天然气计量知识

天然气计量单位天然气是一种重要的能源资源，广泛应用于家庭、工业和交通领域。

在计量单位上，天然气主要根据其体积或能量进行计量。

下面将分别介绍常见的天然气计量单位及其应用。

一、体积计量单位1. 立方米（m³）：是最常见的天然气体积计量单位。

它表示一种气体在标准条件下（温度为20℃，压力为大气压）所占据的空间。

立方米通常用于计量家庭用气、工业用气和商业用气等。

2. 升（L）：升是体积的单位，1升等于0.001立方米。

升通常用于小型燃气瓶、汽车燃气罐等的容量计量。

3. 千立方米（k m³）：千立方米是指1000立方米的意思，它通常用于大型工业、能源供应以及液化天然气（LNG）的储存和运输。

二、能量计量单位1. 千卡（kcal）：千卡是能量的单位，它表示每升天然气所释放的热量。

千卡通常用于燃气热水器、燃气灶具等家庭燃气设备的热量计量。

2. 焦耳（J）：焦耳是国际标准单位，它表示单位时间内所做的功或产生的热量。

焦耳通常用于科学研究、工程设计以及燃气发电等领域。

3. 千瓦时（kWh）：千瓦时是电能的单位，它表示1千瓦功率作用1小时所产生的能量。

千瓦时通常用于计量燃气发电机组的输出功率。

三、其他计量单位1. 吨：吨是质量的单位，1吨等于1000千克。

在液化天然气（LNG）的储存和运输中，通常使用吨来计量。

2. 标准立方米（Nm³）：标准立方米是指天然气在标准条件下（温度为0℃，压力为大气压）的体积。

标准立方米通常用于天然气供应和输送过程中的计量。

在实际应用中，天然气的计量单位根据具体需求和行业标准而定。

例如，家庭用气通常使用立方米或千卡作为计量单位；工业用气和商业用气通常使用立方米或千瓦时作为计量单位；液化天然气的储存和运输通常使用吨或千立方米作为计量单位。

不同的计量单位反映了天然气在不同领域中的不同应用和需求。

合理选择和使用适当的计量单位对于准确计量和资源管理至关重要。

同时，合理使用天然气资源也是保护环境和可持续发展的重要举措之一。

天然气计量教程——流量天然气计量是指对天然气的流量进行测量和计算，是天然气输配系统中重要的环节之一、在天然气输配系统中，准确计量天然气的流量对于了解天然气的供应和消耗情况，掌握输配系统运行情况，保证能源的正常供应，具有重要意义。

下面将详细介绍天然气计量的相关内容。

一、天然气流量测量的类型天然气的流量测量可以分为质量流量和体积流量两种方式。

质量流量是指单位时间内通过管道横截面的质量的量，单位是千克/小时(kg/h)。

体积流量是指单位时间内通过管道横截面的体积的量，单位是立方米/小时(m³/h)。

在实际应用中，通常采用体积流量进行计量。

二、天然气流量计量的原理天然气流量计量的原理主要有：差压流量计量原理、速度流量计量原理和质量流量计量原理。

1.差压流量计量原理：差压流量计量原理是利用管道流体的两个点间的差压来测量流量。

根据伯努利原理，流体在两个不同截面之间的速度存在差异，从而产生压力差。

差压流量计根据测量截面处压力差和管道流道形状参数，计算出流量。

2.速度流量计量原理：速度流量计量原理是利用流体通过截面的速度来计算流量。

常用的速度流量计有涡轮流量计和旋涡流量计。

涡轮流量计是利用流体通过涡轮产生的旋转力矩来计算流量。

旋涡流量计是利用流体通过截面产生的旋涡频率和流体速度之间的关系来计算流量。

3.质量流量计量原理：质量流量计量原理是根据质量守恒定律来计算流量。

质量流量计直接测量天然气通过截面的质量，通过测量截面内两点的差压以及相应的温度和压力，推算出天然气的质量流量。

质量流量计适用于天然气含有湿气和多种组分的复杂情况。

三、天然气流量计量的设备天然气流量计量的设备主要有差压流量计、涡轮流量计、旋涡流量计和质量流量计等。

1.差压流量计：差压流量计是通过测量流体通过流道时的压力差来计算流量的设备。

常用的差压流量计有孔板流量计、锥形流量计和喷嘴流量计等。

2.涡轮流量计：涡轮流量计是利用流体通过转子产生的旋转力矩来计算流量的设备。

天然气计量方法及其分析天然气计量是指对天然气进行测量、计量，并确定其质量、体积和能量等参数的过程。

天然气计量方法主要包括物理计量方法和化学计量方法。

物理计量方法主要通过测量天然气的压力、温度和体积等参数来确定其质量和能量。

化学计量方法则是通过对天然气中特定组分的浓度进行分析，进而确定其质量和能量。

以下将详细介绍天然气计量方法及其分析。

物理计量方法：1.压力计量法：利用压力变化来测量天然气的体积。

常用的方法包括差压式计量、活塞式计量和膜片式计量等。

-差压式计量方法：通过测量天然气进出口的压力差，配合标定的流量压降关系曲线，计算出天然气的实际体积。

-活塞式计量方法：利用活塞在容器内前后移动的体积变化来计量天然气。

-膜片式计量方法：利用天然气压力的波动使膜片发生位移，通过对位移量的测量来计算天然气体积。

2.温度计量法：通过测量天然气的温度，结合物理性质的变化规律，计算天然气的体积。

常用的方法包括恒温法和恒压法。

-恒温法：将天然气保持在恒定的温度下，测量其体积，然后根据恒定温度下的体积-温度关系曲线，计算出天然气的实际体积。

-恒压法：将天然气保持在恒定的压力下，测量其体积，然后根据恒定压力下的体积-温度关系曲线，计算出天然气的实际体积。

化学计量方法：1.红外光谱分析法：利用天然气中特定成分对红外光的吸收特性，通过测量红外光谱中特定峰位的吸光度，计算出天然气中该成分的浓度。

2.质谱分析法：将天然气样品通过电离、加速和分离等过程，使天然气中的各种组分在质谱仪中形成特定的质谱峰，通过测量质谱峰的强度，计算出天然气中各组分的浓度。

3.气相色谱分析法：利用天然气中各组分在气相色谱柱中的分布系数和保留时间的差异，通过测量色谱图中峰的面积或峰的高度，计算出天然气中各组分的浓度。

综上所述，天然气计量可以通过物理计量方法和化学计量方法进行。

物理计量方法主要通过测量压力、温度和体积等参数来确定天然气的质量和能量；化学计量方法则是通过分析天然气中特定组分的浓度来计算天然气的质量和能量。

天然气计量计算公式
1.天然气流量计算公式（以标立方米为单位）：
Q=SC×P×Z×T/(P0×T0)
其中
Q为实际流量（标立方米/小时）；
SC为流量计系数，与流量计的规格和型号相关；
P为实际压力（巴）；
Z为天然气压缩因子，与天然气的组分和条件有关；T为实际温度（摄氏度）；
P0为标准压力，一般取标准压力为101.325kPa；
T0为标准温度，一般取标准温度为273.15K。

2.天然气计量热值计算公式：
Qn=Qg×Hg/Hn
其中
Qn为标准煤气流量（万标立方米）；
Qg为实际天然气流量（万标立方米）；
Hg为实际天然气热值（MJ/万标立方米）；
Hn为标准天然气热值（MJ/万标立方米）。

3.天然气计量气体总能量计算公式：
W=Q×H×3600
其中
W为气体总能量（千焦耳）；
Q为天然气流量（标立方米/小时）；
H为天然气热值（J/立方米）；
3600为将小时单位转换为秒的换算系数。

4.天然气计量质量计算公式：
M=Q×ρ
其中
M为天然气质量（千克）；
Q为天然气流量（立方米/小时）；
ρ为天然气密度（千克/立方米）。

以上是常用的天然气计量计算公式，实际计算中可能还需要考虑修正系数、温度压力补偿等因素，具体计算公式和参数可根据实际情况进行相应的调整。

一、天然气计量概述（一）国际上天然气主流计量办法；对于贸易计量的流量计，统计显示，欧洲主要使用涡轮、罗茨流量计。

荷兰涡轮、罗茨流量计的使用约占80%；加拿大涡轮流量计约占90%；美国使用孔板约占80%。

从整体上看，二十世纪70年代形成孔板使用高潮，80年代形成涡轮流量计使用的高潮，90年代中后期形成超声流量计使用的高潮。

超声流量计因具备流量方程简单清楚、宽范围度、高准确度、牢固可靠无压损，而受到人们对它寄以厚望，但因实际应用时间短暴露出一些问题如噪声影响、直管段长度影响、脏污影响等导致超差，再加上价格因素，用户在选型上还是偏重于应用成熟的涡轮、罗茨等。

（二）几种主流流量计计量原理，计量条件以及优缺点概述。

1、涡轮流量计（1）涡轮流量计的工作原理：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。

在一定的流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。

涡轮流量计的理论流量方程为：式中n为涡轮转速；qv为体积流量；A为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关的参数；B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。

（2）涡轮流量计组成结构：涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。

被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。

涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量qv、流速V和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。

燃气计量基础知识汇编（一）概念术语一流量计所涉及概念1、流量Flow单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），燃气领域常用单位为m3/h，用Q来表示。

当流体量以体积表示时称为体积流量；当流体量以质量表示时称为质量流量；当流体量以能量表示时称为能量流量。

2、流体Fluid是与固体相对应的具有流动性的一种物体形态，包括气体和液体。

3、流量计量Flow Metering对在一定通道内流动的流体的流量进行测量。

燃气领域的流量计量根据需求主要分为外部交接计量（贸易计量）和内部管理计量（比对计量）。

4、流量计Flowmeter指示被测流量或在选定的时间间隔内流体总量的仪表。

简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。

按介质分为液体流量计和气体流量计。

5、气体流量计Gas Flowmeter计量气体流量的仪表。

安装在管路中记录流过的气体量。

6、智能气体流量计Intelligent Gas Flow Meter用于测量封闭管道中的气体流量并具有电子修正装置的流量计。

通过差压式、速度式、容积式流量变送器采集并输出与气体流量相关的可测量的流量信号，经过修正装置，通过已知的修正关系，对流量信号进行智能处理。

由流量传感器和修正装置组成。

修正装置包括运算系统、调节系统、显示系统和输入、输出系统以及管理系统等。

一般可显示标况流量和工况流量。

二燃气所涉及概念7、燃料Fuel指可燃烧的物质，燃烧时能产生热能或动力和光能主要成分为含碳物质或碳氢化合物的可燃物。

根据状态可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。

8、燃气Gas气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供居民和工业企业使用。

主要有天然气、人工燃气（俗称煤气）、液化石油气和沼气、煤制气等。

9、天然气Natural Gas由低分子碳氢化合物组成的混合物，主要成分是甲烷（CH4）。

根据天然气来源一般可分为五种：气田气（或称纯天然气）、石油伴生气、凝析气田气、煤层气和页岩气。

天然⽓知识介绍天然⽓知识⼀、天然⽓天然⽓是指动、植物遗体通过⽣物、化学及地质变化作⽤，在不同条件下⽣成、转移，并在⼀定压⼒下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃⽓体。

其主要成分是饱和烃，以甲烷为主，⼄烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，也含有少量⾮烃类⽓体，如⼀氧化碳、⼆氧化碳、氮⽓、氢⽓、硫化氢、⽔蒸⽓及微量的惰性⽓体氦、氩等。

1. 密度和相对密度常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3。

天然⽓的密度⼀般为0.75 kg/m3～0.8kg/m3。

2. 着⽕温度甲烷的着⽕温度为540℃。

3. 燃烧温度甲烷的理论燃烧温度为1970℃。

天然⽓的理论燃烧温度可达到2030℃。

4. 热值热值是指1标准⽴⽅⽶某种⽓体完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是q，单位是焦⽿每⽴⽅⽶，符号是J/m3。

热值有⾼位热值和低位热值两种。

⾼位热值是指⼀标准⽴⽅⽶⽓体完全燃烧后其烟⽓被冷却⾄原始温度，⽽其中的⽔蒸⽓以凝结⽔状态排出时所放出的热量。

低位热值是指⼀标准⽴⽅⽶⽓体完全燃烧后其烟⽓被冷却⾄原始温度，但烟⽓中的⽔蒸⽓仍为蒸⽓状态时所放出的热量。

燃⽓的⾼位热值在数值上⼤于其低位热值，差值为⽔蒸⽓的⽓化潜热。

由于天然⽓是混合⽓体，不同的组分以及组分的不同⽐例，都会有不同的热值，表1为⼏个不同产地的天然⽓热值。

表1 不同种类的天然⽓热值5. 爆炸极限可燃⽓体和空⽓的混合物遇明⽕⽽引起爆炸时的可燃⽓体浓度范围称为爆炸极限。

在这种混合物中，当可燃⽓体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃⽓体的爆炸下限，⽽当可燃⽓体含量⼀直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。

表2为常见⼏种⽓体的热值表和爆炸极限（空⽓中体积%）。

由于天然⽓的组分不同，爆炸极限存在差异。

⼤庆⽯油伴⽣⽓是4.2%～14.2%、⼤港⽯油伴⽣⽓是4.4%～14.2%。

通常将甲烷的爆炸极限视为天然⽓爆炸极限，因此天然⽓的爆炸极限约为5%～15%。

天然气基础知识题库管道标准化的内容：有管道附件、管子的直径、连接尺寸、结构尺寸、以及压力的标准。

天然气知识题库一、天然气基础知识1.天然气常压液化温度为-162℃。

2.燃烧的三要素包括可燃物、助燃剂和燃点。

3.目前中国天然气计量单位为Nm3。

4.天然气是指从自然界中开采出来的，以碳氢化合物为主要成分的可燃气体混合物。

5.天然气的热值为3.5×107j/m3。

6.在大多数天然气中，甲烷的含量为70%-90%。

7．天然气中的硫化氢是一种比空气重，可燃、有毒，有臭鸭蛋气味的气体。

8．天然气比液化石油气安全，主要是因为天然气密度比空气小、爆炸极限下限较高。

9.液化石油气的爆炸极限为1.5-9.5%。

10.溶解气体是指在一定压力下溶解在气瓶内溶剂中的气体。

11.燃烧和爆炸本质上是可燃物质的氧化反应。

12.乙炔瓶、氧气瓶与火源的距离不小于10m。

13.液化石油气在常温常压下以气体的形式存在。

14．地上燃气管道及设备常用的检漏方法有泡沫检漏、检漏仪检漏、嗅觉检漏。

15.按照油气藏的特点分类天然气可分为气田气，凝析气田气，油田伴生气。

16.按照天然气中烃类组分含量分类天然气可分为干气，湿气。

17.按照天然气中的含硫量差别分类天然气可分为洁气，酸性天然气。

18.在一定压力下，天然气含水量刚达到饱和湿度时的温度称为天然气水露点。

19.天然气输送基本上有两种方式：管道输送和非管道输送。

20.天然气热值是指单位量天然气完全燃烧释放的热量。

21.物质在极短的时间内激烈氧化，瞬间向外传播产生冲击波，并伴随发光发热，这个过程叫爆炸。

22.爆炸分为物理爆炸和化学爆炸。

23.在临界温度下，使天然气变成液体的最小压力叫天然气的临界压力。

24.中国测量天然气流量（体积流量）的标准状态是指压力为101.325kpa，温度为1293.15K气体状态。

25.天然气中的含水量和天然气的压力、温度和组分有关，可用绝对湿度和相对温度来描述。

天然气常用计量方式1、体积计量目前世界上常用的计量气体容积技术和方式有：（1）孔板式流量计。

在天然气工业中，孔板式流量计是最早采用的基于管内压力差的流量计。

目前，这种仪表正在逐步被涡轮式流量计所取代，它具有稳定性强、价格低廉、不需要进行专门检查等特点。

然而，在实际应用中，流量计的测量精度不够高，上游段的长度必须大于流量计的30倍；而在下游，管道长度必须大于流量计端口内径的7倍，而且这种流量计必须与法兰中的管路相连，容易出现泄漏现象，必须经常进行检修。

（2）涡轮流量计。

这种流量计在石油和天然气工业中使用比较普遍，是一种速度型的液体测量仪器。

在实际应用中，可靠性高、精度高、使用方便，具有维修方便，结构简单等特点。

但它也有一些不足之处，例如在使用过程中，涡轮部分会有持续的摩擦，需要进行及时的润滑；为了防止涡轮叶片的损坏，必须在流量计的上面加装过滤器。

如果管道的流速超过10m/s，这种流量计就会出现“气蚀”。

这些缺陷给这种流量计的推广和开发带来了困难。

（3）超声流量计。

它适用于大直径、高压力的输气管线的流量测量。

使用时，不容易受到客观因素的影响，精度高，维护保养方便。

与孔板式流量计、涡轮流量计相比，具有较高的数字化水平。

然而，由于国内超声流量计大多采用进口，设备昂贵，而且这种流量计对直径小于100mm的管材不适合。

2、质量计量（1）科氏质量流量计。

1832年，法国的科里奥利提出了一种叫做“科氏力”的概念，在1977年由美国发明了科氏质量流量计，适用范围广、测量精度高、使用范围广、稳定性好。

但是，由于科式质量流量计产品大多是国外的，其成本很高，而且在使用中对安装的要求也很高，很难适应直径大于200mm的管线。

目前，这类计量装置多用于加气站、天然气井口等。

（2）热式质量计量计。

这种流量计的工作原理是，当介质被加热后，其内部的温度会发生改变，并且影响它所需要的能源和流量之间的函数关系。

为了保证介质温度和管路的温差，在管段内设有2个电加热设备。