天然气超声流量计量系统介绍.pptx
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1、2024/4/8 周一1天然气超声流量计量系统天然气超声流量计量系统 天然气超声流量计量相关概天然气超声流量计量相关概念及系统组成简介。念及系统组成简介。2024/4/8 周一2一、相关概念 流量 flow rate 流体流过一定截面的量称为流量。流量是瞬时流量和累积流量的统称。在一段时间内流体流过一定截面的量称为累积流量,也称总量。当时间很短时,流体流过一定截面的量称为瞬时流量,在不会产生误解的情况下,瞬时流量也可简称流量。流量用体积单位表示时称为体积流量,用质量单位表示时称为质量流量,用能量单位表示时称为能量流量。最大流量 maximum flow-rate(Qmax)满足计量性能要求的最
2、大流量。最小流量 minimum flow-rate(Qmin)满足计量性能要求的最小流量。2024/4/8 周一3一、相关概念流量范围 flow-rate range 由最大流量和最小流量所限定的范围,在该范围内满足计量性能的要求。工况流量 working condition flow-rate 流量计在其工作条件下测得的介质的流量为工况流量。标况流量 standard condition flow-rate 流量计测得的工况流量经计算转化为标准参比条件下的流量,称为标况流量。采用体积计量时,标况流量表示绝对压力为 101.325kPa、温度为 20时测得的流量,称为标况体积流量;采用能量计
3、量时,标况流量表示绝对压力为 101.325kPa、温度为 20、干基时测得的流量,称为标况能量流量。2024/4/8 周一4一、相关概念工作条件 working conditions 流经装置并符合一次装置规范的被测流体物理性质的特性值。工作温度 working temperature 流经一次装置并符合一次装置规范的被测流体的温度。设计压力 design pressure 在相应的设计温度下,用以确定管道计算壁厚及其它元件尺寸的压力,该压力为管道的内部压力时称为设计内压力,为外部压力时称设计外压力。操作压力 operating pressure 在稳定操作条件下,一个系统内介质的压力。在正
4、常操作条件下,管道系统中的最大实际操作压力称之为最大操作压力;所能连续操作的最大压力称之为最大允许操作压力。2024/4/8 周一5一、相关概念计量站 measuring station 由入口和出口管道、截断阀及其他设备安装成可被封隔的、用于天然气贸易计量的设施。计量系统 measuring system 用于实现专门计量的配套计量仪表和其它设备。流量计算机 flow computer 计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。2024/4/8 周一6检定 verification 据有关计量器具的检定规程,查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序。它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。
5、校准 calibration 在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,与对应的由标准所复现的量值之间的一组操作。(标定的涵义之一)一、相关概念2024/4/8 周一7一、相关概念一、相关概念实流检定或校准 actual flow verification or calibration 以天然气、空气或水等为介质所进行的流量计检定或校准。比对 comparison 同类基准、标准或器具之间的量值比较。核查流量计 check flow meter 只用于核查、比对的已知准确度等级的流量计。2024/4/8 周一8一、相关概念一、相关概念计量监督系统 metrological super
6、vise system 为核查计量器具是否依照计量法律、法规正确使用和诚实使用,而对计量器具制造、安装、修理或使用进行控制的系统。量值溯源 traceability of the value of quantity 通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准,通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来。2024/4/8 周一9一、相关概念一、相关概念流量测量装置 flow measuring equipment 用以确定流量量值的装置。计量橇(针对天然气输送计量)是指被整体安装在钢结构平台上的计量仪表(不包括流量计算机和组分分析仪表)和工艺系统部分。
7、在计量橇工艺安装时,汇气管、截断阀、直管段和流量计等需要用管架/管托进行支撑,把前、后汇气管和几路并联的流量计测量管路都支撑固定,集成在一个整体的钢结构平台上,这个整体集成部分称为计量橇。2024/4/8 周一10一、相关概念一、相关概念计量橇(实物图)气体超声流量计强制密封球阀+电动执行机构上游直管段 20D+10D 下游汇气管橇座钢架信号箱上游手动球阀动力电源箱 下游汇气管2024/4/8 周一11二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成天然气超声计量系统的组成 首先这里界定的天然气超声计量系统为用于天然气贸易交接的计量系统。主要由超声流量计量仪表、工艺系统和控制系统三部分
8、组成。计量系统应满足 GB/T 18603的要求。计量系统应同时满足体积计量和能量计量的功能要求。贸易计量系统的系统最大允许误差应不低于1%,其中采用的流量计的最大允许误差在 qtqmax范围内应优于0.5%。发热量测量系统的不确定度应优于0.5%。它是企业进行贸易交接、经济分析、成本核算的主要依据。1、计量仪表组成 主要由气体超声流量计和配套流量计算机、温度变送器、压力(差压)变送器、组分分析仪表等组成。2024/4/8 周一12二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成1)在天然气贸易计量系统中,组分分析仪表主要是指在线或离线色谱分析仪。(常见品牌有DANIEL的Danaly
9、zer 570 GC2350A,ELSTER的EnCAL3000,ABB 8200 NGC等)2)在线水露点测量仪和在线硫化氢测量仪是用于监测天然气气质的一项重要的指标,目前该指标不参与流量计算。(常见品牌德国BARTEC HYGROPHIL F5673 DT和美国Amtek 933型H2S分析仪)3)超声流量计是指时间传播法的多声道气体超声流量计,其应用标准应符合 GB/T 18604。满足(GB/T 18603)天然气贸易计量准确度方面的要求。2024/4/8 周一13二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成4)流量计算机由信号转换、采集、计算、处理和输出等单元组成。5)温
10、度变送器用于被测天然气温度的准确测量。以用于工况流量向标准参比条件下流量的换算以及天然气物性参数计算。6)压力变送器用于被测天然气压力的准确测量。以用于工况流量向标准参比条件下流量的换算以及天然气物性参数计算。2024/4/8 周一14二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成组份分析小屋简介 气体在线色谱分析仪系统全套包括:取样系统,样气处理系统,检测分析,数据处理系统,显示及信号传输系统,载气,标样气及相应的管路附件等,软件含在全套设备内。分析小屋材料为不锈钢板橇式预制,包括:保湿隔热屋体,内配套通风,防爆空调,内部供配电、照明、安全接地;可燃气体检测,防爆接线箱,内部设备固
11、定及安装用支架,支座,防静电地板等。2024/4/8 周一15二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成组份分析小屋简介2024/4/8 周一16二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成计量仪表组成包括测量管段、换能包括测量管段、换能器、信号处理单元器、信号处理单元温度、压力温度、压力变送器变送器流量计流量计算机算机色谱分色谱分析仪析仪流量计配套上、下游直管段,流动调整器及工艺参数就显示压力、温度仪表;2024/4/8 周一17二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成计量仪表配套防爆接线箱接线箱配备了葛兰和接线端子,安装在撬座的边缘。接线箱符合现场
12、防爆要求,通常设计以下三种接线箱:电源接线箱 模拟信号接线箱 通讯信号接线箱在接线箱中作为备用预留额外的接线端子。另外,用户单独给每个阀门的电动执行机构分别提供380V 交流电源,并分别引至每个电动执行机构旁边。2024/4/8 周一18二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成2、工艺系统1)工艺系统主要是由前、后汇气管和几条并联的流量计测量管路组成;每条流量计测量管路上是由前、后截断阀,流量计前、后直管段,流动调整器等组成。2)除了流量计算机、在线色谱分析仪、在线水露点测量仪和在线硫化氢测量仪外,计量仪表均被安装在工艺系统上。3)流量计测量管路不允许设旁通支路。4)工艺系统中
13、,还包括入口压力平衡阀、放空阀管路,在前、后汇气管上还装有排污阀等。2024/4/8 周一19二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成工艺系统(示意图)2024/4/8 周一20二、天然气超声计量系统的组成二、天然气超声计量系统的组成计量系统设计原则(示意图)HartPT TTHartRS485 组分数据组分数据工况流量和工况流量和诊断数据诊断数据RS485 分析和报警分析和报警CL-1气体超声流量计气体超声流量计ToSCADA System标况体积标况体积流量和能流量和能量量,分析数分析数据总汇据总汇Serial HubRS-232 Local PCGround Statio
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