本研究旨在通過超聲波流量計(USM)的例子來分析天然氣計量測量技術發展的趨勢和前景。根據USM分類的準確性級別,對國際法規文件進行了分析。已經研究了USM驗證和校準的實際問題。提出了一種超聲波流量計技術,該技術能夠在對大氣壓下的空氣進行校準之后,在操作條件下確認計量參數。
隨著天然氣保管轉讓中對測量精度的要求不斷提高,在環境中盡可能接近操作條件的測量儀器的初始校準和后續驗證是專業人員中非常有爭議的問題。
到目前為止,由于功能優勢,操作的準確性和可靠性,這些超聲波氣體流量計 (USM)已成為現代用于天然氣保管轉讓的測量裝置的組成部分。
對主要國際法規和行業標準的分析表明,在對USM進行校準和隨后的驗證(重新校準)時,缺乏對工作介質和壓力的定義的統一要求方法[1-4]。根據儀表的精度等級和工作環境的參數,概述了有關測試,校準和驗證超聲波儀表的建議。同時,已經定義了根據非常大允許誤差(MPE)對電表進行分類的方法(表1)。
表1 –取決于MPE限制的USM分類比較分析
對MPE值的要求可以根據氣體貿易轉移計量單位的設計要求以及國家法規的特殊性進行更改。因此,當非常終用戶建造新的,更換和維護的計量單元時,技術操作員可以指定對USM的精度等級,初始校準和后續驗證的要求。
對非常重要的國際法規的比較分析表明,國際分類中普遍使用MPE±0,7-1,0%的Q7≤Q≤Qmax范圍的0,7和1,0級超聲氣體流量計。
根據東歐,中亞和中東國家/地區的區域法規要求,此類儀表是天然氣貿易交接的基本儀表,也是對超聲波流量進行驗證(校準)的基礎。工作壓力下的天然氣客觀上與缺乏技術能力有關。例如,如今,獨聯體批準的正式驗證方案并不意味著在天然氣和工作壓力下對USM的驗證(校準)[5,6]。值得注意的是,在公司指南“ OAO中的氣體流量超聲換能器的驗證和校準的組織和程序,Gazprom”中, USM對天然氣的驗證僅作了確切的正式提及, 其中“ 推薦使用天然氣作為校準介質,以驗證非常大允許相對誤差不超過0.35%的高精度USM ” [7]。
在工作條件下 證明超聲流量計校準合理的規則和標準的定義仍然是當前關注的問題。
出現了這樣一個問題:儀表需要對天然氣校準哪些精度等級,而對于哪些精度等級則沒有必要?是否有可能確定USM 0.5級的計量參數;在大氣壓下空氣校準后,在工作條件Qt≤Q≤Qmax的范圍內為0.7和1.0?
目前,對于比0.5級更精確的USM,首先進行校準,然后在接近工作壓力的壓力下對天然氣進行后續驗證(重新校準),非常可接受的方法被認為是實現非常準確測量的方法導致在貿易交接過程中出現實際情況。因此,該技術的應用存在許多已知的局限性,主要與服務成本高和認可的校準實驗室網絡欠發達有關。
確定USMs 0.5級初始(后續)校準的可行性;在工作條件下的0.7和1.0下 ,根據Energoflow AG生產的兩通道超聲流量計GFE 202 和氣體流量計四通道GFE 404在指令2004的要求和建議的框架內進行了實驗研究。/ 22 / WE(MID)和OIML R 137-1&2。
在設備設計期間,使用了一種算法,該算法能夠考慮到測量流程中的動態過程來實現計算的仿真模型。該解決方案允許在大氣壓力下對空氣進行儀表校準,同時針對運行環境的參數(與儀表運行的實際條件(天然氣的參數,工作溫度和壓力的范圍)相對應)的電子單元配置進行了配置。可以在各種介質和不同壓力下保存允許的運行條件誤差值。
在丹麥的FORCE Technology Laboratories和德國RMA Mes- und Regeltechnik GmbH&Co. KG對空氣進行初始校準之后,對壓力高達40.0 bar的不同壓力下的天然氣進行DN100、150、200、250儀表校驗的結果。大氣壓力表明,此類儀表的改進確認精度等級為0.5;根據OIML R 137-1和2,ISO 17089-1:2010和AGA第9號報告,Qt≤Q≤Qmax范圍內的0.7和1.0分別為[8,9]。關鍵是,標稱尺寸為G2500和G4000的儀表已在制造商工廠的流量范圍Qmin-Qmax / 2內的空氣上進行了校準。(圖1-4)。
盡管在工作條件下朝著超聲波燃氣表的校準(驗證)趨勢發展,但這一要求并不總是有效的。由于大大降低了校準成本和后續維護的相關運輸成本,因此該技術可以擴展USM 0.5級的機會;0.7; 空氣校準后為1.0,無需在天然氣工作壓力下進行額外校準。
從積累測試結果的統計數據,以及在規范水平上認可所描述的技術的角度來看,所獲得的結果為進一步研究和改進超聲流量測量技術展現了前景。
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