作者投稿
专家审稿
编辑办公
Application of Measurement Verification Technology in Performance Evaluation of Gas Ultrasonic Measurement System
-
摘要: 介绍了气体超声计量系统的计量核查技术，通过对某天然气管道公司多个计量站点的性能评价进行综合分析，分析了现场计量核查中出现的问题，优化了计量核查方法，并结合计量现场部分典型实验，研究了声速核查结果超差、温度核查结果超差以及气质组分对声速核查的影响。实验证明，计量核查技术是保证计量系统准确可靠的有效措施。Abstract: This paper introduces the measurement verification technology of the gas ultrasonic measurement system. Through a comprehensive analysis of the performance evaluation of multiple measurement stations of a natural gas pipeline company, the problems in the field measurement verification are analyzed, the measurement verification method is optimized, and the effects of sound velocity verification result overruns, temperature verification result overruns and gas quality components on sound velocity verification are investigated combined with some typical experiments. Experiments have proved that the measurement verification technology is an effective measure to ensure the accuracy and reliability of the measurement system.
-
表 1 性能评价标准与规程
Table 1. Performance evaluation standards and regulations
序号 评价项目 依据的标准与规程 1 超声流量计
性能核查JJG1030—2007《超声流量计》检定规程 GB/T 30500-2014《气体超声流量计使用中检验-声速检验法》 GB/T 18604《用气体超声流量计测量天然气流量》 2 压力、温度变送器及数据通道核查 JJG882-2004《压力变送器》检定规程 JJF1183-2007《温度变送器校准规范》 3 流量计算机性能及参数设置核查 JJG 1003-2005 《流量积算仪》检定规程 GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》 GB/T 17747-2011《天然气压缩因子的计算 第2部分：用摩尔组成进行计算》 GB/T 21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》附录H 
下载: 导出CSV
表 2 第一次核查组分计算（AGA10参数计算）
Table 2. The first verification of component calculation (AGA10 parameter calculation)
组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 甲烷 93.926 水蒸气 / 异丁烷 0.028 正庚烷 / 氮气 1.277 硫化氢 / 正丁烷 0.032 正辛烷 / 二氧化碳 / 氢气 / 异戊烷 0.030 正壬烷 / 乙烷 2.924 一氧化碳 0.765 正戊烷 0.025 正癸烷 / 丙烷 0.928 氧气 / 新戊烷 / 氦气 0.065 合计 100.00 正己烷 / / 温度 18.3°C 压力 99.3Bar 基准压力 1.01325 Bar 基准温度 20.000 °C
下载: 导出CSV
表 3 第一次声速偏差计算（软件声速计算显示）
Table 3. The first sound speed deviation calculation (software sound speed calculation display)
平面 声道 摩尔百分含量 声速（m/s） 偏差（%） 测定 参考 偏差 1 1 100 416.688 −0.04 −0.05 0.01 2 100 416.620 −0.06 −0.02 −0.04 2 3 100 416.768 −0.02 −0.05 0.03 4 100 417.650 0.19 0.18 0.01 3 5 100 416.732 −0.03 −0.02 −0.01 6 100 416.779 −0.02 −0.04 0.02 声速平均值 416.869 流量计测量声速 416.869 AGA10计算声速 415.530 0.32
下载: 导出CSV
表 4 第二次核查组分计算（AGA10参数计算）
Table 4. The second verification of component calculation (AGA10 parameter calculation)
组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 甲烷 94.011 水蒸气 / 异丁烷 0.027 正庚烷 / 氮气 1.226 硫化氢 / 正丁烷 0.030 正辛烷 / 二氧化碳 / 氢气 / 异戊烷 0.028 正壬烷 / 乙烷 2.886 一氧化碳 0.796 正戊烷 0.024 正癸烷 / 丙烷 0.916 氧气 / 新戊烷 / 氦气 0.056 合计 100.00 正己烷 / / 温度 18.4°C 压力 99.3Bar 基准压力 1.01325 Bar 基准温度 20.000 °C
下载: 导出CSV
表 5 第二次声速偏差计算（软件声速计算显示）
Table 5. The second sound speed deviation calculation (software sound speed calculation display)
平面 声道 摩尔百分含量 声速（m/s） 偏差（%） 测定 参考 偏差 1 1 100 416.710 −0.04 −0.05 0.01 2 100 416.666 −0.05 −0.02 −0.03 2 3 100 416.786 −0.02 −0.05 0.03 4 100 417.644 0.18 0.18 0.00 3 5 100 416.741 −0.04 −0.02 −0.02 6 100 416.794 −0.02 −0.04 0.02 声速平均值 416.889 流量计测量声速 416.889 AGA10计算声速 415.890 0.26
下载: 导出CSV
表 6 第三次核查组分计算（AGA10参数计算）
Table 6. Component calculation for the third verification (AGA10 parameter calculation)
组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 组分 摩尔百分含量% 甲烷 94.011 水蒸气 / 异丁烷 0.027 正庚烷 / 氮气 1.226 硫化氢 / 正丁烷 0.030 正辛烷 / 二氧化碳 / 氢气 / 异戊烷 0.028 正壬烷 / 乙烷 2.886 一氧化碳 0.796 正戊烷 0.024 正癸烷 / 丙烷 0.916 氧气 / 新戊烷 / 氦气 0.056 合计 100.00 正己烷 / 温度 18.7°C 压力 99.3Bar 基准压力 1.01325 Bar 基准温度 20.000 °C
下载: 导出CSV
表 7 第三次声速偏差计算（软件声速计算显示）
Table 7. The third sound speed deviation calculation (software sound speed calculation display)
平面 声道 摩尔百分含量 声速（m/s） 偏差（%） 测定 参考 偏差 1 1 100 416.471 −0.04 −0.05 0.01 2 100 416.741 −0.05 −0.02 −0.03 2 3 100 416.919 −0.02 −0.05 0.03 4 100 417.002 0.18 0.18 0.00 3 5 100 416.161 −0.04 −0.02 −0.02 6 100 416.199 −0.02 −0.04 0.02 声速平均值 416.578 流量计测量声速 416.578 AGA10计算声速 416.220 0.09
下载: 导出CSV
表 8 温度核查数据
Table 8. Temperature verification data
序号 输入值（℃） 测量值（℃） 偏差 结论 1 −10 −10.378 0.622 不合格 2 0 −0.402 0.402 不合格 3 10 9.600 0.400 不合格 4 20 19.594 0.406 不合格 5 30 29.569 0.431 不合格 6 40 39.559 0.441 不合格 7 50 49.541 0.459 不合格
下载: 导出CSV
表 9 声速核查数据（声速计算显示）
Table 9. Sound speed verification data (sound speed calculation display)
限定值 测量值 显示值 状态 流量计测量声速 434.43m/s AGA10计算声速 433.12 m/s 1声道偏差 0.20% 0.01% 1.00007 通过 2声道偏差 0.20% 0.00% 1.00004 通过 3声道偏差 0.20% 0.01% 1.00012 通过 4声道偏差 0.20% 0.02% 0.99977 通过 AGA10测量值偏差 0.20% 0.30% 1.00303 报警
下载: 导出CSV
表 10 气体流速核查数据（气体流速计算显示）
Table 10. Verification data of gas flow rate (calculation and display of gas flow rate)
限定值 测量值 显示值 状态 气体流速 7.25 m/s 轴向比率 1.0456 剖面比率1 0.9950 1通道偏差 3.00% −0.25% 1.04822 通过 2通道偏差 3.00% −1% 1.00491 通过 3通道偏差 3.00% −1.1% 1.00596 通过 4通道偏差 3.00% −0.09% 1.04461 通过
下载: 导出CSV
-
[1] API MPMS 14.12: 2017 Measurement of Gas by Votex Meters. Washington: American Petroleum Institute. 2017: 11-15. [2] 李万俊. 计量核算技术在差压式天然气流量计量中的应用[J]. 石油与天然气化工, 2014, 16(1): 91-93. doi: 10.3969/j.issn.1007-3426.2014.01.019 [3] ISO/TR 12764: 2017 Measurement of fluid flow in closed conduits - Flowrate measurement by means of vortex shedding flowmeters inserted in circular cross-section conduits running full[S]. London: BSI Publications, 2017: 7-13. [4] 国家质量监督检验检疫总局. 计量标准考核规范: JJF1033-2016[S]. 北京. 中国标准出版社, 2016. [5] 中国国家标准化管理委员会. 天然气计量系统计算要求: GB/T18603-2014[S]. 北京. 中国标准出版社, 2014. [6] 中国国家标准化管理委员会. 用气体超声流量计测量天然气流量: GB/T18604-2014[S]. 北京. 中国标准出版社, 2014. [7] 国家质量监督检验检疫总局. 超声流量计检定规程: JJG1030-2007[S]. 北京. 中国标准出版社, 2007.. [8] 马应奎, 蒲振东. 天然气计量影响因素定量分析[J]. 石油工业技术监督, 2017, 33(2): 35-38. doi: 10.3969/j.issn.1004-1346.2017.02.011 [9] 叶羽婧, 赵景龙, 蔡思敏, 等. 天然气计量误差及优化措施[J]. 石油工业技术监督, 2017, 33(9): 47-50. doi: 10.3969/j.issn.1004-1346.2017.09.015 [10] 刘蕾, 袁罗, 鲁川. 天然气计量中存在的问题及对策[J]. 科技传播, 2011(18): 92-93. [11] 闫国帅. 超声波流量计在天然气计量中的故障诊断研究[J]. 工业计量, 2018, 28(1): 17-20. [12] 朱超逸. 油田天然气计量中存在的问题及对策分析[J]. 经济期刊, 2015(11): 23-24. [13] 李军, 王秀英. 旋进旋涡流量计检定方式和计量特性的研究[J]. 石油工业技术监督, 2010(6): 28-29. [14] 高军. 大流量天然气的计量和仪表检定[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2013, 1l(6): 152-156. doi: 10.3969/j.issn.1673-4076.2013.06.140 -
