第七章天然气流量计算

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。

标准参比条件下的瞬时流量计算
标准参比条件下的瞬时流量按下式计算：
qn=qf（Pf /Pn）＊（Tn /Tf）＊（Zn /Zf）
Pf（Mpa）
Tn（K）
Tf（K）K=273+T Zn
Zf
标准参比条件下的瞬时流量计算
标准参比条件下的瞬时流量按下式计算：
qn=qf（Pf /Pn）＊（Tn /Tf）＊（Zn /Zf）
式中 qn——标准参比条件下的瞬时流量，m3/h；
qf——工作条件下的瞬时流量，m3/h；
Pn——标准参比条件下的绝对压力，其值为0.101325 MPa；Pf——工作条件下的绝对静压力，MPa；
Tn——标准参比条件下的热力学温度，其值为293.15 K；Tf——工作条件下的热力学温度，K；
Zn——标准参比条件下的压缩因子，按GB/T17747计算得出；Zf ——工作条件下的压缩因子，按GB/T17747计算得出。

一、天然气计量原理及计算方法测量原理：天然气流经节流装置时，流速在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，在孔板前后产生静压压差，气流的流速越大，孔板前后产生的差压越大，从而可通过测量差压来衡量天然气流经节流装置的流量大小。

（注：这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。

）1、天然气流量的计算方法1）公式引用SY/T6143—1996 标准Q n= A s CEd2F G∑F z F T√p1△p其中：Q n——体积流量Nm3/h 标准状态：0.101325MpaA s——计量系数 1.145X10-2C——流出系数0.6E——渐进速度系数 1d——孔板开孔直径F z——超压缩因子 1.1F G——相对密度系数 1.1∑——可膨胀性系数 1F T——流动温度系数 1经过推导和实践中运用，找出各个系数与本站输气计量中的关系。

推导出了经验公式，简便了运算，便于掌握。

输气站流量计算经验公式：Q n = 8.4×10-3d2√p1△p注意：（1）上述公式系数取值要精确，计算误差在5%左右。

（2）天然气计量中对孔板上端面，锐角等要求较严格，孔板必须经检验合格方可使用。

（3）上述公式是对于确定的孔板可推出孔板的测量范围。

如反过来，知道了一定的流量，也可算出需要多大的孔板。

2、输气管线储气量的计算输气管线储气量的计算（引用《输气管道设计与管理》）Q储= VT0/P0T（P1m/Z1-P2m/Z2）式中：Q储——管道的储气量m3V——管道的容积m3V=53275.56 m3（轮库输气管线长192.4km、管径610mm、壁厚7—8mm）T0——293.15kP0——0.101325MpaP1m P2m——分别为计算管内气体的最高、最低平均压力（绝压）MPa，一般P2m为0。

Z1Z2——对P1m P2m气体压力下的压缩系数。

（Z1=Z2）T——气体的平均温度k注：上式可作为压力P1降到P2可有多少m3的天然气计算式。

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。

天然气长输管线流量计算在天然气工业中，长输管线是将天然气从产地输送到销售终端的主要输送方式之一、为了保证管线输送的安全和稳定，需要对管线中的天然气流量进行准确测量。

管线流量计是一种用来测量天然气流量的设备，本文将介绍天然气长输管线流量计算的原理和方法。

首先，需要测量管线中的压力和温度。

通过安装压力计和温度计，可以实时监测管线中的压力和温度变化。

这些数据将用于后续的流量计算。

接下来，需要选择合适的流量计来进行流量测量。

常见的流量计类型包括差压流量计、涡街流量计和超声波流量计等。

根据不同的应用场景，选择适合的流量计进行安装和调试。

如果选择差压流量计进行流量测量，需要测量管线的差压。

差压流量计通过测量管线两侧的压力差来计算流量。

差压流量计通常由一个测压孔和一根弯头组成。

安装时，需要将测压孔与弯头的管道相连，并将测压孔的压力与弯头两侧的压力差测量出来。

差压流量计测得的差压数据可以通过流量计算公式进行计算得到天然气流量。

流量计算公式如下：Q=K*√(ΔP/ρ)其中，Q为流量，K为流量系数，ΔP为差压，ρ为天然气密度。

流量系数K是差压流量计的一个重要参数，用于校正差压和流量之间的关系。

K的大小由差压流量计的结构和设计决定，通常由流量计制造商提供。

天然气密度ρ是另一个重要参数，影响天然气流量的测量结果。

天然气的密度随着压力和温度的变化而变化，因此需要实时监测天然气的压力和温度，并根据实际情况计算得到天然气的密度。

与差压流量计类似，涡街流量计和超声波流量计也可以用于流量测量。

涡街流量计通过测量涡街频率来计算流量，超声波流量计通过测量超声波传播速度来计算流量。

根据不同的流量计原理，可以选取不同的流量计进行管线流量的测量。

需要注意的是，天然气长输管线流量计算需要对测量数据进行修正和校正。

常见的修正因素包括湿气修正、压缩因子修正和粘度修正等。

这些修正因素会影响到流量计测量结果的准确性。

综上所述，天然气长输管线流量计算是通过测量压力、温度和差压等数据来计算天然气流量的过程。

天然气集输管道天然气集输管道流量计算公式7．2天然气集输管道7．2．1天然气集输管道流量计算应符合下列规定：1当管道沿线的相对高差△h≤200m时，应按下式计算：式中：q——管道计算流量(m3／d)；d——管道内径(cm)；P1——管道起点压力(绝)(MPa)；P2——管道终点压力(绝)(MPa)；△——气体的相对密度(对空气)；Z——气体在计算管段平均压力和平均温度下的压缩因子；T——气体的平均热力学温度(K)；L——管道计算长度(km)。

2当管道沿线的相对高差△h＞200m时，应按下列公式计算：式中：△h——管道计算的终点对计算段起点的标高差(m)；a——系数(m-1)；n——管道沿线计算管段数，沿管道走向从起点开始，当其相对高差△h≤200m 时作一个计算管段；h i——各计算管段终点的标高(m)；h i-1——各计算管段起点的标高(m)；L i——各计算管段长度；g——重力加速度，g取9．81m／s2；Rα——空气的气体常数，在标准状况下Rα取287．1m2／(s2·K)。

7．2．2天然气集输管道沿线任意点的温度确定应符合下列规定：1当无节流效应时，按本规范公式(7．1．4)计算，系数a应按下式计算：式中：K——管道中气体到土壤的总传热系数[W／(m2·℃)]；D——管道外径(m)；q v——气体流量(m3／d)；△——气体的相对密度；c p——气体的定压比热容[J／(kg·℃)]。

2当有节流效应时，应按下式计算：式中：J——焦耳-汤姆逊效应系数(℃／MPa)；△P x——x长度管段的压降(MPa)。

7．2．3埋地天然气集输管道总传热系数宜对有关数据进行实测后计算确定。

无条件取得实测数据时，可按经验确定。

埋地沥青绝缘天然气集输管道的总传热系数可按本规范附录C 选用。

7．2．4气液混输管道水力计算，当所输液体呈牛顿流体时，可采用本规范附录D所列杜克勒Ⅱ法和贝格斯-布里尔法，也可采用经生产实践证明可行的其他方法。

天然气输送量的简单计算方法
1. 嘿，你知道吗，计算天然气输送量可以先看输送的时间呀！就好比你跑一段路，用了多少时间心里得有数嘛。

比如输送了 5 个小时，这就是关键的数据哦！
2. 然后呢，再看看输送管道的大小呀！这就跟水管一样，粗的水管肯定比细的流出的水多呀。

比如说管道直径是多少，这可得搞清楚。

3. 还有啊，压力也很重要呀！就像你吹气，用力大吹出来的气就多。

如果压力是多少帕，那可不能忽略。

4. 别忘了考虑温度哦！温度高和温度低的时候那差别可大了。

就好像热天和冷天你感觉不一样吧。

假设温度是多少度，要算进去的哟！
5. 嘿，你想想，输送途中会不会有损耗呀？这可不能不算呀！像有的东西会在路上弄丢一部分，这损耗得考虑进去呢。

比如损耗率大概是多少。

6. 另外呀，别忘了天然气的质量哦！不同质量的天然气量肯定也不同呀。

好比不同品质的大米，重量肯定有区别啦。

要是知道了质量是多少。

7. 最后呀，把这些都综合起来，不就可以大致算出天然气输送量啦！这不难吧？就像把各个零件组合起来变成一个大机器一样。

我的观点就是：只要按照这些方法，就能比较准确地算出天然气输送量啦，是不是很简单呀！。

1）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。

在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。

孔板流量计理论流量计算公式为：式中， qf 为工况下的体积流量， m3/sc 为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢； d 为工况下孔板内径， mmD 为工况下上游管道内径， mmε为可膨胀系数，无量钢；Δ p 为孔板前后的差压值， Paρ1为工况下流体的密度，kg/m3。

对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中， qn 为标准状态下天然气体积流量， m3/sAs 为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794×10-6c 为流出系数；E 为渐近速度系数； d为工况下孔板内径， mmFG 为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ 为超压缩因子；FT 为流动湿度系数； p1 为孔板上游侧取压孔气流绝对静压， MPaΔ p 为气流流经孔板时产生的差压，Pa差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。

（2）速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。

工业应用中主要有：①涡轮流量计：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。

天然气管道的流速可以通过多种公式来计算，其中最常用的是管道流量公式和雷诺数公式。

下面是两种常见的计算天然气管道流速的公式：
管道流量公式：管道流量公式用于计算单位时间内天然气通过管道的流量。

公式如下：Q = (P * A * C) / (R * T) 其中，Q：天然气流量，单位为标准立方米/秒或立方英尺/秒；P：管道中的压力，单位为帕斯卡（Pa）或磅力/平方英寸（psi）；A：管道的截面积，单位为平方米或平方英尺；C：流量系数，取决于管道的几何形状和流动条件；R：天然气的气体常数，单位为焦耳/（千克·开尔文）或英尺·磅力/（磅·°R）；T：天然气的温度，单位为开尔文（K）或摄氏度（°C）。

雷诺数公式：雷诺数公式用于判断天然气在管道中的流动状态。

公式如下：Re = (ρ * V * D) / μ 其中，Re：雷诺数，无量纲；ρ：天然气的密度，单位为千克/立方米或磅力/立方英尺；V：天然气的流速，单位为米/秒或英尺/秒；D：管道的内径，单位为米或英尺；μ：天然气的动力粘度，单位为千克/（米·秒）或磅力·秒/（英尺·平方秒）。

通过这些公式，可以根据给定的参数计算出天然气管道的流速。

请注意，具体的计算方法可能会根据实际情况和管道设计标准而有所不同，因此在实际应用中，建议参考相应的天然气管道设计规范和标准。

1）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。

在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。

孔板流量计理论流量计算公式为：式中， qf 为工况下的体积流量， m3/sc 为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢； d 为工况下孔板内径， mmD 为工况下上游管道内径， mmε为可膨胀系数，无量钢；Δ p 为孔板前后的差压值， Paρ1为工况下流体的密度，kg/m3。

对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中， qn 为标准状态下天然气体积流量， m3/sAs 为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794×10-6c 为流出系数；E 为渐近速度系数； d为工况下孔板内径， mmFG 为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ 为超压缩因子；FT 为流动湿度系数； p1 为孔板上游侧取压孔气流绝对静压， MPaΔ p 为气流流经孔板时产生的差压，Pa差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。

（2）速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。

工业应用中主要有：①涡轮流量计：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。

天然气管径和压力以及流量的计算一、引言天然气作为一种清洁、高效的能源，在人们的生活中扮演着重要的角色。

在天然气的输送过程中，管道的直径、压力和流量是关键参数。

正确计算天然气管道的管径和压力以及流量，对于保证天然气输送的安全、高效和经济具有重要意义。

二、天然气管径的计算天然气管道的管径是指管道的内径，通常用毫米（mm）作为单位。

管径的大小直接影响天然气的流量和速度。

根据天然气的流量和所需的速度，可以计算出合适的管径。

1. 确定天然气流量：天然气的流量是指单位时间内通过管道的气体体积。

常用的单位是立方米每小时（m³/h）。

根据天然气的使用需求和预测，可以确定所需的天然气流量。

2. 计算管道的速度：管道的速度是指天然气在管道中的流速。

常用的单位是米每秒（m/s）。

根据天然气流量和管道的截面积，可以计算出天然气在管道中的速度。

3. 确定合适的管径：根据天然气的速度和流量，结合天然气输送的经验公式或标准表格，可以确定合适的管径。

一般来说，管径越大，天然气的流量和速度越大；管径越小，天然气的流量和速度越小。

根据实际情况，选择合适的管径。

三、天然气压力的计算天然气管道的压力是指在管道中的气体压强。

压力的大小直接影响天然气的流动性和输送距离。

根据天然气的流量和所需的压力，可以计算出合适的管道压力。

1. 确定所需的压力：根据天然气的使用需求和预测，可以确定所需的天然气压力。

常用的单位是千帕（kPa）或巴（bar）。

2. 计算管道的阻力：管道中的气体流动会产生摩擦力，这种摩擦力称为管道的阻力。

根据天然气流量、管道的长度和管道的直径，可以计算出管道的阻力。

3. 确定合适的管道压力：根据天然气的压力需求和管道的阻力，可以确定合适的管道压力。

一般来说，管道的压力越大，天然气的流动性越好；管道的压力越小，天然气的流动性越差。

根据实际情况，选择合适的管道压力。

四、天然气流量的计算天然气的流量是指单位时间内通过管道的气体体积。

燃气流量压力流速计算公式燃气流量、压力和流速是燃气工程中非常重要的参数，对于燃气输送、燃烧和利用都有着至关重要的作用。

在燃气工程中，我们经常需要计算燃气流量、压力和流速，以便进行系统设计、运行和维护。

因此，掌握燃气流量压力流速计算公式是非常重要的。

燃气流量是指单位时间内通过管道的燃气量，通常以标准立方米/小时（Nm3/h）或者立方米/秒（m3/s）来表示。

燃气流量的计算公式如下：Q = A V。

其中，Q表示燃气流量，单位为立方米/小时（Nm3/h）；A表示管道的横截面积，单位为平方米（m2）；V表示燃气的流速，单位为米/秒（m/s）。

在实际工程中，通常会根据管道的直径和流速来计算管道的横截面积。

管道的横截面积可以通过下面的公式来计算：A = π d^2 / 4。

其中，A表示管道的横截面积，单位为平方米（m2）；π表示圆周率，约为3.14；d表示管道的直径，单位为米（m）。

通过以上两个公式，我们可以计算出燃气流量。

在实际工程中，通常会根据燃气的使用需求和管道的特性来确定燃气流量的大小。

燃气压力是指燃气在管道中的压力，通常以帕斯卡（Pa）或者巴（bar）来表示。

燃气压力的计算公式如下：P = F / A。

其中，P表示燃气压力，单位为帕斯卡（Pa）或者巴（bar）；F表示管道中的燃气力，单位为牛顿（N）；A表示管道的横截面积，单位为平方米（m2）。

在实际工程中，通常会根据管道的长度、直径和燃气流量来计算管道中的燃气力。

通过以上公式，我们可以计算出燃气的压力。

在实际工程中，通常会根据燃气的使用需求和管道的特性来确定燃气的压力。

燃气流速是指燃气在管道中的流速，通常以米/秒（m/s）来表示。

燃气流速的计算公式如下：V = Q / A。

其中，V表示燃气流速，单位为米/秒（m/s）；Q表示燃气流量，单位为立方米/小时（Nm3/h）或者立方米/秒（m3/s）；A表示管道的横截面积，单位为平方米（m2）。

通过以上公式，我们可以计算出燃气的流速。

天然气流量计算公式1.理想气体状态方程在气体密度较小、压力较低的情况下，可以使用理想气体状态方程来计算天然气流量。

理想气体状态方程表示为：PV=nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。

将气体的体积和摩尔数进行单位换算，可以得到天然气的流量公式：Q=(P*V)/(R*T)其中，Q表示天然气的流量，单位为标准立方米/小时。

2.速度与截面积法天然气的流速与截面积成正比，可以通过测量管道横截面积和天然气的流速来计算天然气的流量。

公式表示为：Q=A*V其中，Q表示天然气的流量，A表示管道的横截面积，V表示天然气的流速。

单位根据实际情况而定，可以是立方米/小时或立方米/秒。

3.差压流量计差压流量计是一种常用的流量测量装置，通过测量管道两端的压差来计算天然气的流量。

根据伯努利定律和连续性方程，差压流量计的公式表示为：Q=K*√(ΔP*ρ)其中，Q表示天然气的流量，K表示仪表常数，ΔP表示管道两端的压差，ρ表示天然气的密度。

4.涡街流量计涡街流量计适用于测量高精度要求的天然气流量。

涡街流量计通过检测流体通过管道时形成的涡街频率来计算天然气的流量。

公式表示为：Q=K*f其中，Q表示天然气的流量，K表示仪表常数，f表示涡街频率。

需要注意的是，以上公式中的参数需要根据实际情况进行确定。

例如，气体常数R的值要根据气体的性质来确定，仪表常数K的值要通过校准实验来确定。

此外，天然气的温度和压力也需要准确测量才能计算出准确的流量。

综上所述，天然气流量计算有多种方法和公式，每种方法都有适用的范围和精度要求。

根据实际情况和需求，选择合适的方法和公式来计算天然气的流量。