基于仿真技术的天然气能量计量方法

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作者 陈荟宇 王辉 +1 位作者 刘丁发 张强 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期111-117,共7页

目的分析管网仿真技术在能量计量中的适用性,考查仿真计算结果与管网实测值的偏差。方法以一个多气源封闭天然气管网为例,依据面向能量计量的管网仿真理论基础,建立了具有天然气发热量、压力及流量计算功能的仿真模型。结果发热量仿真... 目的分析管网仿真技术在能量计量中的适用性,考查仿真计算结果与管网实测值的偏差。方法以一个多气源封闭天然气管网为例,依据面向能量计量的管网仿真理论基础,建立了具有天然气发热量、压力及流量计算功能的仿真模型。结果发热量仿真结果与现场色谱分析仪计算值的偏差在0.3%以内,满足GB/T 18603—2023《天然气计量系统技术要求》中赋值发热量最大允许误差的要求。压力仿真计算结果与现场压力变送器记录值的偏差在1.0%以内,流量仿真计算结果与现场流量计测量值的偏差在2.0%以内。结论基于管网仿真的管网能量计量技术用于复杂多气源管网的发热量赋值是一种可行的方法,该方法也可用于管网压力、流量和管存量的实时跟踪或核查。 展开更多

关键词 天然气管网 仿真 能量计量 发热量赋值 管存量

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天然气流量次级标准装置计量性能核查技术 被引量：2

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作者 彭利果 何金蓬 +1 位作者 周刚 万元周 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-154,共10页

针对用于贸易交接流量计流量量值溯源的高精度流量标准装置计量性能实时核查技术不完善问题,开展了天然气流量次级标准装置计量影响因素、实时核查技术指标与方法研究,研究中采用了k-means聚类等大数据统计分析技术,创新提出天然气流量... 针对用于贸易交接流量计流量量值溯源的高精度流量标准装置计量性能实时核查技术不完善问题,开展了天然气流量次级标准装置计量影响因素、实时核查技术指标与方法研究,研究中采用了k-means聚类等大数据统计分析技术,创新提出天然气流量次级标准装置计量性能实时核查技术指标与核查方法。验证表明,采用组合涡轮工作标准表,组合实施一对一核查、多对一核查、多对多核查、总量核查,监控天然气发热量波动率、压力温度稳定系数、喷嘴间温差、喷嘴差压及涡轮工作标准表相对次级标准体积流量偏差及重复性共6项技术指标,能准确实时核查用于检定高准确度检流量计的次级标准装置的计量性能,实时监控流量计检定的过程质量、保证每台次流量计检定结果准确可靠。研究成果对于天然气流量标准装置质量控制具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 流量 标准装置 计量性能 核查指标 核查方法

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天然气累积取样系统性能评价方法研究 被引量：1

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作者 王伟杰 曾文平 +5 位作者 邹航 王晓琴 陈学锋 杨倩 何敏 丁思家 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期116-122,共7页

目的累积取样系统作为一种获得天然气平均发热量而实现能量计量的重要方式,对其开展性能评价方法研究,以保障累积取样系统的正常运行及获得样品的代表性。方法根据GB/T 13609—2017《天然气取样导则》和GB/T 30490—2014《天然气自动取... 目的累积取样系统作为一种获得天然气平均发热量而实现能量计量的重要方式,对其开展性能评价方法研究,以保障累积取样系统的正常运行及获得样品的代表性。方法根据GB/T 13609—2017《天然气取样导则》和GB/T 30490—2014《天然气自动取样方法》的要求,并结合累积取样系统的现场应用情况,建立了包括取样系统配置的完整性、取样系统的符合性、取样系统的气密性、预设参数的符合性、取样系统的一致性等指标的性能评价方法。结果针对各项评价指标开展了现场应用,验证了累积取样系统性能评价方法的可操作性和适用性。结论建立的累积取样系统性能评价方法能够满足目前的现场使用需求,后续将进一步建立相关方法标准,为天然气能量计量的推进和实施提供标准保障。 展开更多

关键词 天然气 累积取样 性能评价 能量计量 标准规范

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储气库井口天然气计量影响特性研究 被引量：2

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作者 何金蓬 彭利果 +1 位作者 张明鑫 陈波 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期117-124,共8页

目的获得准确的储气库井口天然气计量影响特性,评价流量计在储气库井口计量的适应性,提高储气库井口天然气计量的准确度,以优化生产运行参数、提高天然气注采率。方法采用实验室与储气库现场相结合的实验手段,并基于大数据统计对比分析... 目的获得准确的储气库井口天然气计量影响特性,评价流量计在储气库井口计量的适应性,提高储气库井口天然气计量的准确度,以优化生产运行参数、提高天然气注采率。方法采用实验室与储气库现场相结合的实验手段,并基于大数据统计对比分析方法,建立储气库井口流量计计量性能评价方法,研究了5个流量计的计量影响特性。结果通过对比可知:①不同类型超声流量计在不同压力条件下计量特性不同,受超声流量计探头性能的影响,有的超声流量计经低压测试后,具备代表此流量计在一定高压范围的计量性能,但在远超过检定压力范围的情况下,其计量性能将发生变化;②差压流量计在不同压力条件下计量重复性较好。结论①靶式流量计对天然气中杂质要求较低,压损小,但误差高达40%,且故障率高;②针对相国寺储气库气质与现场工艺条件(主要是含水量少、凝析油少、节流阀无噪声干扰),经过天然气实流校准后,5个流量计的计量示值误差符合GB 50349-2015《气田集输设计规范》中“井口计量设施的允许偏差为±7.0%”的要求,J1槽道流量计、J2均速管流量计、J3超声流量计偏差满足±5%的偏差范围;③建议储气库井口流量计需经过天然气实流校准后使用,且运行工况流量应高于拐点流量,以保证现场注采气的计量准确性。 展开更多

关键词 储气库井口 高压天然气 实流比对 流量计特性

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天然气中水含量与水露点换算关系探讨 被引量：1

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作者 敬豪 曾文平 +2 位作者 何斌 张镨 秦婧 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期123-129,共7页

目的采用实验加数学拟合的方法开发一种新型天然气中水含量与水露点的换算方法,以提高换算精度并降低误差。方法综合应用气体标准物质、便携式冷镜仪以及数学软件Matlab,采用三次样条插值技术建立了一种新型水含量与水露点换算方法。结... 目的采用实验加数学拟合的方法开发一种新型天然气中水含量与水露点的换算方法,以提高换算精度并降低误差。方法综合应用气体标准物质、便携式冷镜仪以及数学软件Matlab,采用三次样条插值技术建立了一种新型水含量与水露点换算方法。结果利用三次样条插值技术建立拟合曲面方法进行水露点换算,该方法的平均绝对误差(MAE)为1.16℃,均方根误差(RMSE)为2.28℃,满足合理可接受的最大偏差为2.8℃。将该方法与国内外主流的换算方法进行比较分析,3种方法的平均绝对偏差分别为0.46%(三次样条插值法)、0.69%(GB/T 22634-2008《天然气水含量与水露点之间的换算》)和0.84%(ASTM D1142-95(2021)《露点温度法测定气体燃烧水蒸气含量的标准试验方法》),并分析探究了3种方法在不同水含量和压力段的适用情况。结论通过与实验值的对比研究,当水的体积分数在0~200×10-6范围内时,三次样条插值法相比标准方法具有更好的换算精度,可有效降低水含量与水露点的换算误差。 展开更多

关键词 天然气 水含量 水露点 三次样条插值

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天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响 被引量：13

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作者 张镨 周理 +2 位作者 张佩颖 罗勤 蒲长胜 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期135-145,共11页

天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一,也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大,天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性... 天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一,也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大,天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性。为此,以3种典型天然气为例,系统分析了天然气物性参数随掺氢浓度的变化趋势,并讨论了天然气管道掺氢对天然气分析计量和相关设备的影响。研究结果表明:(1)当掺氢浓度达40%时,不同天然气的高位发热量、相对密度、沃泊指数、黏度、体积能量密度(10 MPa、20℃)分别下降约27%、35%、10%、20%和40%,压缩因子、声速(10 MPa、20℃)分别上升18%和34%左右;(2)现行天然气产品标准规定的指标限制了天然气掺氢浓度的范围,现有天然气分析计量标准、设备适用的氢气浓度较低,不利于掺氢天然气的准确分析和计量。(3)建议综合各参数确定技术经济性合理的掺氢浓度,修订《天然气:GB 17820—2018》和《进入天然气长输管道的气体质量要求:GB/T 37124—2018》,并开展实验及优化研究拓展分析计量方法、标准和设备的适用范围,合理选用天然气物性参数计算标准。结论认为,天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响分析,有助于推动掺氢天然气工业的高质量发展,加快实现“碳中和”具有重要作用。 展开更多

关键词 掺氢天然气 高位发热量 压缩因子 声速 体积能量密度 分析计量

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采用GC-FPD法在线检测天然气中总硫含量的方法探讨 被引量：6

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作者 王晓琴 曾文平 +3 位作者 吴永东 李晓红 王鲜 王庆远 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期117-124,共8页

目的通过试验研究,形成采用气相色谱-火焰光度法(GC-FPD法)在线检测总硫含量的技术。方法比选仪器分析流程和优化分析参数,配置在线取样的降压装置和防爆外壳,并应用脱除颗粒物和液烃的集成化样品预处理技术,建立了GC-FPD法在线检测天... 目的通过试验研究,形成采用气相色谱-火焰光度法(GC-FPD法)在线检测总硫含量的技术。方法比选仪器分析流程和优化分析参数,配置在线取样的降压装置和防爆外壳,并应用脱除颗粒物和液烃的集成化样品预处理技术,建立了GC-FPD法在线检测天然气中总硫含量的方法。探讨了方法的有效性、检出限、重复性和准确性等技术指标。结果采用测定各种硫化合物含量的加和法,得到总硫含量,其中,单一硫化合物检出限为0.10 mg/m^(3),测量总硫含量相对标准偏差≤3%,与分析气体标准物质的比对偏差≤7%,不同方法的比对偏差≤13%。结论采用GC-FPD技术,首次实现了天然气中13种硫化合物的在线检测,能同时检测出单一硫化合物含量和总硫含量,该方法具有较高的精密度和准确度,为在线监测天然气中总硫含量提供了可靠的技术手段。 展开更多

关键词 天然气 GC-FPD 在线检测 硫化合物 加和 总硫含量

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物性值法计算天然气压缩因子适应性分析 被引量：4

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作者 张镨 周理 +3 位作者 陶建 常宏岗 罗勤 孙晓艳 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期48-54,64,共8页

目的随着能量计量工作的不断推进,业内出现了一些采用物性关联技术对天然气发热量、相对密度等参数进行在线测试的仪器设备,其应用须结合GB/T 17747.3-2011《天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算》推荐的“物性值法”计算工... 目的随着能量计量工作的不断推进,业内出现了一些采用物性关联技术对天然气发热量、相对密度等参数进行在线测试的仪器设备,其应用须结合GB/T 17747.3-2011《天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算》推荐的“物性值法”计算工况压缩因子,物性值法在国内外的应用较少,对其适应性和准确度进行分析探讨,可为相关新技术研发和选用提供参考,有利于保障和促进新兴测试手段在天然气能量计量中的有效应用。方法以GB/T 17747.2-2011《天然气压缩因子的计算第2部分:用摩尔组成进行计算》推荐的“详细组成法”计算结果为主要参考,选用了国内典型的149个天然气组成以及部分模拟天然气组成数据,理论对比分析了详细组成法和物性值法计算天然气压缩因子的相对偏差,探讨了用物性值法计算天然气压缩因子的适用性。结果①对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差在±0.10%以内;②当输入的高位发热量、相对密度满足±0.50%以内的准确度时,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差可满足GB/T 18603-2014《天然气计量系统技术要求》中对A、B级计量系统压缩因子0.30%的准确度要求;③对于GB/T 17747.3-2011适用范围内重烃含量相对较高的天然气,物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子可能出现接近0.50%的相对偏差。结论对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法计算压缩因子的方法是适应的,但对等效C 2+摩尔分数高于10%的天然气可能出现较大偏差,建议在能量计量系统方案选择过程中,结合详细组成数据开展不同方法计算压缩因子的差异比对分析,为选用技术经济性更佳的方案提供技术支持。 展开更多

关键词 天然气 能量计量 压缩因子 高位发热量 相对密度 物性关联技术 SGERG-88方程

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天然气固定床羰基硫水解技术现场试验及工业应用 被引量：1

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作者 刘宗社 熊钢 +4 位作者 周孝胜 温崇荣 刘其松 廖铁 赵书梅 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-8,共8页

目的验证实验室研究开发的固定床羰基硫(COS)水解工艺及催化剂在工厂气质条件下长周期运行的性能稳定性,为工艺包开发、工业装置设计及应用提供基础数据。方法自主设计建设了6000 m^(3)/d天然气固定床COS水解技术现场试验装置,以工厂湿... 目的验证实验室研究开发的固定床羰基硫(COS)水解工艺及催化剂在工厂气质条件下长周期运行的性能稳定性,为工艺包开发、工业装置设计及应用提供基础数据。方法自主设计建设了6000 m^(3)/d天然气固定床COS水解技术现场试验装置,以工厂湿法脱硫吸收塔出口天然气为试验原料气,考查了试验装置连续运行时间超过16000 h后COS水解率的稳定性。结果试验结果表明,当反应温度大于70℃和100℃、体积空速小于6000 h^(-1)时,COS水解率可以稳定大于98%和99%。工艺和催化剂研究成果应用于天然气净化厂产品气气质升级改造工程,工业装置稳定运行时间超过5600 h,装置72 h性能考核结果表明,水解反应温度为100~120℃,反应器出口COS质量浓度<0.3 mg/m^(3),平均水解率达到99.69%。结论实验室研究开发的天然气固定床COS水解技术工艺稳定可靠,催化剂水解率高,可为国内含硫气田以COS为主要有机硫组成且含量较高的天然气选择性脱硫提供技术方案。 展开更多

关键词 固定床 羰基硫 催化剂 CT6-16 水解率 现场试验

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中国天然气国际标准化发展与思考 被引量：9

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作者 常宏岗 周理 +4 位作者 罗勤 马建国 周代兵 张镨 王伟杰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1-10,共10页

围绕“碳达峰、碳中和”重要奋斗目标,大力发展天然气已成为中国能源发展国家战略。天然气行业具有高风险、高投入、技术复杂、安全环保要求高的特点,因此对标准、规范提出了更高要求。推进中国天然气国际标准化进程,对中国技术国际化... 围绕“碳达峰、碳中和”重要奋斗目标,大力发展天然气已成为中国能源发展国家战略。天然气行业具有高风险、高投入、技术复杂、安全环保要求高的特点,因此对标准、规范提出了更高要求。推进中国天然气国际标准化进程,对中国技术国际化和维护天然气国际贸易公平公正具有重要意义。为了推动天然气国内国际标准化协同发展,在梳理分析国内外天然气标准化技术机构情况,总结天然气国际标准化发展历程的基础上,从标准的重要性、先进性和对产业的促进等多维度研究了中国制订的天然气国际标准。研究结果表明:(1)天然气国际标准化工作是中国天然气工业高质量发展的重要基础工作,中国标准走出去是抢占国际话语权;(2)科技创新是标准的基础,国际标准是市场竞争的战略武器;(3)高效的组织协调与持续的人才培养是支撑国际标准化工作的重要保障。结论认为,天然气国际标准化工作是我国天然气工业高质量发展的重要基础工作,目前中国构建了天然气工业标准体系,积极融入国际天然气标准化组织体系,实质性参与国际标准化活动,制订的《用氧化微库仑法测定总硫含量》等10项国际标准,引领世界天然气硫化物分析技术方向,建议围绕新能源和“双碳”目标开展科技攻关和国际标准制订,进一步提升中国天然气标准国际化水平。 展开更多

关键词 天然气 标准 国际标准 国际标准化组织 硫化物 思考 展望

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乙烷产品质量要求及其标准探讨

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作者 李晓红 陈勇 +1 位作者 蔡黎 张镨 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期109-114,共6页

目的针对制备乙烯的乙烷原料展开质量要求的探讨,以确定不同用户要求和输送方式对乙烷质量要求的区别,并探讨不同质量指标的检测方法,以期为以天然气为原料生产乙烷的行业提供技术支持。方法主要参考美国《气体加工工程数据手册》、中... 目的针对制备乙烯的乙烷原料展开质量要求的探讨,以确定不同用户要求和输送方式对乙烷质量要求的区别,并探讨不同质量指标的检测方法,以期为以天然气为原料生产乙烷的行业提供技术支持。方法主要参考美国《气体加工工程数据手册》、中国石油天然气集团有限公司企业标准Q/SY 01027-2019《天然气回收乙烷技术指标》对乙烷产品的质量要求,分别对国内气态和液态乙烷产品质量要求和指标进行研究和探讨。结果乙烷产品宜根据其气态和液态特点分别分为3个等级,乙烷产品来源于天然气,其取样采用天然气取样方法、其主要质量指标采用天然气相关分析方法标准进行检验是适宜的。结论现阶段国内还没有乙烷产品的国家标准和行业标准,建议有关部门尽快制定乙烷产品国家标准或者行业标准,统一规定乙烷产品质量指标、产品分类、检验规则、交货验收,为乙烷回收项目的实施提供技术支撑,同时也可促进中国乙烷市场和生产体系的建立。 展开更多

关键词 乙烷 质量要求 乙烯 标准

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采用GB/T 17283测定水露点结果的精密度研究

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作者 曾文平 敬豪 +4 位作者 姜琛 何斌 徐冲 高金锁 王博玮 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期104-109,共6页

目的GB/T 17283-2014是测定天然气及类似气体中水露点的重要试验方法,目前该标准没有规定测定结果的精密度,研究确定测定水露点结果的精密度指标,为标准的使用者提供检测结果一致性评判依据,同时也可为修订该标准提供技术参考。方法采... 目的GB/T 17283-2014是测定天然气及类似气体中水露点的重要试验方法,目前该标准没有规定测定结果的精密度,研究确定测定水露点结果的精密度指标,为标准的使用者提供检测结果一致性评判依据,同时也可为修订该标准提供技术参考。方法采用不同仪器生产厂家和型号的8台露点仪,通过测定水气体标准物质在不同压力下的露点值进行精密度试验,参考俄罗斯标准GOST 20060-2021《天然气水露点温度的测定》提供的测定结果重复性标准偏差的基础上,研究确定冷却镜面凝析湿度计法测定水露点结果的精密度指标。结果按照水露点的测定范围规定测量结果的重复性限和再现性限,当水露点为-40.0℃≤t B≤-30.0℃时,重复性限≤2.0℃,再现性限≤3.0℃;当水露点为-30.0℃<t B≤0℃时,重复性限≤1.5℃,再现性限≤2.5℃;当水露点为0℃<t B≤10.0℃时,重复性限≤1.0℃,再现性限≤2.0℃。结论为增加GB/T 17283-2014的实用性和可操作性,建议该标准增加水露点测定结果的精密度要求,提出的精密度指标可作为修订该标准的技术参考。 展开更多

关键词 GB/T 17283 水露点 精密度 重复性限 再现性限 标准偏差

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