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新聞資訊
21
2022
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10
天然氣管道中混入氫氣后對標準孔板流量計測量準確度的影響
氫能是一種綠色、低污染、可再生的燃料，被認為是最有前途的化石燃料替代品之一。目前，利用可再生能源電解制氫，然后將氫氣按照一定比例摻入天然氣管道中進行輸送是利用和運輸氫能的有效途徑。
標準孔板流量計由于其設計簡單、成本低、可靠性高，仍然是石油與天然氣行業中使用最廣泛的流量計。標準孔板流量計以能量守恒定律和流動連續性方程為基礎，通過測量孔板前后產生的靜壓力差來衡量天然氣流過節流裝置的流量大小。
由于氫氣和甲烷物性差異巨大，在標況下其密度相差8倍以上，而密度是影響標準孔板流量計結果的重要因素。當天然氣中摻混氫氣后，會導致其密度、黏度、比熱容參數改變，進而影響標準孔板流量計計量準確度。
盡管前人已經做了很多研究，但目前對影響測量準確度的研究主要集中在孔板結構的變化上，這將會增加流量計結構的復雜性，而且在實際的天然氣管道中不易使用。研究的介質主要是天然氣或者液氫，關于混氫天然氣的情況很少被研究。因此，本研究主要分析天然氣管道中混入氫氣后對標準孔板流量計測量準確度的影響。
氫氣
采用數值模擬的方法，研究了標準孔板流量計應用于混氫天然氣時的計量準確度。研究了混氫量對差壓、流速、流出系數、相對密度系數、可膨脹系數和超壓縮系數的影響，可得到以下結論。
在壓力一定的情況下，混氫量的增加會導致體積流量測量的流量值增大。由于氫氣的發熱量小于甲烷，若采用體積計量進行貿易交接會對買方不利。因此，針對混氫天然氣，建議采用能量計量進行貿易交接。
在壓力一定的情況下，混氫量的增加會導致差壓上升，導致相對密度系數、可膨脹系數和超壓縮系數下降，而流出系數幾乎不受氫氣含量變化的影響。
將氫氣摻入天然氣管網，在氫氣摩爾分數小于30％的情況下，氫含量的變化不會對標準孔板流量計準確度產生明顯的影響。
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