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E+H气体流量计选型,标况与工况换算

时间:2021-08-19      阅读:5012

很多客户在使用E+H气体流量计选型手册选型的时候,有些弄不清标况和工况如何换算,下面就E+H气体流量计的标况和工况说清楚。

1,什么是E+H气体流量计标况与工况。


a,工况:实际工作状态下的流量。常用单位:m³/h

每一个工艺,使用E+H气体流量计计量的时候,介质的温度,压力各不相同。而大部分流量计测量的都是管道中气体的流速,直接测量的就是体积流量,但是,因为相同质量的气体,在不同温度,压力下,体积是不同的,这就给计量的准确性带来了麻烦。为了使气体测量有个标准,就引入了标况。


b,标况:温度20℃、一个大气压(101.325kPa)下的流量,常用单位:Nm³/h

注意:通常所指的标况是温度为0℃(273.15开尔文)和压强为101.325千帕(1标准大气压,760毫米汞柱)的情况,区别于我国工业气体标况的规定。

两种状态下的单位都是一样的,只是对应的流量不同而已。另外不同国家所指的标态也不一样。


2,如何计算

用克拉伯龙方程:pV=nRT  进行计算

p----理想气体的压强,


V----理想气体的体积,


n----气体物质的量,


T----理想气体的热力学温度,


R----理想气体常数是一个常量;


PV/T=nR为常数,

所以P1×V1/T1=P2×V2/T2

设标况下体积流量为V0,温度T0=273+20=293k,压力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa,

工况下体积流量为V,温度T(摄氏度),压力P(表压力,Mpa),忽略压缩因子的变化有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0


V=[V0*0.101325*(T+273)]/[293*(P+0.101325)]


这里要注意的是:一般天然气都是中低压输送,低压入户,都是带有压力的,属于工况。天然气的计量按标准状态(严格的说是准标准状态,我们叫它常态)来计量的,一般贸易计量按20℃,1个大气压力(0.1013MPa)状态下的体积计量,比标准状态下的体积稍大一些,对卖方有利(因为本来是乘以273,按照20℃的话就是乘以273+20,所以变大了)。在国际标准中的标准状态是0℃,1个标准大气压力。

对于气体来说不同的压力,其体积会差很大(气体很易压缩),当然体积流量会差很大,同径条件下不同工况下的流速自然也会差很大,比方同直径蒸汽管线对于10bar和3.5bar时最大流量是不同的。


3,气体的标准状态

   气体的标准状态分三种:


a, 1954年第十届国际计量大会(CGPM)协议的标准状态是:温度273.15K(0℃),压力101.325KPa。世界各国科技领域广泛采用这一标态。

b, 国际标准化组织和美国国家标准规定以温度288.15K(15℃),压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标态。

c, 我国《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度293.15K(20℃),压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标准状态。

    天然气标况体积换算公式和普通气体的不一样,必须符合中国石油天然气总公司发布的标准。

    气体的气态方程式:


    Qn=Zn/Zg*(Pg+Pa)/Pn*Tn/Tg*Qg


    式中:


    Qn——标准状态下的体积流量(Nm³/h)


    Zn——标准状态下的压缩系数


    Zg——工作状态下的压缩系数


    Pg——表压(KPa)


    Pa——当地大气压(KPa)


    Pg+Pa——工况下的绝对压力


    Pn——标准大气压(101.325KPa)


    Tn——标准状态下(天然气国标20℃)的绝对温度(293.15K)


    Tg——介质的绝对温度(273.15+t)K


    t——被测介质的摄氏温度(℃)


    Qg——未经修正的体积流量(m³/h)


    注:带n的是标况参数,带g的是工况参数。




4,标况与工况之间的换算


   通常我们所说的流量为了便于统一的单位,都是述说的标况状态的流量;而工厂运行记录的实际流量基本都是工况状态下的流量。


a.标况流量到工况流量换算的实例:


问题:空压机额定产气量2立方/分钟,管道压力8公斤,实际管道的工况流量是多少?


解答:粗略计算,假设压缩空气温度20度。


工况流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325=0.2248立方/分钟


式中:0.101325是大气的绝对压力;0.8为管道压力,单位是MPa。


b.工况流量到标况流量换算的实例:


问题:氧气管道压力12公斤,工况流量10立方/小时,标况流量是多少?


解答:假设温度为20度,不参与运算。


标况流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)=128.43立方/小时


式中:0.101325是大气的绝对压力;1.2为管道压力,单位是MPa。




5,E+H流量计选型计算方法


    比如:已知某供气管线的实际工作压力为(表压)0.8MPa~1.2MPa,介质温度范围为-5℃~40℃,供气量为3000~10000Nm³/h(标况流量),在不考虑天然气组分情况下,要求确定流量计的规格型号。


解答:根据气态方程先将标况流量换算成工况流量,然后再选择合适的口径。气体方程式如下:


Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2


 式中:C为换算系数;F为气体压缩因子


计算:


①当介质压力低,温度高时,应具有最大标况体积流量,


即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m³/h


②当介质压力最高,温度低时,应具有最小标况体积流量,


即Qmin=213.51m³/h


从以上计算结果得知,要选择的流量计其工况流量范围为(214-1200)m³/h。


根据计算的流量范围,选择满足工况要求的流量计。




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