西森：一文輕松搞定標況流量與工況流量間的換算

   標況和工況之間的不同是什么呢？如何計算氣體狀態？標況流量與工況流量又該如何轉換呢？今天，就來幫你輕松搞定標況和工況的相關知識。

標況和工況的區別

   工況：實際工作狀態下的流量，單位：m3/h。標況：溫度20℃、一個大氣壓（101.325kPa）下的流量，單位：Nm3/h注意：通常所指的標況是溫度為0℃（273.15開爾文）和壓強為101.325千帕（1標準大氣壓，760毫米汞柱）的情況，區別于我國工業氣體標況的規定。兩種狀態下的單位都是一樣的，只是對應的流量不同而已。另外不同國家所指的標態也不一樣。

計算方程

根據理想氣體狀態方程

   其方程為pV = nRT。這個方程有4個變量：p是指理想氣體的壓強，V為理想氣體的體積，n表示氣體物質的量，而T則表示理想氣體的熱力學溫度；還有一個常量：R為理想氣體常數。

   PV/T=nR為常數，所以P1×V1/T1 = P2×V2/T2。設標況下體積流量為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。

   天然氣的計量按標準狀態（嚴格的說是準標準狀態，我們叫它常態）來計量的，一般貿易計量按20℃，1個大氣壓力（0.1013MPa）狀態下的體積計量，比標準狀態下的體積稍大一些，對賣方有利（因為本來是乘以273，按照20℃的話就是乘以273+20，所以變大了）。 

   在國際標準中的標準狀態是0℃，1個標準大氣壓力。對于氣體來說不同的壓力，其體積會差很大（氣體很易壓縮），當然體積流量會差很大，同徑條件下不同工況下的流速自然也會差很大，比方同直徑蒸汽管線對于10bar和3.5bar時最大流量是不同的。

   工藝計算時用工況或用標況取決于你查的圖表、用的常數，兩種狀態的計算都是可能出現的。比方在定義壓縮機參數時，我們常用標況下的參數來給廠家提條件，同時我們也提供溫度大氣壓力等參數供做工況下的校正，這么做的好處是我們可以用同一個狀態來表明參數，就如同泵的性能曲線都是用清水來說的，沒人會說汽油的性能曲線是什么，原油的性能曲線又是什么。在很多計算中用的都是工況，比方計算流速時。

氣體的標準狀態分三種：

   1、1954年第十屆國際計量大會(CGPM)協議的標準狀態是：溫度273.15K（0℃），壓力101.325KPa。世界各國科技領域廣泛采用這一標態。

   2、國際標準化組織和美國國家標準規定以溫度288.15K（15℃），壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標態。

   3、我國《天然氣流量的標準孔板計算方法》規定以溫度293.15K（20℃），壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標準狀態。

   天然氣標況體積換算公式和普通氣體的不一樣，必須符合中國石油天然氣總公司發布的標準。

氣體的氣態方程式：

   Qn＝Zn/Zg * (Pg+Pa)/Pn * Tn/Tg * Qg

   式中：

   Qn——標準狀態下的體積流量（Nm3/h）
   Zn——標準狀態下的壓縮系數
   Zg——工作狀態下的壓縮系數
   Pg——表壓（KPa）
   Pa——當地大氣壓（KPa）
   Pg+Pa——工況下的絕對壓力
   Pn——標準大氣壓（101.325KPa）
   Tn——標準狀態下（天然氣國標20℃）的絕對溫度（293.15K）
   Tg——介質的絕對溫度（273.15+t）K
   t ——被測介質的攝氏溫度（℃）
   Qg——未經修正的體積流量（m3/h）
   注：帶n的是標況參數，帶g的是工況參數。

標況與工況之間的換算實例

   通常我們所說的流量為了便于統一的單位，都是述說的標況狀態的流量；而工廠運行記錄的實際流量基本都是工況狀態下的流量。

1.標況流量到工況流量換算的實例：

   Q：空壓機額定產氣量2立方/分鐘，管道壓力8公斤，實際管道的工況流量是多少？

   A：粗略計算，假設壓縮空氣溫度20度。

   工況流量=2/(0.8+0.101325)*0.101325=0.2248立方/分鐘式中：0.101325是大氣的絕對壓力；0.8為管道壓力，單位是MPa。

2.工況流量到標況流量換算的實例：

   Q：氧氣管道壓力12公斤，工況流量10立方/小時，標況流量是多少？

   A：假設溫度為20度，不參與運算。標況流量=10/0.101325*(1.2+0.101325)=128.43立方/小時式中：0.101325是大氣的絕對壓力；1.2為管道壓力，單位是MPa。

流量計選型計算實例

   已知某一供氣管線的實際工作壓力為（表壓）0.8MPa~1.2MPa，介質溫度范圍為-5℃~40℃，供氣量為3000~10000Nm3/h(標況流量)，在不考慮天然氣組分情況下，要求確定流量計的規格型號。

   答：根據氣態方程先將標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；F為氣體壓縮因子

計算：

   ①當介質壓力最低，溫度最高時，應具有最大標況體積流量，即Qb=Q×PTb/PbT×Zb/Zg=QCF2=1200.87 m3/h②當介質壓力最高，溫度最低時，應具有最小標況體積流量，即Qmin=213.51 m3/h從以上計算結果得知，要選擇的流量計其工況流量范圍為(214-1200) m3/h。根據計算的流量范圍，選擇滿足工況要求的流量計。