Дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа

702267 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 61) Доп 22) Зая нительное к авт. санд-ву о 16.02.77 (21) 2453114/18-2ением заявки М М, Кл 01 й 9/ОО прнсое Мулврствее 3 квювтвт СССР23) Прнорите убликовано 05,12.79, Бюллетеньата опубликования описания 07.12 УДК 665.6. Н. Садом ск союзный научно-исследовательск газов "ВНИИГАЗ"природных 7) Заявител 4) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ СПОСОБ ОП СЖИМАЕМОСТИ РЕАЛЬНОГО ПР,термодннамнческого подобия, что снижает точность способа.Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока ао и после дросселирования с последующим вйчислением коэффициента сжимаемости 2.Однако, данный способ является сложным в реализации и недостаточно точным ю-эа необходимости измерения теплоемкости газа, необходимости получения промежуточных зависимостей путем многократных измерений в широком лиапазоне параметров и математической обработки результатов измерений,Цель предлагаемого изобретения - повышение точности и упрощение технологии определения кбэффициента сжимаемосДля этого поток дросселируют цо атсферного давления, нагревают ло темпе Изобретение относится к области определения и контроля физических свойств и параметров веществ в технологических процессах и, в частности, к способам определения коэффициента сжимаемости реального природного газа.Известен способ определения коэффициента сжимаемости реального газа путем заполнения заданным количеством газа пьезометра постоянного объема и иэ 1 О мерения давления и температуры с последующим вычислением коэффициента сжимаеьюсти 11. Известный способ требует постановки сложного и тонкого эксперимента для "до-стижения высокой точности измеряемых параМетров, компенсации деформаций от температуры и давления, компенсации погрешностей балластного объема и др. и поэтому реализуется на ограниченном ко- личестве природных газов,. а распространение полученных результатов надругие гавы осуществляют с помощью методов ЕЛЕНИЯ КОЭффИЦИЕНТРОДНОГО ГАЗАр Ц 30Га А 2 ЬР 2 Р% При этом принимается, что коэффчциент сжимаемости газа после дросселирования и нагрева= 1В общем это абсолютно справедливо для идеального газа (при условии Р -0 и Ч-оо)При атмосферном давлении и температуре 15-20 С коэффициент сжимвемости природного газа составляет т = 0,999, т,е; принятие указанного допущения вносит незначительную погрешность - 0,1%,Дальнейшее повышение температуры и снижение давления нецелесообразно, так квк даже незначительное повышение точности в этом случае сопряжено с существенным усложнением реализации предлагаемого способа (необходимость вакуумных систем, высокотемпературных нагреютелей и т.д.) и с усложнением технологии определения коэффициента сжимаемости.Конкретное значение температуры нагрева газа в пределах указанного диапазона может быть определено по стабилизации значений коэффициента сжимаемости, полученных согласно предлагаемому спо 3 7022ратуры 15-20 С после чего измеряютперепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования и после зоны нагрева, в коэффициент сжимвемостиопределяют. из формулы:где СС , , о Г - коэффициент расхода и площадь узкого сечения локального сужения газового тракта до зо/ ны дросселированияи после зоны нвРТ Р, Т - полные давление итемпература до зо-ны дросселирования и после зонынагрева;ьР ЬР - перепад давлений11 7,на сужениях тракта до зоны дросселирования и послезоны нагрева.Указанные значения давлении последросселирования и температуры нагревасоответствуют состоянию газа, близкомук идеальному.На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природноо газа. 35устройство содержит размещенные втрубопроводе 1 дроссель 2 и подогреватель 3 газа. Перед дросселем 2 и за подогревателем 3 расположены, образующиелокальные сужения газового тракта мерные диафрагмы 4. Нв каждой диафрагме4 предусмотрен замер перепада давленийдифференциальным манометром 5, а передкаждой диафрагмой 4 - замер полных давлений и температуры соответственно ма 45нометрвми 6 и,термоэлект,Рическими тер-мометрами 7, Локальные сужения могутбыть образованы и мерными нормальнымисоплами, а также соплами и трубами Веитури.50При работе устройства отбираемый изгазопровода или аппарата по трубопроводу 1 газ высокого давления проходит последовательно манометр 6, термометр 7,мерную диафрагму 4, затем дросселируется в дросселе 2 до атмосферного давления с существенным понижением температуры. Затем поток газа нагревают в по 67 4логевателе 3 греющим агентом до температуры 15-20 С (выхлопными газамиотепловых двигателей, горячей водой системы отопления, путемэлектронагрева и т.д.), после чего он, пройдя манометр 6, термометр 7 и мерную диафрагму 4, выбрасывается в окружающую среду. По показаниям манометров 6, термометров 7 и дифференциальных манометров 5 определяют полные давления Р Р" температур1 2 ры ТТ" и перепады давлений ЬР, д Р соответственно до зоны дросселирования и после зоны нагрева и по приведенной выше математической формуле вычисляет ся значение коэффициента сжимаемости.Эта формула получена из условия равенства весовых расходов через мерные диафрагмы 4; С .- АГ Гуь Р, = А Г" дР или, учитывая, что удельный вес равен79/40 Тираж 1073 БНИИПИ Государственнопо делам изобретений 113035, Москва, ЖПодписнокомитета СССР. и открытийРаушская наб., д. 4/5. филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. П ая 5 7022 собу при поэтапном повышении температуры.Предлагаемый способ обеспечивает от носительно высокую точность определения коэффициента сжимаемости реального при родного газа (погрешность около 0,2%) и при этом прост в реализации, что создает благоприятные условия для его применения на. предприятиях по добыче транс- порту и переработке газов. формула изобретения Дифференциальный способ определения15 коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока до и после дросселирования,20 о т л и ч,а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии определения коэффициента сжимаемости, поток дросселируют до атмосферного давлениянагревают до температуоры 15-20 С, после чего измеряютперепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования 67 6и после зоны нагрева, а коэффициент сжимаемости определяют из формулы где с р 3 р - коэффициент расхода2 2и площадь узкого сечения локального сужения газового тракта до зоны дросселированияи поже аонцнагреваР,Т,РТ- полные давление и.температура до зовы дроссе" лирования и после воны нагрева; Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Тимрот Д, Д. и др. Инженерно-физический журнал,1961,т. 1 У, % 1, с. 3,2. Кириллин В. А. и др. Исследованвытермодинамических свойств, веществ, М.,