氫氣是一種綠色、環(huán)保、可再生的燃料，被認為是化石燃料最有前途的替代品之一。目前，利用可再生能源通過電解產(chǎn)生氫氣，然后在天然氣管道中按一定比例混合氫氣進行輸送，是使用和運輸氫能的有效方式。例如，混入項目天然氣管網(wǎng)的氫氣分子含量高達25%；混合到項目天然氣管網(wǎng)中的氫氣分子比例達到20%。摻氫天然氣的測量技術(shù)是大規(guī)模、市場化生產(chǎn)摻氫天然天然氣的重要基礎(chǔ)。

標準流量計由于其設(shè)計簡單、成本低和可靠性高，仍然是石油和天然氣行業(yè)中使用最廣泛的流量計?；诠?jié)能定律和流量連續(xù)性方程，標準流量計通過測量打開前后產(chǎn)生的靜壓差來測量通過節(jié)流裝置的天然氣流量。工作條件下的體積流量通常用流量計測量，然后在天然氣貿(mào)易移交期間轉(zhuǎn)換為基本（標準）條件下的容積流量。

由于氫氣和甲烷的物理性質(zhì)差異很大，它們在標準條件下的密度相差超過八倍，而密度是影響標準流量計結(jié)果的重要因素。當氫氣混入天然氣中時，其密度、粘度和比熱容發(fā)生變化，從而影響標準流量計的測量精度。Dong等人使用Fluent分析了在測量天然氣流量時，不同傾角的孔板對測量精度的影響；Jin等人在測量液態(tài)氫時使用fluent分析獲得了不同開口結(jié)構(gòu)對排放系數(shù)和壓力損失系數(shù)的影響；李思達通過數(shù)值模擬技術(shù)得出，在測量天然氣流量時，相對液體密度的變化值對測量值的影響較大。

盡管前人做了大量研究，但目前對測量精度影響的研究主要集中在改變開口板結(jié)構(gòu)，這增加了流量計結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并且不容易在實際的天然氣管道中使用。此外，研究結(jié)果主要集中在對排放系數(shù)和壓差的影響。對加藥所需的其他參數(shù)（如膨脹系數(shù)、超壓系數(shù)和相對密度系數(shù)）的影響很少進行研究。研究介質(zhì)主要是天然氣或液態(tài)氫，很少研究氫混合天然氣的情況。因此，本研究主要研究天然氣管道中氫氣對標準流量計測量精度的影響。

通過數(shù)值模擬研究了氫氣混合天然氣標準流量計的測量精度。研究了氫氣混合物對壓差、流量、排放系數(shù)、相對密度系數(shù)、膨脹系數(shù)和超壓縮系數(shù)的影響，得出以下結(jié)論。

（1） 如果壓力恒定，氫氣混合物的增加會導(dǎo)致體積流量測量的流量值增加。由于氫氣的熱值低于甲烷的熱值，如果將體積測量用于貿(mào)易交接，則對買方不利。因此，對于氫混合天然氣，建議使用能量測量進行貿(mào)易交接。

（2） 如果壓力恒定，氫混合物的增加導(dǎo)致壓差增加，導(dǎo)致相對密度系數(shù)、膨脹系數(shù)和超壓縮系數(shù)降低，而流出系數(shù)幾乎不受氫含量變化的影響。

（3） 當氫氣混入天然氣管網(wǎng)時，當氫氣分子分數(shù)小于30%時，氫氣含量的變化不會顯著影響標準流量計的精度。