佛山市顺德区港华燃气有限公司 广东省佛山市
摘要：通过计算模拟不同气体组分情况下计量数据的差异，结合实际案例对气体组分变化而使用固定气体组分导致的计量偏差进行分析、研究。
关键词：天然气;气体组分；计量偏差；压缩因子；
正文：天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体，以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷占绝大部分，乙烷、丙烷、丁烷和戊烷含量不多；所含少量非烃类气体一般有二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气和硫化氢等。按照《天然气计量系统技术要求（GB/T18603-2001）》天然气计量的标准状态为：温度20℃；压力0.1011325Mpa;由于工况不同，天然气气体组分变化是影响压缩因子的主要原因之一，压缩因子的偏差直接导致计量偏差，本文即通过软件模拟不同气体组分情况下压缩因子的计算模型，分析、研究气体组分变化对计量准确性的影响。
一、通过气体组分送检，分析气体组分与流量计设置参数存在差异对计量输差的影响。
针对上、下游计量偏差的情况是我司“老大难”问题，为了能够及时找到原因并解决，安排对某气站的气体组分进行了检测，检测结果如下：
气体组分是影响压缩系数比的关键因素，根据天然气气量转换公式Qn=Z*P/Pn*Tn/T*Qm
Z：压缩系数比 P：工作状态下的压力（绝压）
Pn:标准状态下的压力Tn:标准状态下的温度（273+20）Kcal
T:工作状态下的温度Qm:工作状态下的流量
压缩系数比也直接影响计量准确性的重要因素之一。为了验证乐从接收站修正仪目前的气体组分设置与我司实际气体组分之间的差异对计量准确性的影响，利用AGA8.0气体组分计算软件按照我司2015年11月1日的温度和压力数据进行计算，计算结果如下：
小结：通过导出的修正仪历史数据，按照当日目前的气体组分设置，修正仪正常修正的压缩系数比为0.9926，与计算所得0.990213相比高出了约0.24%，导致计量表修正后的数据偏大0.24%，当日上、下游的计量偏差为1.57%若调整修正仪气体组分设置，贸易与监督计量的偏差将会降低约0.24%。
二、理论分析甲烷的组分对压缩因子影响
天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体，以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷占绝大部分，乙烷、丙烷、丁烷和戊烷含量不多；所含少量非烃类气体一般有二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气和硫化氢等。
为了便于分析，我们取一组天然气作为基准（如表1），让甲烷组分增加1%，编写MATLAB程序，计算出相应的压缩因子，画出曲线并分析各组分对压缩因子、相对密度及流量的影响。
目前燃气行业中最常用的计量表为超声波流量计、涡轮流量计、皮膜表三种，超声波流量计、涡轮流量计工况与标况的转换分别是依靠流量计算机与修正仪完成的，气体组分的变化影响的主要是工况转标况的转换工具准确性。为了让分析更加具有针对性，我们利用某燃气公司的相关数据进行相应的分析，具体如下：
1、超声波流量计配套的流量计算机使用的计算程序为：SGERG-88 ：Zn/Zg= f (P,t,Hs,Mn,MH,d)，具有以下特点：
1)输入天然气相应的物性参数，包括标准状态下的高位发热量Hs、标准状态下的密度、氮气、氢气的摩尔分数。
2)三维维里方程，算法复杂。
3)不确定度≤±0.1%；
4)适用场合：贸易计量场合。
2、涡轮流量计配套的修正仪使用的计算程序为：AGA：Zn/Zg=f(P,t,Mn,Mc)
1)仅须输入天然气真实相对密度和氮气、二氧化碳的摩尔分数，简单实用。
2)普通多元多次方程，计算相对简单使用。
3)不确定度≤±0.5%；
4)适用场合：非贸易计量场合或准确度为Ｃ级要求的贸易计量场合。
根据以上特性也就注定气体组分的变化对两种表有着不同的影响。
3、气体组分变化对超声波流量计精度的影响分析。
为了让分析更加具有代表性，本次分析只考虑CH4成分变化对流量计的影响，通过在不同甲烷含量的介质下（甲烷含量为97.242%的检测结果详见表1、甲烷含量为90.506%的检测结果详见表2）同一块计量表均在国家认可的的检测机构进行检测（检测方法均为音速喷嘴法），根据检测结果进行对比分析，具体情况如表1、表2：
小结：根据以上检测报告，具体数据整理如下：
根据以上数据中可以看出，甲烷的摩尔比与涡轮流量计本身及修正仪的精度与重复性是成正比关系的。
总结：通过以上分析，我们利用软件建模、检测分析等手段分别计算分析了气体组分变化对流量计精度与重复性的影响，也通过理想模拟出了具体的影响程度，在日常燃气贸易计量中，天然气的介质变化时很常见的事情，但天然气介质的变化也会对计量的准确性造成一定的影响，并且变化越大影响越大，故此燃气经营活动中对天然气气体质量变化应保持警惕，及时对计量表的相关参数进行调整，避免因此造成的计量损失、经济损失。
参考文献：
（1）黄敏《热工与流体力学》2010.3
（2）赖元楷《城镇燃气计量的重要性论述》2005.12
论文作者:张坤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/27
标签：气体论文; 组分论文; 天然气论文; 甲烷论文; 偏差论文; 因子论文; 氮气论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;