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  • 天然气能量计量技术规范-实验报告

    时间:2020-11-16 12:16:40 来源:蒲公英阅读网 本文已影响 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索:技术规范 计量 天然气

     JJG 633-201×《气体容积式流量计检定规程》报审材料

     JJF XXX-20XX《天然气能量计量技术规范》 国家计量技术规范

     试验报告

     《天然气能量计量技术规范》规程起草组 2020 年 10 月 15 日

     目

      录

      第一部分

     天然气组分含量在线测定的能量计量系统测试评价实验报告

     第二部分

     天然气组分含量离线测定的能量计量系统测试评价实验报告

      第三部分

     天然气组分含量赋值的能量计量系统测试评价实验报告

     第一部分 天然气组分含量在线测定的 能量计量系统测试评价实验报告 一. 试验说明 对于能量计量系统,计量技术规范中规定了计量系统标准参比条件下流量、发热量和能量的测定方式和评价要求,并规定了以上三个量值测定结果的不确定度评估。

     某计量站 A 配置有超声流量计及其配套温度和压力变送器,测定标准参比条件下的体积流量;配置有在线气相色谱分析仪,在线测定天然气组分,分析周期是 240s;配置有流量计算机,使用数据采集系统采集的量值计算物性参数,进行标准参比条件下的体积流量和能量流量的积算。本试验收集 A 站计量器具有效期内的检定校准证书,并开展在线气相色谱的重复性测试,评价 A 站的能量值不确定度。本试验基于采集数据进行以下计算和评定:

     1.计算 A 站标准参比条件下体积流量不确定度; 2.计算 A 站标准参比条件下单位体积发热量不确定度; 3.计算 A 站能量不确定度。

     二. 试验装置 本次参与试验的计量器具列于表 1;

     表 1

     气质组分在线测定参与实验的计量器具信息 计量站 计量器具 测量范围 不确定度或最大允许误差 A 站 在线气相色谱分析仪 XXX C 1 ~C 6+ 、N 2 、CO 2

     在线测量发热量不确定度U rel

     =0.19%

     (k=2) 流量计 (XX-XX)m³/h U rel =1.0%

     (k= 3 ) 温度变送器 (XX-XX)℃ U=0.5℃

     (k= 3 ) 压力变送器 (0-10)MPa U rel =0.2%

     (k= 3 )

     三.测试结果 1.试验数据 1) 检查 A 站计量器具的检定和校准证书,结果见表 2。

     表 2

     A 站有效期内的计量器具证书

     项

     目 目 资料数据 流量计 查阅 2 台超声流量计的检定证书,结果为:

     流量计 XXXXXXX、XXXXXXX 为国家授权法定计量检定机构 XX分站出具的,编号分别为 GM20180XXX 和 GM20180XXX,其中:

     a) 检定规程:JJG1030 超声流量计; b) 准确度等级:1.0 级; c) 检定用标准装置相对扩展不确定度为 0.29%,k=2; d) 分界流量以上流量点最大重复性分别为:0.07%/0.04%。

     压力变送器 查阅 5 台智能压力变送器检定证书,为 XX 站出具,证书编号分别为国油 站 检 字 TPT2019XXXX 、 TPT2019 XXXX 、 TPT2019XXXX 、TPT2019XXXX、TPT2019XXXX,其中:

     a) 检定规程:JJG 882-2004 压力变送器; b) 准确度等级 0.2 级; c) 结论:合格。

     温度变送器 查阅 6 台一体化智能温度变送器的校准证书,为 XX 站出具的,编号分别为国油站校字 TTT2019XXXX、TTT2019XXXX、TTT2019XXXX、TTT2019XXXX、TTT2019XXXX、TTT2019XXXX,其中:

     a) 校准规范:JJF 1183-2007 温度变送器校准规范; b) 最大允许误差±0.5℃; c) 结论:合格。

     在线色谱仪 查阅 1 台气相在线色谱仪的校准证书,为 XX 站出具的,编号为化校准字第 2019XXXX。

     a) 检定规范:JJG 1059-2009 在线气相色谱仪; b) 不确定度:U=3%,k=2;

     标气证书:查两份标气证书,为 XX 公司出具的,证书编号分别为CC-xxxxx 和 CC-xxxxx,生产日期为 2019 年 5 月 3 日,标气为称重法配置,不确定度为 2.00%。

     流量计算机 查阅 4 台流量计算机的检定证书,为 XX 站出具的,编号为TC2019XXXX、TC2019XXXX、TC2019XXXX、TC2019XXXX,其中:

     a) 检定规程:JJG 1003-2016 流量积算仪; b) 结论:合格。

     按照规范中式 A-2 计算 A 站标准参比条件下体积流量不确定度,结果为:

     2 2 2 2r ( )0.58% 0.12% 0.10% 0.05% 0.60% u q      2.发热量计算 将 A 站气质组分带入规范中式(3)计算理想气体体积发热量,计算结果见附件 1。(暂无数据)

     带入式(4)和式(5)计算真实气体体积发热量,计算结果见附件 1 中“实际发热量”。

     3. A 站标准参比条件下单位体积发热量不确定度计算 带入附件 1 中测试结果,使用规范中式 A-12 计算 A 站组分含量赋值的发热量标准不确定度:

     2 0 2 2 2r S r S r mix( )= ( )+ (Z )= 0.18% +0.026% =0.19% u H u H u

     4. 能量不确定度计算 使用规范中式 A-1 计算 A 站天然气能量不确定度,计算结果如下:

     2 2 2 2r r r S( )= ( )+ ( )= 0.60% +0.19% =0.63%mu E u q u H

     r () 1.26%( 2)mU E k  

     根据规范第 5 章“计量条件”,A 站能量计量系统在 2017 年上半年的组分赋值周期情况下符合 B 级计量系统要求。

     四.总结论 试验结果表明,本技术规范中规定了天然气流量计量、天然气组分在线测定时发热量测定、能量测定的方法和不确定度评定方法,采用该方法进行能量计量系统的测试评价是科学合理的,评价结果为能量计量系统的 MPEV 分级提供依据。

      第二部分 天然气组分含量离线测定的 能量计量系统测试评价实验报告 一. 试验说明 某计量站 C 每周(7 个自然日)进行一次点样取样,送至检定机构离线测定其站内天然气组分含量,B 站是其上游计量站,配置有在线气相色谱分析仪。本试验采集 B 站 2017 年 1~6 月每日 8:00 气质组分,以及 C 站每周的天然气组分离线测定结果,评价 C 站的能量值不确定度。本试验基于采集数据进行以下计算和评定:

     1.计算 B 站每日实际单位体积发热量; 2.计算 C 站离线测定组分含量的发热量不确定度; 3.计算 C 站能量不确定度。

     二. 试验装置及比对表 本次参与试验的计量器具列于表 3;

     表 3

     气质组分离线测定参与实验的计量器具信息 计量站 计量器具 测量范围 不确定度或最大允许误差 B 站 在线气相色谱分析仪 Daniel 570 C 1 ~C 6+ 、N 2 、CO 2

     在线测量发热量不确定度U rel

     =0.19%

     (k=2) C 站 超声流量计 (83.15-3158.05)m³/h U rel =1.0%

     (k= 3 ) 温度变送器 (0-50)℃ U=0.5℃

     (k= 3 ) 压力变送器 (0-10)MPa U rel =0.2%

     (k= 3 )

     三.测试结果 1.试验数据 选取 B 站 2017 年 1~6 月每日 8:00 气质组分,数据结果见附件 2 中“气质组分”。

     2.发热量计算 将 B 站每日气质组分带入规范中式(3)计算每日理想气体体积发热量,计

     算结果见附件 1 中“理想发热量”。

     带入式(4)和式(5)计算真实气体体积发热量,计算结果见附件 1 中“实际发热量”。

     3.体积流量不确定度 C 站流量测量的计量器具不确定度及准确度水平与报告一中的 A 站配置相同,流量不确定度评定过程一致,计量参比条件下体积流量的标准不确定度为0.6%。

     4.气质组分赋值的真实气体体积发热量不确定度计算 计算赋值期间赋值源 B 站发热量的稳定性最大值作为 A 类标准不确定度,计算赋值周期内发热量的标准偏差,计算结果见表 4。B 类不确定度来源于 B 站分析系统发热量测定不确定度,为 U rel

     =0.19%

     (k=2) 。

     表 4

     2017 年上半年 B 站每周发热量统计表 第 周 周发热量最大值 (MJ/m3 ) 周发热量最小值 (MJ/m3 ) 周发热量平均值 (MJ/m3 ) 周发热量标准偏差 (%) 第 1 周 38.200 37.849 38.004 0.32

     第 2 周 38.171 37.877 38.018 0.31

     第 3 周 38.039 37.894 37.971 0.13

     第 4 周 38.242 37.933 38.042 0.25

     第 5 周 38.164 38.051 38.119 0.10

     第 6 周 38.109 37.623 37.899 0.61

     第 7 周 38.092 37.693 37.959 0.48

     第 8 周 38.070 38.023 38.052 0.04

     第 9 周 38.184 37.980 38.092 0.21

     第 10 周 38.075 37.901 37.982 0.15

     第 11 周 38.088 38.010 38.044 0.08

     第 12 周 38.086 37.983 38.012 0.09

     第 13 周 38.078 37.873 37.949 0.20

     第 14 周 38.119 37.902 38.042 0.20

     第 15 周 38.105 37.922 38.019 0.18

     第 16 周 37.509 37.414 37.455 0.10

     第 17 周 37.641 37.330 37.462 0.33

     第 18 周 37.699 37.589 37.624 0.10

     第 19 周 37.607 37.543 37.577 0.07

     第 20 周 37.723 37.521 37.620 0.22

     第 21 周 37.736 37.685 37.704 0.05

     第 22 周 37.760 37.511 37.639 0.30

     第 23 周 37.714 37.451 37.549 0.30

     第 24 周 37.721 37.659 37.687 0.06

     第 25 周 38.145 37.734 38.002 0.41

     第 26 周 38.215 37.952 38.010 0.24

     第 27 周 38.061 37.963 37.989 0.09

      根据表 4,第 6 周的发热量标准偏差最大,为 0.61%,在每周取点样情况下,该量值为离线测定发热量的 A 类标准不确定度,使用规范中式 A-13 计算 C 站组分含量离线测定的发热量标准不确定度:

     0 2 0 2 0 2 2S S S( ) ( ) ( ) 0.61% +0.19% =0.64%r A Bu H u H u H   

     天然气离线取样可使用点样或累积样两种取样方式,为了便于不确定度评定,可以认为累计取样是取样频次更高的点样,以累计取样设置的自动取样周期作为取样周期计算其稳定性作为 A 类标准不确定度。

     5. 能量不确定度计算 使用规范中式 A-1 计算 C 站天然气能量不确定度,计算结果如下:

     2 2 2 2r r r S( )= ( )+ ( )= 0.60% +0.64% =0.88%mu E u q u H

     r () 1.76%( 2)mU E k  

     根据规范第 5 章“计量条件”,C 站能量计量系统在 2017 年上半年的组分赋值周期情况下符合 B 级计量系统要求。

     四.总结论 试验结果表明,本技术规范中规定了天然气流量计量、天然气组分离线测定时发热量测定、能量测定的方法和不确定度评定方法,采用该方法进行能量计量系统的测试评价是科学合理的,评价结果为能量计量系统的 MPEV 分级提供依据。

     第三部分 天然气组分含量赋值的 能量计量系统测试评价实验报告 一. 试验说明 某计量站 D 配备有在线气相色谱分析仪,在线测定天然气组分含量,D 站每月(31 个自然日)对其下游的计量站 E 进行天然气组分含量赋值。本试验采集 D 站 2017 年 1~6 月每日 8:00 气质组分,以及每月对 E 站的天然气组分赋值,评价 E 站的能量值不确定度。本试验基于采集数据进行以下计算和评定:

     1.计算 D 站每日实际单位体积发热量,计算 E 站每月赋值发热量; 2.计算 D 站对 E 站组分含量赋值的发热量不确定度; 3.计算 E 站能量不确定度。

     二. 试验装置及比对表 本次参与试验的计量器具列于表 5;

     表 5

     气质组分赋值参与实验的计量器具信息 计量站 计量器具 测量范围 不确定度或最大允许误差 D 站 在线气相色谱分析仪 Elster ENCAL3000 C 1 ~C 6+ 、N 2 、CO 2

     在线测量发热量不确定度U rel

     =0.19%

     (k=2) E 站 超声流量计 (35-1990)m³/h U rel =1.0%

     (k= 3 ) 温度变送器 (0-50)℃ U=0.5℃

     (k= 3 ) 压力变送器 (0-10)MPa U rel =0.2%

     (k= 3 )

     三.测试结果 1.试验数据 选取 D 站 2017 年 1~6 月每日 8:00 气质组分,数据结果见附件 2 中“气质组分”(含每月对 E 站赋值的气质组分)。

     2.发热量计算 将 D 站每日气质组分带入规范中式(3)计算每日理想气体体积发热量,计算结果见附件 2 中“理想发热量”(含每月对 E 站赋值后的发热量)。

     带入式(4)和式(5)计算真实气体体积发热量,计算结果见附件 2 中“实

     际发热量”(含每月对 E 站赋值后的发热量)。

     3.体积流量不确定度 E 站流量测量的计量器具不确定度及准确度水平与报告一中的 A 站配置相同,流量不确定度评定过程一致,计量参比条件下体积流量的标准不确定度为0.6%。

     4.气质组分赋值的真实气体体积发热量不确定度计算 计算赋值期间赋值源 D 站发热量的稳定性最大值作为 A 类标准不确定度,计算赋值周期内发热量的标准偏差,计算结果见表 6。B 类不确定度来源于 D 站分析系统发热量测定不确定度,为 U rel

     =0.19%

     (k=2) 。

     表 6

     2017 年上半年 D 站每月发热量统计表 月份 月发热量最大值 (MJ/m3 ) 月发热量最小值 (MJ/m3 ) 月发热量平均值 (MJ/m3 ) 月发热量标准偏差 (%) 1 月 38.238 37.847 38.015 0.26 2 月 38.149 37.621 38.015 0.43 3 月 38.084 37.871 37.996 0.16 4 月 38.115 37.332 37.748 0.78 5 月 37.736 37.522 37.641 0.18 6 月 38.144 37.453 37.761 0.58

     根据表 6,4 月份的发热量标准偏差最大,为 0.78%,在月赋值情况下,该量值为赋值发热量的 A 类标准不确定度,使用规范中式 A-13 计算 E 站组分含量赋值的发热量标准不确定度:

     0 2 0 2 0 2 2S S S( ) ( ) ( ) 0.78% +0.19% =0.80%r A Bu H u H u H   

     表 2 中第 2、4、6 月份发热量标准偏差较大,1、3、5 月份发热量的标准偏差相对较小,当赋值源在赋值周期内组分波动较大时,按原有的赋值周期赋值发热量不确定度将会增大,如果经计算无法满足发热量不确定度要求,可以参考规范中的式(2)计算缩短赋值时间间隔。

     5. 能量不确定度计算 使用规范中式 A-1 计算 E 站天然气能量不确定度,计算结果如下:

     2 2 2 2r r r S( )= ( )+ ( )= 0.60% +0.80% =1.00%mu E u q u H

     r () 2.00%( 2)mU E k  

     根据规范第 5 章“计量条件”,E 站能量计量系统在 2017 年上半年的组分赋

     值周期情况下符合 B 级计量系统要求。

     四.总结论 试验结果表明,本技术规范中规定了天然气流量计量、天然气组分赋值时发热量测定、能量测定的方法和不确定度评定方法,采用该方法进行能量计量系统的测试评价是科学合理的,评价结果为能量计量系统的 MPEV 分级提供依据。

      附件:1. 2.

     天然气组分离线测定的发热量及其稳定性计算

      3.

     天然气组分赋值的发热量及其稳定性计算

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