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天然气计量基础知识目录第一章计量及计量术语定义第二章法定计量单位第三章天然气计量参数及测量方法第四章天然气计量系统技术要求第一章计量及计量术语定义1.计量计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量与测量的区别：测量是以确定量值为目的的一组操作。计量包括了标准建立、计量方法和量值传递。计量的特点：准确性、一致性、溯源性、法制性。计量及计量术语定义2.误差根据中华人民共和国国家计量技术规范JJF100l-1998《通用计量术语及定义》，误差为测量结果减去被测量的真值，即：误差＝测量结果一真值误差表示方式：绝对误差、相对误差、引用误差误差表现特点:随机误差、系统误差、粗大误差计量及计量术语定义3.准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。准确度是一个定性的概念，所谓定性意味着可以用准确度高低、准确度为0.25级、准确度为3等及准确度符合XX标准等说法定性地表示测量质量。用0.25%，16mg，≤16mg及±16mg来表示准确度是不正确的。特别应注意，不能用“精度”、“精密度”(precision)来表示“准确度”。因为精密度反映在规定条件下各独立测量结果间的分散性。多次测量同一量所得的分散性可能很小，但并不表明测得值与真值一致。流量仪表准确度一般包括两项指标：基本误差（或最大允差）和重复性。基本误差（或最大允差）和重复性两各个指标都满足规定的准确度等级要求，才认为仪器达到了某一准确度等级，否则认为仪器没有满足该等级的水平。计量及计量术语定义4.基本误差和最大允差对所有的测量数据计算出相对误差或绝对误差从中找出绝对值最大的误差和标准设备的基本误差合成后得到就是测量结果的基本误差最大允差也就是最大可能出现的误差上限，同样没有号基本误差没有正负计量及计量术语定义5.测量结果的重复性在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。这里相同测量条件是指：相同的测量程序、相同的观测者、使用相同的测量仪器、相同地点、在短时间内进行重复测量：这些条件也称为“重复性条件”。测量重复性可以用测量结果的分散性来定量表示。单次测量数据的实验标准偏差即为测量结果的重复性。计量及计量术语定义6.稳定性在改变了的测量条件下，用同一的计量设备、用同样的测量方法、对同一被测量量进行测量，测量数据的一致性即为计量设备的复现性。这里变化了的测量条件包括：观测者、地点、时间，环境条件。计量设备的复现性（稳定性）一般同样用单次测量数据的实验标准偏差来计算。计量及计量术语定义7.不确定度测量不确定度是指表径合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。从定义中反映出两点：合理表达测量数据的分散性，测量结果与真值的关系。合理表达测量数据的分散性就是合理地评出A类标准不确定度和B类标准不确定度。测量结果与真值的关系就是指测量数据的表示方式。计量及计量术语定义8.检定/校准/测量测量是以确定被测量对象量值为目的的全部操作。在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。检定是指查明和确认计量器具是否具有合法要求的程序，包括检查、检测、加标记和出具检定证书。测量（测试）所指范围广泛，要求条件宽松，检定和校准是测量的两种方式。检定具有法律效力，强制检定必须经国家政府计量主管部门监督。校准并不一定比检定要求的条件和数据的准确度低，只是校准的数据不具有法律效力，是企业加强管理、提高计量水平的自觉行为。计量及计量术语定义强制检定企业的最高计量标准装置以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列入国家强制检定目录的工作计量器具等应进行强制检定。强制检定由政府计量行政部门指定法定或授权的技术机构进行。强制检定授权企业开展强制检定的计量技术机构应向有关政府计量行政部门提出申请，经考核、授权后，执行强制检定工作。计量及计量术语定义计量器具分类方法a)A类计量器具:计量标准器具（包括标准物质）；用于贸易结算、安全防护、医疗卫生和环境监测方面，并列入强制检定计量器具目录的工作计量器具；用于工艺控制、质量检测、能源及经营管理对计量数据要求高的关键部位的计量器具。b）B类计量器具:用于工艺控制、质量检测中有准确度要求的计量器具；企业二级单位内部核算的能源、物资管理用的计量器具；固定安装在连续运转装置或生产线上，计量数据准确度要求较高但平时不允许拆装的计量器具；使用频次低、性能稳定的计量器具。c）C类计量器具：对计量数据无严格准确度要求的指示用计量器具；与设备配套不可拆卸的计量器具；对计量数据无严格准确度要求的、性能不易变化的低值易耗计量器具；公司内控的计量仪表器具。计量及计量术语定义计量器具A、B、C如何分类？按照国家标准计量器具管理办法，为保证重点计量器具的准确可靠，要求实行A、B、C分类的管理方法，Q/SH0100—2009也明确了A、B、C分类的基本原则，但在如何把现场的各类计量器具有效分类，各个单位在实际操作中存在很多问题。就如何分类，我谈以下几点建议。⑴尽量减少A类计量器具的数量，避免地方政府的干预；A类计量器具必须由强制检定资质的单位检定。建议：只要不与现金结算有关的计量器具最好不要列入A类计量器具。中石化分公司之间的原油、天然气、商品油的计量器具可以不列为A类计量器具。⑵对于B类计量器具，可以由本企业或本单位的、经过企业计量标准考核合格的检测机构实施检定/校准；中石化各分公司/子公司内部的物料交接计量、分公司/子公司各二级单位内部之间重要的关联计量（如分矿计量）、重要的安全环保点安装的计量器具都可以列为B。建议B类计量器具尽可能多一些。计量及计量术语定义计量器具A、B、C如何分类？⑶对于C类计量器具，有两点值得思考，一是检定/校准/测试周期可以根据计量器具的使用频次、稳定性使用单位自行制定检定/校准/测试周期，而实行测试方法的须有测试规范经且得到计量管理部门认可，二是使用单位可以自行进行测试，测试人员须有操作员证并出具测试报告。C类计量器具是生产现场用于一般性的监控，如大罐液位计、低压压力表、非关联核算的温度计等，可以采用一个通过检定部门检定的计量器具在线核查的方式完成测试。C类计量器具不仅减少送检带来的检定费用和许多麻烦，而且有利于生产运行，避免因计量器具送检耽误生产，还能做到及时迅速地确保计量器具的安全可靠。特别重要的一点是，二级单位的计量管理部门必须建立分类规范，对在用的各类计量器具的用途进行必要的说明。计量及计量术语定义计量及计量术语定义第二章法定计量单位第一节国际单位制第二节我国法定计量单位第三节法定计量单位的使用第四节天然气计量常用的计量单位国际单位制国际单位制（SI）的基本单位国际单位制国际单位制导出单位我国计量单位的构成我国法定计量单位我国法定计量单位是以国际单位制为基础，结合我国的实际情况选用了若干其它单位而构成，包括六部分：SI基本单位、SI导出单位、SI单位的倍数单位、国家选定的非国际单位制单位、由以上单位构成的组合形式的单位、由词头和以上单位构成的十进倍数和分数单位。我国计量单位的构成我国非国际单位制单位。我国计量单位的构成法定计量单位的使用⑴组合单位读写顺序与国际符号表示顺序一致。⑵组合单位的数学符号“·”、“/”、和“x”的读写应按以下规定：乘号“·”无对应名称，即不在读；除号“/”读为每，且无论分母中有几个单位“每”字只在有除号的地方出现一次；乘方号“x”中的指数的相应名称一般是数字加次方，长度单位的2次或3次，应读为平方或立方，对于指数为-1的，应读为每。天然气常用的计量单位长度：基本单位为m常用的计量单位还有分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）换算关系1m=10dm=100cm=1000mm压力：基本单位为帕（Pa）常用的计量单位有千帕（kPa）、兆帕（Mpa）换算关系是1Mpa=1000kPa=10Pa温度：基本单位是开（K）热力学温度和摄氏度的换算关系天然气常用的计量单位第三章天然气计量参数及测量方法第三节流体压力第四节流体温度第五节流体的密度第六节流体粘度第七节压缩因子第八节等熵指数第二节流量第一节天然气特性天然气特性1.天然气组份天然气是碳氢化合物为主的混合物。天然气中碳氢化合物有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷，除碳氢化合物外，还含有二氧化碳、硫化氢、氮气、水蒸气等。2.化合物的分子量化合物的分子量是该化合物原子量的算术和。例：甲烷的分子量为一个碳原子量（12.011)和四个氢原子量（1.0079)之和，即16.043，而空气的相对分子量29左右，因此，空气的相对密度为1.000，计算得到甲烷的相对密度为0.5539。天然气特性3.理想发热量在标准参比条件下，气体完全燃烧产生的热量为理想发热量。产生热量物质的主要是碳原子，碳原子多理想发热量高，1立方米甲烷的理想发热量33.356MJ，乙烷为59.362MJ、丙烷为94.978MJ、丁烷为110.463MJ。Y因此，天然气的组份不同，单位体积产生的热值相差很大，仅仅以体积计量进行贸易结算很不合理，为此国家提出了用天然气热值进行结算的国家标准GB/T22723-2008《天然气能量测定》，本标准于2009年8月1日正式实施。天然气特性4.阿伏加德罗定律在相同的温度和相同的压力下，相同体积内所包容的气体分子数目是相同的。在标准参比条件下（273.15K、101.325kPa),1摩尔任何气体的体积为22.4L，1摩尔所包含的分子数为这个数就称为阿伏加德数。它是计算天然气其它参数的基础。天然气特性5.理想气体状态方程式中：P——气体的绝对压力V——气体的体积T——气体的热力学温度n——气体的摩尔数R——通用气体常数天然气特性6.真实气体状态方程式中：P——气体的绝对压力V——气体的体积T——气体的热力学温度n——气体的摩尔数R——通用气体常数Z——气体的压缩因子天然气特性7.真实气体状态转换方程其中：——气体超压缩因子流量1.流量的定义流体在单位时间内流过管道或设备某横截面的量称为流量，流量可以是体积流量也可以是质量流量。体积流量的单位为立方米/时，表示符号质量流量的单位为吨/时，表示符号：t/h或kg/h流量有瞬时流量和累积流量。流量2.气体流量计的种类目前国内广泛使用的气体流量计主要有三类：差压式流量计、速度式流量计和容积式流量计。差压式（节流）流量计有孔板、喷嘴、文丘里管及文丘里喷嘴、皮托管及阿牛巴。速度式流量计有涡轮流量计、超声流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计和V椎流量计。容积式流量计有腰轮流量计、刮板流量计、活塞流量计。流量流量流量前端取压口来流方向尾部取压口压差锥体支架γθ流量流量流体压力流体压力的定义作用在单位面积上的力称为压力，单位为帕Pa(N/)，也常称作帕斯卡。测量压力的仪表叫压力计或压力表，通常在大气压下调零，压力表测量的压力称表压，而气体状态方程中的压力是绝对压力。流体的绝对压力：流体压力压力传感器英文名称：pressuretransducer定义：能感受压力并转换成可用输出信号的传感器。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。流体压力压力传感器的工作原理：某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷