[發明專利]一種天然氣的氣體流量計量方法

有效

• 申請號: 201310301786.6
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103335682A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉勛
• 申請（專利權）人: 成都千嘉科技有限公司
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林輝輪;王蕓

技術領域

本發明屬于氣體流量計量技術領域，尤其涉及一種天然氣的氣體流量計量方法。

背景技術

在天然氣的氣體流量計量中，目前采用的是體積計量，由于氣體的體積流量與氣體的溫度、壓力都有很大的關系，同樣的氣體在不同的溫度、壓力下的流量計量相差有時較大，造成了采用傳統的天然氣氣體流量計量方法誤差較大，現在的流量計量都會把氣體的體積流量轉換到一個標準條件（在中國為一個標準大氣壓和20攝氏度）下的氣體流量，稱為標況下的氣體體積流量，而把當地溫度和壓力下測得的體積流量叫工況下氣體體積流量，然后再根據當地的溫度和壓力，經過一定的公式算法得到標況下的氣體體積流量，而這個公式算法的核心就是計算氣體的壓縮因子。

目前，計算氣體的壓縮因子的算法主要有三種方法：AGA?NX-19（目前的流量積算儀基本都采用該算法）,該計算方法對天然氣的組分有特殊的要求，計算精度有限，按照國標GB/T?18603-2001表A.1準確度為C級要求時，非貿易計量系統和貿易計量系統允許按該算法計算。但當天然氣計量系統符合國標GB/T?18603-2001表A.1準確度為A、B級要求時,應按照GB/T?17747（所有部分）計算壓縮因子的值，而該標準包含兩種壓縮因子的計算方法（也叫做AGA8-92DC算法和SGERG-88算法），這兩種計算方法涉及到指數運算，計算量相當大，即使在現在的桌面計算機上運算也需要相當長的時間，而在流量計（一般配流量積算儀等電子部件）等天然氣計量系統上，流量積算儀一般采用低功耗的MCU(單片機)。在流量積算儀直接計算這兩種壓縮因子算法是不可能的（因為MCU的內存資源、計算能力、功耗、計算時長都不允許），因此采用其它方法勢在必行。

在現有的天然氣的氣體流量計量方法中，對氣體壓縮因子的使用，目前通常采用AGA?NX-19算法,該算法只能滿足國標GB/T?18603-2001表A.1準確度為C級的要求。當天然氣計量系統要符合國標GB/T?18603-2001表A.1準確度為A、B級要求時,應按照GB/T?17747（AGA8-92DC算法或SGERG-88算法）計算壓縮因子的值，在流量積算儀等嵌入式計量裝置中直接用這兩種算法計算壓縮因子是不可能的，因此必須采用一種高精度的天然氣的氣體流量計量方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種天然氣的氣體流量計量方法。通過該方法得出的天然氣氣體流量結果在精度上符合國標GB/T?18603-2001表A.1準確度為A、B級要求，為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

????一種天然氣的氣體流量計量方法，包括以下步驟：

????第一步：利用氣體色譜儀測量得到實際天然氣的組份；利用計量裝置測量得到實際天然氣的壓力值和溫度值；

????第二步：上位機讀取所述實際天然氣的組份并利用AGA8-92DC算法或SGERG-88算法計算出第一壓縮因子；

第三步：根據所述第一壓縮因子的二維數組值，以壓力為基準，選取所述第一壓縮因子中的兩個壓力值，對所述第一壓縮因子進行曲線擬合，記錄擬合曲線的參數并將所述擬合曲線的參數傳送給計量裝置；

第四步：所述計量裝置根據實時測得的天然氣溫度和壓力，選取與實際壓力值最接近的至少兩條所述擬合曲線，分別計算出在實時溫度下的第二壓縮因子，再對所述實時溫度下的第二壓縮因子進行線性插值，得到在當前溫度和壓力下的第三壓縮因子Z_t。

????第五步：根據標況下天然氣的溫度（20攝氏度）和壓力（1個標準大氣壓，101.325kPa），采用與第四步一樣的計算方法（選取與一個標準大氣壓力值最接近的兩條所述擬合曲線，分別計算出在20攝氏度下的第二壓縮因子，再對所述標況溫度下的第二壓縮因子進行線性插值），計算得到在標況下的第四壓縮因子Z_n，該壓縮因子也可以由上位機計算后（因為天然氣的組分、溫度和壓力已知，利用第二步的算法得到）并傳送給計量裝置來得到，根據所述第三壓縮因子Z_t和第四壓縮因子Z_n計算得到天然氣在標況下的精確氣體流量。

?????在上述第五步中，計算天然氣在標況下（1個標準大氣壓，20攝氏度）的壓縮因子Z_n，結合在實際天然氣的溫度和壓力下的第三壓縮因子Z_t，根據如下公式計算天然氣在標況下的精確氣體流量：