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E+H氣體流量計選型,,標(biāo)況與工況換算
很多客戶在使用E+H氣體流量計選型手冊選型的時候,,有些弄不清標(biāo)況和工況如何換算,下面就E+H氣體流量計的標(biāo)況和工況說清楚,。
1,,什么是E+H氣體流量計標(biāo)況與工況。
a,,工況:實(shí)際工作狀態(tài)下的流量,。常用單位:m3/h
每一個工藝,,使用E+H氣體流量計計量的時候,介質(zhì)的溫度,,壓力各不相同,。而大部分流量計測量的都是管道中氣體的流速,直接測量的就是體積流量,,但是,,因為相同質(zhì)量的氣體,在不同溫度,,壓力下,,體積是不同的,這就給計量的準(zhǔn)確性帶來了麻煩,。為了使氣體測量有個標(biāo)準(zhǔn),,就引入了標(biāo)況。
b,,標(biāo)況:溫度20℃,、一個大氣壓(101.325kPa)下的流量,常用單位:Nm3/h
注意:通常所指的標(biāo)況是溫度為0℃(273.15開爾文)和壓強(qiáng)為101.325千帕(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,,760毫米汞柱)的情況,,區(qū)別于我國工業(yè)氣體標(biāo)況的規(guī)定。
兩種狀態(tài)下的單位都是一樣的,,只是對應(yīng)的流量不同而已,。另外不同國家所指的標(biāo)態(tài)也不一樣。
2,,如何計算
用克拉伯龍方程:pV=nRT 進(jìn)行計算
p----理想氣體的壓強(qiáng),,
V----理想氣體的體積,
n----氣體物質(zhì)的量,,
T----理想氣體的熱力學(xué)溫度,,
R----理想氣體常數(shù)是一個常量;
PV/T=nR為常數(shù),,
所以P1×V1/T1=P2×V2/T2
設(shè)標(biāo)況下體積流量為V0,,溫度T0=273+20=293k,壓力P0=101.325Kpa=0.101325Mpa,,
工況下體積流量為V,,溫度T(攝氏度),壓力P(表壓力,,Mpa),,忽略壓縮因子的變化有V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0
V=[V0*0.101325*(T+273)]/[293*(P+0.101325)]
這里要注意的是:一般天然氣都是中低壓輸送,低壓入戶,都是帶有壓力的,,屬于工況,。天然氣的計量按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(嚴(yán)格的說是準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),我們叫它常態(tài))來計量的,,一般貿(mào)易計量按20℃,,1個大氣壓力(0.1013MPa)狀態(tài)下的體積計量,比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稍大一些,,對賣方有利(因為本來是乘以273,,按照20℃的話就是乘以273+20,所以變大了),。在國際標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是0℃,,1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力。
對于氣體來說不同的壓力,,其體積會差很大(氣體很易壓縮),,當(dāng)然體積流量會差很大,同徑條件下不同工況下的流速自然也會差很大,,比方同直徑蒸汽管線對于10bar和3.5bar時最大流量是不同的,。
3,氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)分三種:
a, 1954年第十屆國際計量大會(CGPM)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是:溫度273.15K(0℃),,壓力101.325KPa,。世界各國科技領(lǐng)域廣泛采用這一標(biāo)態(tài)。
b, 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和美國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以溫度288.15K(15℃),,壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標(biāo)態(tài),。
c, 我國《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計算方法》規(guī)定以溫度293.15K(20℃),壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),。
天然氣標(biāo)況體積換算公式和普通氣體的不一樣,,必須符合中國石油天然氣總公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。
氣體的氣態(tài)方程式:
Qn=Zn/Zg*(Pg+Pa)/Pn*Tn/Tg*Qg
式中:
Qn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Zn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)
Zg——工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)
Pg——表壓(KPa)
Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮海↘Pa)
Pg+Pa——工況下的絕對壓力
Pn——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325KPa)
Tn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(天然氣國標(biāo)20℃)的絕對溫度(293.15K)
Tg——介質(zhì)的絕對溫度(273.15+t)K
t——被測介質(zhì)的攝氏溫度(℃)
Qg——未經(jīng)修正的體積流量(m3/h)
注:帶n的是標(biāo)況參數(shù),,帶g的是工況參數(shù),。
4,標(biāo)況與工況之間的換算
通常我們所說的流量為了便于統(tǒng)一的單位,,都是述說的標(biāo)況狀態(tài)的流量,;而工廠運(yùn)行記錄的實(shí)際流量基本都是工況狀態(tài)下的流量。
a.標(biāo)況流量到工況流量換算的實(shí)例:
問題:空壓機(jī)額定產(chǎn)氣量2立方/分鐘,,管道壓力8公斤,實(shí)際管道的工況流量是多少,?
解答:粗略計算,,假設(shè)壓縮空氣溫度20度。
工況流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325=0.2248立方/分鐘
式中:0.101325是大氣的絕對壓力;0.8為管道壓力,,單位是MPa,。
b.工況流量到標(biāo)況流量換算的實(shí)例:
問題:氧氣管道壓力12公斤,工況流量10立方/小時,,標(biāo)況流量是多少,?
解答:假設(shè)溫度為20度,不參與運(yùn)算,。
標(biāo)況流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)=128.43立方/小時
式中:0.101325是大氣的絕對壓力,;1.2為管道壓力,單位是MPa,。
5,,E+H流量計選型計算方法
比如:已知某供氣管線的實(shí)際工作壓力為(表壓)0.8MPa~1.2MPa,介質(zhì)溫度范圍為-5℃~40℃,,供氣量為3000~10000Nm3/h(標(biāo)況流量),,在不考慮天然氣組分情況下,要求確定流量計的規(guī)格型號,。
解答:根據(jù)氣態(tài)方程先將標(biāo)況流量換算成工況流量,,然后再選擇合適的口徑。氣體方程式如下:
Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2
式中:C為換算系數(shù),;F為氣體壓縮因子
計算:
①當(dāng)介質(zhì)壓力低,,溫度高時,應(yīng)具有最大標(biāo)況體積流量,,
即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87m3/h
②當(dāng)介質(zhì)壓力最高,,溫度低時,應(yīng)具有最小標(biāo)況體積流量,,
即Qmin=213.51m3/h
從以上計算結(jié)果得知,,要選擇的流量計其工況流量范圍為(214-1200)m3/h。
根據(jù)計算的流量范圍,,選擇滿足工況要求的流量計,。