因子的精确性计算和评价方法，并通过软件系统实现评价过程，解决了目前流量计算机压缩因子精度无法进行评价和考核的技术问题。通过该发明，实现了精确计量和评价天然气流量计算机流量计量精度，进而精确计算和核查流量计量贸易值，减少天然气贸易误差，具有很大的经济效益和社会意义。下图为使用该发明方法对现有的流量计算机压缩因子进行评价的实例和数据分析：表1是实施例1的天然气流量计算机的成分表。表2是压缩因子数值表。

表1

表2

如图1—图5是准确判断目前流量计算机的参数误差，并给出误差值。是实施例中天然气流量计算机的压缩因子计算精度评价结果。