天然气计量中压缩因子的修正

由于天然气计量涉及相关各方利益,其交界面流量数据被各方关注。国内超声流量计使用逐年递增,但工作条件下的压缩因子经常变化,造成了输出数据偏差。天然气组分作为压缩因子的影响因素之一,国内很少对其进行在线分析,因此无法实时调整压缩因子数值,而对于生产方来说,根据生产条件和组分变化对压缩因子进行适时计算和调整是必要的。介绍了某平台天燃气外输的计量方法,压缩因子的影响因素、计算方法及其修正,以准确反映外输天然气实际流量。     

天然气压缩因子计算及影响因素分析

天然气长输管道首端与末端之间往往会出现输差,输差是影响输气成本的一个最关键的因素。针对出现的输差问题,以天然气组分为基础,以压缩因子作为突破口,通过着重理解天然气压缩因子的解法与改进来得到控制输差。以BWRS方程为重点,通过Excel求得方程系数,然后从中解出气体密度,再代入气体状态方程中求得压缩因子。通过对天然气压缩因子的求解,得到影响压缩因子的主要因素,从而修正到天然气输量,以便减少输差。     

天然气压缩因子影响因素的研究

天然气长输管道首端与末端之间往往会出现输差,输差是影响输气成本的一个最关键的因素。寻找出输差的各种因素,调研发现影响输差的主要元素是天然气压缩因子,以天然气组分为基础,通过对天然气压缩因子的调研,得到影响压缩因子的主要因素,提出一定的建议改进从而修正到天然气输量,以便减少输差。     

基于MSP430的天然气压缩因子实时补偿流量积算仪

为准确计量天然气流量,设计了以MSP430单片机为核心的天然气流量积算仪。积算仪接收来自流量变送器输出的模拟信号。积算仪包含有数据存储模块、压力传感器模块和温度传感器模块。开发了系统软件,输入天然气各组分的摩尔质量以及温度、压力值后,根据AGA8-92DC公式建立起压缩因子、温度和压力之间的三维数据表,数据表通过RS-485传输至单片机的Flash中存储。单片机利用埃尔米特插值算法快速求出测量工况下的压缩因子,并将天然气的体积流量转换为工况条件下的体积流量,实现了在线补偿功能。     

气井临界携液流量计算方法的修正

气井最小临界携液流量的准确计算对于确定气井合理配产、优化气田开发方案具有非常重要的意义。国内外学者在Turner模型的基础上,对临界携液系数进行修正,从而推导出了不同的临界携液流量计算模型,但这些模型均将界面张力和天然气偏差因子取为常数,忽略了温度和压力对它们的影响。因此,对液滴模型进行了修正,通过经验公式计算界面张力,运用DAK方法计算天然气偏差因子,提出了考虑实际界面张力和天然气偏差因子的气井临界携液流量模型。应用修正前后的3种常规模型分别对某气田的临界携液流量进行计算对比,结果表明修正的临界携液模型能够更加准确预测气井状态,判断井筒是否积液,较常规模型具有更高的准确性和科学性,适用于气田实际生产开发。     

浅析智能旋进漩涡流量计计量误差分析

智能旋进漩涡流量计是新一代的流量计量器,在使用过程中能自动的修正气体的温度、压力和压缩因子,进而测定气体的总流量。但是由于机器本身的固定因素误差因素,以及在使用过程中,由于现场计量仪表受环境,运行工况情况的影响带来了计量误差,为了尽量的降低这些因素带来的误差,找出引起流量计量误差的因素,对于提高天然气计量精度有重要的意义。     

基于Redlieh-Kwong对比态方程的天然气压缩因子计算

对Redlieh-Kwong对比态方程进行了推导,并将AGA8报告中30组压缩因子实测值与混合物天然气压缩因子的计算值进行了对比分析,计算误差小于1. 20%。最后得到了压力、温度对天然气压缩因子的影响规律。     

状态方程计算高含硫天然气压缩因子评价研究

压缩因子在天然气开发与输运过程中是很重要的物性参数,其它一些参数的变化与压缩因子密切相关。但是对于高含硫天然气由于H2S的存在,使得临界参数产生较大偏差。目前应用较多的计算压缩因子的方法多是针对常规天然气的,故利用这些方法来计算高含硫天然气的压缩因子会产生较大误差。对于硫化氢摩尔含量小于12%的高含硫天然气体系,用RK、SRK、PR、BWRS状态方程计算在1.05≤Tr≤2,0≤Pr≤13范围内的压缩因子,并与标准压缩因子图进行了对比分析,得出这四个状态方程的适用范围。     

超高压天然气压缩因子计算方法及其在气井压力计算中的应用

天然气压缩因子是天然气重要的物性参数之一,但是传统计算方法对于超高压天然气的计算存在较大误差.本文收集了超高压天然气压缩因子的实验数据,并将其进行拟合,得到了适用于高压天然气的压缩因子计算公式.并将这一公式应用于气井压力的计算当中,取得了较高的计算精度.     

大型氨厂一段炉水/碳控制

辽河化肥厂利用TDC-3000BASIC系统实现了几套复杂控制系统。为了精确地控制一段炉水碳比,对天然气流量、蒸汽流量进行温度、压力补偿,对天然气又进行了平均分子量修正,然后经运算得出总碳分子流     

Numerical Analysis of Isothermal Gaseous Flows in Microchannel

Two‐dimensional compressible momentum equations were solved by a perturbation analysis and the PISO algorithm to investigate the effects of compressibility and rarefaction on the local flow resistance of isothermal gas flow in circular microchannels. The computations were performed for a wide range of Reynolds numbers and inlet Mach numbers. The explicit expression of the normalized local Fanning friction factor along the microchannel was derived in the present paper. The results reveal that the local Fanning friction factor is a function of the inlet Mach number, the Reynolds number and the length‐diameter ratio of the channel. For larger Reynolds and inlet Mach numbers, the friction coefficient in the microchannel is higher than the value in a macrotube, and the gas flow in the microchannel is dominated only by compressibility. For smaller Reynolds and inlet Mach numbers, the Fanning friction factor of gas flow in the microchannel is lower than that in a circular tube of conventional size due to slip flow at the wall and thus, rarefaction has a significant effect on the fluid flow characteristics in a microchannel.     

Dispersion in isothermal flow of an ideal gas through porous masses of solid particles

When a non-reactive compressible gas experiences a considerable pressure drop during flow, such as in gas production from petroleum reservoirs, compressibility effects have to be added to the treatment of material dispersion of incompressible systems. In this paper, the dispersion resulting from such effects is calculated and expressed in terms of a Transfer Function with the Dispersion Number as parameter. It is shown that the effect of compressibility is considerable, particularly for large pressure gradients. The analysis is limited to an ideal gas in isothermal flow with a continuous velocity distribution (i.e. no sonic velocity) and flow through a porous mass or fixed bed which can be represented by the axially dispersed flow model.     

A new expression for spherical aerosol drag in slip flow regime

A 3D simulation study for an incompressible slip flow around a spherical aerosol particle was performed. The full Navier–Stokes equations were solved and the velocity jump at the gas–particle interface was treated numerically by imposition of the slip boundary condition. Analytical solution to the Stokesian slip flow past a spherical particle was used as a benchmark for code verification, and excellent agreement was achieved. The simulation results showed that in addition to the Knudsen number, the Reynolds number affects the slip correction factor. Thus, the Cunningham-based slip corrections must be augmented by the inclusion of the effect of Reynolds number for application to Lagrangian tracking of fine particles. A new expression for the slip correction factor as a function of both Knudsen number and Reynolds number was developed. The particle total drag coefficient was also correlated against Re and Kn over the range of gas–particle relative speeds yielding the incompressible slip flow from the Stokesian regime up to the threshold of compressibility. Inclusion of gas slip on the particle surface enhances the accuracy of particle drag force prediction up to 40.9% in the range of 0.01<Kn<0.1 and 0.125<Re<20 compared to the no-slip continuum drag values.     

基于可压缩气辅的聚合物挤出成型非等温黏弹数值分析

基于气体具有可压缩性特点提出了可压缩气辅挤出概念,为探明气辅挤出中可压缩气体对聚合物熔体挤出成型的影响建立了熔体和压缩气体两相流模型,利用有限元计算方法对可压缩气辅的聚合物挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,并对比分析了传统无气辅和可压缩气辅挤出的物理场分布情况。研究表明,气辅挤出中的气体密度分布不是恒定值,而是随压力和温度空间分布变化,并且在引入气体层以及气体可压缩性后,可压缩气辅挤出与传统无气辅挤出方法相比在各物理场分布上存在较大的差异,当可压缩气体入口压力逐渐增大时熔体挤出收缩程度明显增大。该结果与实验一致,这些是传统无气辅挤出模拟无法体现出来的。     

减压释放水中溶解气对水装置流量稳定性的影响

针对水流量标准装置分析了水中溶解气对流量稳定性和计量精度的影响，并安装了微泡排气阀进行对比实验。经理论分析和实验测试表明，水中溶解气在经历减压过程后会由于前后端压差而分离析出，然后形成游离的微小气泡，这些微小气泡在水中继续流动，这会影响水流量标准装置的流量稳定性和计量精度，当水流经微泡排气阀后，微泡排气阀可以捕捉从水中分离析出的微小气泡，从而提高了水流量装置的流量稳定性和计量精度，可使流量稳定性达到0.1%～0.2%的水平，为水流量标准装置的设计和流量稳定性的研究分析了一种新的影响因素并就此提供了解决方案。     

气液两相流流量变化瞬态特性

在气液混输管线中常发生流量变化引发的瞬态过程,在大型多相流实验环道上进行了流量变化的瞬态实验.气量突增产生压力过增量,它的产生与流型有关：分层流的过增量是由于气体的惯性;在气团流和段塞流下则是由于气体压缩性和液体惯性的联合作用.气量突降时,膨胀波沿程传播.气量变化的瞬态过程可能出现对应准稳态变化没有出现的流型.与气量突变相比,液量突变引起的压力和流型变化较平缓,瞬态效应小.流量变化后产生沿线传播的压力波和空隙波,二者与流型相关,决定瞬态过程的发展.压力变化的传播速度在气量变化时等于声速,在液量变化时等于空隙波波速.     

某高含硫天然气高压物性参数计算方法探讨与软件研制

天然气的压缩因子、体积系数、压缩系数、粘度等高压物性参数随气藏压力和温度的变化而变化,定量描述和预测这些参数的变化规律具有十分重要的实际意义。通过做实验研究高含硫气藏的高压物性参数,因其含硫量较高,使实际的操作难度较大,并且对研究人员的生命有一定威胁。因此,我们通过查找资料,选择并修改高含硫物性参数计算的经验公式,开发研制了一套计算软件,通过软件计算来定量描述和预测高含硫天然气的高压物性参数。本文介绍了软件中考虑H2S和CO2等气体成分影响的经验公式,软件计算的方法、主要过程及数据处理方式,并给出了某实际天然气高压物性参数软件计算和实验结果的对比分析实例。     

应用VB实现AGA8-92DC气体压缩因子计算方法

天然气压缩因子在天然气工程计算中具有重要的地位,其计算方法有多种,其中就包括由美国燃气协会提出的基于气体组成来计算压缩因子的AGA8-92DC方程。根据GB/T 17747.2-2011标准所给出的AGA8-92DC方法计算过程,用Visual Basic6.0 program编写了计算程序。为了验证程序的正确性,分别将程序计算值与GB/T 17747.2标准提供的计算值和含碳贫气气样实测值进行了对比,且获得了较小的计算误差。由计算值与实测值的对比结果可知,通过Visual Basic6.0 program所编写的AGA8-92DC方法计算程序而得到的计算结果能够满足工程上的要求;对于中高压含碳贫气,AGA8-92DC方法具有较高的计算准确度;当气体温度升高时,AGA8-92DC方法的计算误差将有所减小。     

Micro-level instability of bubble flows in packings

Bubbly liquid flow through fixed beds and its transition to dispersed-bubble flow is analyzed. The system is described as a compressible fluid filtrating through porous media. The system peculiarities—the isothermal variation of perfect gas in the spherical bubbles, weak compressibility of the liquid, etc.—are accounted for in the state equation for bubbly liquid. Dimensionless criteria were found determining the bubbly-liquid flow in packings at the macro (bed) scale as well as criterion for its stability at the micro (pore) scale. The modeling results are compared with the experimental data.