標(biāo)況流量與工況流量間的換算

標(biāo)況和工況之間的不同是什么呢？如何計(jì)算氣體狀態(tài)？標(biāo)況流量與工況流量又該如何轉(zhuǎn)換呢？今天，小編就來(lái)幫你輕松搞定標(biāo)況和工況的相關(guān)知識(shí)。

   工況：實(shí)際工作狀態(tài)下的流量，單位：m3/h

   標(biāo)況：溫度20℃、一個(gè)大氣壓（101.325kPa）下的流量，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(guó)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(duì)應(yīng)的流量不同而已。另外不同國(guó)家所指的標(biāo)態(tài)也不一樣。

   根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

   其方程為pV=nRT。

   這個(gè)方程有4個(gè)變量：p是指理想氣體的壓強(qiáng)，V為理想氣體的體積，n表示氣體物質(zhì)的量，而T則表示理想氣體的熱力學(xué)溫度；還有一個(gè)常量：R為理想氣體常數(shù)。

   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

   注意：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(jì)量按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（嚴(yán)格的說(shuō)是準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，我們叫它常態(tài)）來(lái)計(jì)量的，一般貿(mào)易計(jì)量按20℃，1個(gè)大氣壓力（0.1013MPa）狀態(tài)下的體積計(jì)量，比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積稍大一些，對(duì)賣方有利（因?yàn)楸緛?lái)是乘以273，按照20℃的話就是乘以273+20，所以變大了）。

   在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是0℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力。

   對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)不同的壓力，其體積會(huì)差很大（氣體很易壓縮），當(dāng)然體積流量會(huì)差很大，同徑條件下不同工況下的流速自然也會(huì)差很大，比方同直徑蒸汽管線對(duì)于10bar和3.5bar時(shí)最大流量是不同的。

   工藝計(jì)算時(shí)用工況或用標(biāo)況取決于你查的圖表、用的常數(shù)，兩種狀態(tài)的計(jì)算都是可能出現(xiàn)的。

   比方在定義壓縮機(jī)參數(shù)時(shí)，我們常用標(biāo)況下的參數(shù)來(lái)給廠家提條件，同時(shí)我們也提供溫度大氣壓力等參數(shù)供做工況下的校正，這么做的好處是我們可以用同一個(gè)狀態(tài)來(lái)表明參數(shù)，就如同泵的性能曲線都是用清水來(lái)說(shuō)的，沒(méi)人會(huì)說(shuō)汽油的性能曲線是什么，原油的性能曲線又是什么。

   在很多計(jì)算中用的都是工況，比方計(jì)算流速時(shí)。

   氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)分三種：

   1、1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(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(guó)科技領(lǐng)域廣泛采用這一標(biāo)態(tài)。

   2、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以溫度288.15K（15℃），壓力101.325KPa作為計(jì)量氣體體積流量的標(biāo)態(tài)。

   3、我國(guó)《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)算方法》規(guī)定以溫度293.15K（20℃），壓力101.325KPa作為計(jì)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(guó)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(duì)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(guó)標(biāo)20℃）的絕對(duì)溫度（293.15K）

   Tg——介質(zhì)的絕對(duì)溫度（273.15+t）K

   t——被測(cè)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)。

   通常我們所說(shuō)的流量為了便于統(tǒng)一的單位，都是述說(shuō)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。

   1.標(biāo)況流量到工況流量換算的實(shí)例：

   Q

   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？

   A

   粗略計(jì)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(duì)壓力；0.8為管道壓力，單位是MPa。

   2.工況流量到標(biāo)況流量換算的實(shí)例：

   Q

   氧氣管道壓力12公斤，工況流量10立方/小時(shí)，標(biāo)況流量是多少？

   A

   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(shí)

   式中：0.101325是大氣的絕對(duì)壓力；1.2為管道壓力，單位是MPa。

   已知某一供氣管線的實(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(jì)的規(guī)格型號(hào)。

   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(jì)算：

   ①當(dāng)介質(zhì)壓力最低，溫度最高時(shí)，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，溫度最低時(shí)，應(yīng)具有最小標(biāo)況體積流量，

   即Qmin=213.51m3/h

   從以上計(jì)算結(jié)果得知，要選擇的流量計(jì)其工況流量范圍為(214-1200)m3/h。

   根據(jù)計(jì)算的流量范圍，選擇滿足工況要求的流量計(jì)。