SYT 6660-2021 用旋转容积式气体流量计测量天然气流量-PDF解密

中华人民共和国石油天然气行业标准Measurementofnatur2021—11-16发布2022—02—16实施国家能源局发布I前言 12规范性引用文件 13术语、定义和符号 13.1术语和定义 1 24测量原理 3 35.1量程比 35.2最大工作压力 35.3工作温度范围 35.4其他 36计量性能要求 36.1概述 36.2流量计准确度等级和重复性 46.3压力损失 47流量计要求 47.1通用要求 47.2抗腐蚀要求 47.3强度及严密性 47.4短期过载 47.5压力变化率 47.6流量计的输出装置 47.7脉冲发生器 57.8长度和口径 57.9外观要求 57.10智能流量计 5 68安装要求、使用及维护 68.1安装环境 68.2安装要求 78.3使用与维护 7Ⅱ9流量计算及测量不确定度估算 8 89.2体积流量计算 9.3质量流量计算 9.4能量流量计算 9.5流量测量不确定度估算 附录A(规范性)实流校准 21本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草本文件代替SY/T6660—2006《用旋转容积式气体流量计测量天然气流量》,与SY/T6660—2006相比，主要技术变化如下：——更改了“范围”相关内容，改写了适用的天然气组成和真实相对密度范围，并增加了标准适用于口径不超过DN200,最大流量不超过1600m²/h,参比条件调整至第9章，删除了压力说明(见第1章，2006年版的第1章);——更改了规范性引用文件并对应修改了相应内容(见第2章，2006年版的第2章);——增加了一体化智能流量计和量程比的定义(见3.1.2和3.1.3); 更改了量程比要求(见5.1,2006年版的5.1);——最大工作压力提升至2.5MPa(见5.2,2006年版的5.2);——更改了其他相应内容(见5.4,2006年版的5.4);——将“误差”和“重复性”合并为“流量计准确度等级和重复性”,且将重复性修改为不应超过工况体积流量最大允许误差绝对值的1/3,并删除了准确度等级中0.2级及表3分界流量(见6.2,2006年版的6.2和6.3);——增加了流量计信号输出中能量计量的要求，以及远程通信协议和标准接口有关内容(见 -增加了智能旋转容积式流量计支持能量/热值的显示功能，具备仪表系数多点修正功能，参数设置可靠保存和不可更改的操作事件记录功能的要求(见7.10.1);——增加了流量计信号输出的通信方式要求(见7.10.4.2);——增加了流量计的电源要求(见7.10.5);——更改了对取压口和取温口的相关要求(见8.2.2和8.2.3,2006年版的8.2.2和8.2.3);——更改了对润滑油的相关技术要求(见8.3.1,2006年版的8.3.1)——增加了“常规维护”和“定期维护”,并将“检定”合并至“定期维护”相关技术要求，增加了定期维护中关于智能流量计温度和压力传感器进行检定或校准的结构和功能设计要求，并增加了气质参数保存时间要求(见8.3.4和8.3.5,2006年版的8.3.4); -增加了关于标准参比条件的内容(见9.1);——更改了不确定度估算中各标准不确定度的表达方式，更改了发热量标准不确定度、标准参比条件下压缩因子和密度标准不确定度取值(见9.5,2006年版的9.4);——更改了实流校准测试内容相关技术要求(见A.3.2,2006年版的A.3.2);——更改了支持多种校准系数确认方法的功能要求(见A.4,2006年版的A.4);——更改了校准证书的包含信息(见A.6,2006年版的A.6)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由石油工业标准化技术委员会油气计量及分析方法专业标准化技术委员会提出并归口。本文件起草单位：国家石油天然气大流量计量站成都分站、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油工程建设有限公司西南分公司、中国石油化工股份有限公司新疆煤制气天然气外输管道有限责任公司湖广分公司、中国石油天然气股份有限公司天然气销售分公司、国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司、中国石油化工股份有限公司镇海炼化限公司、浙江苍南仪表集团股份有限公司、中国石油天然气集团公司天然气质量控制和能量计量重点本文件主要起草人：黄敏、何敏、张强、黄和、韦颜、陈晓科、黄忠华、袁志华、张智、谢富——2006年首次发布；1用旋转容积式气体流量计测量天然气流量本文件规定了用于测量天然气流量的旋转容积式流量计(以下简称“流量计”)的测量原理、操作条件、计量性能、技术要求、使用、安装、维护、实流校准方法，并给出了气体质量流量和标准参比条件下的体积流量及能量流量的计算方法和不确定度估算方法。本文件适用于使用口径不超过DN200,操作条件下最大流量不超过1600m/h的容积式流量计，测量组成在GB17820和GB/T17747(所有部分)范围内，且真实相对密度为0.55～0.80的天然气流量。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3836.4爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T11062天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法GB/T17747(所有部分)天然气压缩因子的计算GB/T18603天然气计量系统技术要求GB/T35186天然气计量系统性能评价JJG633气体容积式流量计检定规程3术语、定义和符号3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。旋转容积式气体流量计rotarydisplacementgasmeter(RDmeter)通过元件旋转排除固定量的气体，不断累加并记录其容积，并由指示设备显示流量的流量计。自带压力、温度传感器和流量积算仪，能够实时显示标准参比条件下流量的流量计。2在最大允许误差范围内流量计的最大流量qmu和最小流量qm之比。流量范围flowraterange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要求。气体流过流量计造成的不可恢复的压力降。在最大流量和最小流量间的流量值，它将流量范围分割成最大允许误差不同的两个区，即“高区流量计完成一个工作循环所排出的气体体积，即除指示装置和中间传动机构外，所有运动部件运动一次回到初始位置时排出的气体体积。本文件所用的常用符号见表1。表1符号DmPTKQ9EôpG能量流量ZuU3表1(续)符号单位符号M与f参比条件下的参数，下标m代表质量，下标v代表体积，下标e旋转容积式气体流量计主要由流量计表体、旋转元件和显示装置组成。的壳体内有一个计量室，计量室内有一对或两对可以相切旋转的旋转元件，在流量计壳体外面与两个旋转元件同轴安装了一对驱动齿轮，它们相互啮合使两个旋转元件可以相互联动，就不断有流体被测量元件分隔并从进口到出口。根据计量室空间的容积(周期体积),记录旋转元件的转动次数，则可流量计的量程比应不低于10:1。流量计最大工作压力一般不宜超过2.5MPa。流量计工作温度范围至少满足-10℃~40℃。最大工作压力和工作温度范围应由生产厂家设计并标识在流量计上，每一台流量计应满足第7章的技术要求，并应遵守第8章的安装要求，必要时参见附录A进行46.2流量计准确度等级和重复性流量计的准确度等级和重复性见表2。1.0级1.5级2.5级最大允许误差流量计制造商应给出以密度为1.2kg/m³的空气为介质，流量计在q下的最大压损值。7流量计要求流量计应具备防水、抗腐蚀和外力冲击等的能力。与气体直接接触的流量计的轴承和机械驱动装置应采取保护措施以防止气体中的杂质进入。流量计所有与介质接触的部件应选用几何尺寸稳定、适用于天然气的材料制造，用于其他场合的流量计应向厂家咨询。流量计的所有外部零件应用抗腐蚀的材料制造或者用适合在天然气工业典型大气环境中使用的抗腐蚀涂层进行保护，涂层需附着力强，不易脱落。7.3强度及严密性流量计在出厂前应按相关标准经强度和严密性试验合格。流量计应能在1.25q流量下运行30min而不损坏，并且不影响流量计的性能。制造厂应对安装、启动、维护和工作期间流量计的降压和升压速率给予明确的说明。流量计的输出装置可以是机械显示装置或电子显示装置，当输出装置为机械显示装置时，可显示累计通过流量计的总量；当为电子显示装置时，应能显示通过流量计的瞬时、累积体积流量及能量流量。计量单位应清晰地标志在显示装置的适当位置。显示装置应可靠封缄，不可随意调整。5显示装置的数字应有足够的位数，其容量应满足相当于流量计在最大流量下运行至少1年通过的流体总量。显示装置应有可靠的结构，当安装在流量计上时，应能在规定的温度范围内正常工作。电子显示装置上的数字在较强的光照下应清晰可见。流量计可以装有能够发生低频或高频脉冲的装置，这个装置称为脉冲发生器，它可以作为流量计一个完整的部分，或者作为一个附件，或者作为一个结合体。脉冲值在出厂时由厂家设定或由检定给出，通常以以下的形式表示：“1m³=……脉冲”表示每单位体积发出的脉冲数。从流量计示值与脉冲发生位置之间的传动比可以计算脉冲值，脉冲值至少要保留6位有效数字。生产厂家需提供计算脉冲值的检验方法，计算出的脉冲值在检验时与指定值差值不应超过制造厂应给出各个压力等级和口径下的流量计表体的标准长度。流量计的外表应整洁、美观，表面应有良好的处理，流量计的外表不应有毛刺、刻痕、裂纹、锈蚀、霉斑或涂层剥落现象。所有文字、符号和标志应鲜明、清晰，不易脱落。智能流量计通常宜具备以下功能：——就地显示被测介质的压力、温度、标准参比条件下瞬时流量和累积流量、操作条件下瞬时流量和累积流量、能量/热值；——数据通信功能；——数据存储功能；——参数设置及管理权限设置功能，参数设置记录(时间、设置前参数、设置后参数等)应可靠保存，并能便于读取；——流量计仪表系数应支持多点修正功能，影响计量结果的可调部位应能可靠铅封；——不可更改的操作事件记录功能。压力传感器取压口应符合8.2.2的规定。温度传感器应安装在流量计流量传感器的下游端。6应具备自动采集流体压力、温度的功能，并实时计算标准体积流量和能量。天然气的压缩因子应按9.2.3推荐的方法计算。输出装置应能显示压力、温度、标准参比条件及操作条件下瞬时体积流量和体积累积量，显示瞬时能量和能量累积量。流量计具备远传通信功能情况下应提供通信协议和接口形式及相关文件，且应具有下列输出信号：a)代表操作条件下体积流量的频率信号；b)串行通信数据接口，例如RS232、RS485或等效接口。流量计至少应能存储三年内每天的累积流量、最近1000条的瞬时流量数据，瞬时流量数据一般包括时间、压力、温度、标准参比条件下瞬时流量和累积量、操作条件下瞬时流量和累积量，瞬时流量和累积量至少应以体积及能量的方式存储。流量计应配置内置电源，也可接入外电源供电。流量计的内置电池应连续工作3年以上，并具有欠压报警功能。无论是否有外电源供电，内置电源应能保证流量计正常运行和数据安全。7.11电气安全要求流量计的所有电气部件应进行严格的测试和老化处理。脉冲发生器的使用应遵守GB3836.1和GB3836.4的规定进行安全操作。用户也可指定流量计应满足的防爆等级，以适应更加安全的安装要求。连接件应至少符合GB/T4208中IP65的保护等级，并能装备用电防护线路，全部插座连接应有保护套，电缆护套、橡胶、塑料和其他裸露部分应耐紫外光、油脂和阻燃。8安装要求、使用及维护8.1安装环境流量计使用的环境温度应按5.3的要求，同时应根据安装点具体的环境及操作条件，对流量计采取必要的隔热、防冻及其他保护措施(如遮雨、防晒等)。流量计在低于-10℃工作环境下使用，应安装保温伴热装置。流量计的安装应远离振动环境。在安装流量计及其相关的连接导线时，应避开可能存在电磁干扰或较强腐蚀性的环境，否则应咨询制造厂家并采取必要的防护措施。选择的安装位置应便于流量计的维护及检修。78.2安装要求流量计的安装应符合使用说明书的要求，按流量计安装标记进行安装，垂直安装时应保证气流由上而下流过流量计。安装流量计前应对管道进行清洗和吹扫，以防止管道中的杂物进入流量计。应保证流量计法兰与直管段和过滤器法兰同轴安装，安装后不应对流量计产生附加应力。应确保流量计入口的气流为充分发展流，安装位置宜避免脉动干扰、气体回流等现象。其他安装要求应符合GB/T18603的相关内容。在流量计本体入口处测量压力，所测压力为工作压力。取压口直径不小于3mm。第二个取压口可在流量计的下游。取压口应确保连接端不伸入气流中。流量计上任何压力测试点或取压口均应配置适当的密封件。压力仪表可直接安装在管道上或通过导压管安装，但应确保不伸入气流中。当通过导压管安装时，导压管内径不小于7mm,且不大于13mm,导压管长度宜尽量短。安装取压短管时，密封材料不应挤入取压口内。宜在流量计本体适当位置设置取温口用于安装温度传感器。若流量计本体无温度测量单元，宜在流量计下游直管段上测量温度，其离流量传感器的距离宜在5D内，且在任何出口阀或限流器的上游。当流量计带有温度测量单元时，应将其视为流量计的一部分。流量计上游应安装适宜的过滤器，其结构和尺寸应能保证可以通过最大流量而且产生的压力损失尽可能小。安装过滤器前应对管道进行清洗和吹扫，以防止管道中的固体物堵塞过滤器。当维修流量计和过滤器，不可中断气体输送时，宜考虑备用措施。应设有适宜的防雷装置，并符合GB/T18603的要求。流量计正确安装后，使用前应加注符合流量计性能要求的润滑油。润滑油颜色和油位异常时应及时更换或加注，加注量和加注方法按流量计说明书要求进行。89标准参比条件下的瞬时体积流量按公式(3)或公式(4)进行计算：方程。编程用数学模型参见GB/T17747(所有部分)。标准参比条件下的气体压缩因子Z也可按GB/T11062确定，其值按公式(7)计算：当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于符合GB/T18603规定的准确度为C级要求时，可按AGANX-19计算F值。计算方法和公式可参见GB/T21446。质量流量按公式(8)计算：式中：9m——瞬时质量流量；式中：q——瞬时能量流量；H——标准参比条件下的体积高位发热量(可采用直接测量或按GB/T11062计算);A——标准参比条件下的质量高位发热量(可采用直接测量或按GB/T11062计算)。根据公式(3),因为各不确定度分量灵敏系数均为1,因此可用公式(11)估算标准参比条件下量仪表性能按公式(15)估算；测量仪表性能按公式(15)估算；u(Z)——操作条件下压缩因子的标准不确定度，由于u(Z)计算时0.05%,采用AGANX-19则取0.25%;扩展不确定度按公式(12)计算。根据公式(9)可用公式(14)估算标准参比条件下能量流量测量合成标准不确定度。扩展不确定度按公式(12)计算。绝对静压或热力学温度测量不确定度按公式(15)估算：式中：K——静压测量仪表或温度测量仪表的量程；A.1通则用于天然气贸易计量的流量计在使用前、修理后和使用中达到检定周期时应按JJG633进行检定。在流量计检定合格的基础上，为减少其测量误差，推荐按本附录进行实流校准。在有条件的情况校准前，应将被校流量计安装在校准装置上一起进行严密性试验。试验介质为空气、天然气等气体，试验压力至少应为最高校准压力且小于被校流量计的最大工作压力。在试验压力下至少稳压A.2.3安装条件流量计的安装应符合使用说明书的要求，流量计的取压口和温度计插孔应符合8.2.2和8.2.3的根据实际情况，实流校准流体可采用天然气或其他气体，流体能自由流动如使用天然气进行实流校准，则其气质应至少符合GB17820二类气的要求，其物性或物理参数实流校准时的环境温度一般为-10℃~40℃,相对湿度一般为5%～95%,大气压力一般为A.3实流校准项目和方法实流校准时，应根据流量计的实际工作流量范围确定测试流量点。对于大口径流量计的实流校准可能达不到上限流量值，用户与制造厂协商可指定低于q的实流校准流量范围，一般宜达到0.8q。在测试过程中，每个校准流量点的实际流量与布点流量相比，除qm、q和q应分别控制在(1～1.1)qmm、(1～1.1)q和(0.9～1)q外，其他校准流量点均应在设定流量点的±5%内。A.3.2.2校准压力及校准流量点选择A.3.3测试次数及时间在校准时，每个流量点应至少测试3次，在条件允许的情况下应测试6次，并取各次测试值的算术平均值作为该测试点的测量结果。每次数据采集时间A.3.4预运行实流校准前，整个校准系统应在最大流量下预运行至少5min,待压力、温度和流量稳定并达到根据实际情况的不同，确定校准系数有多种方法：a)算术平均误差法；b)流量加权平均误差法；a)在流量计的规定流量范围内使用流量加权平均误差；F=1/(1+Ewu)×100%对仅需一次校准的流量计，修正后宜尽可能使Ewa接近零，通常宜不大于最大允许误差的(E),再按公式(A.1)计算一个新的EwM值(E),=(100+E₁)×F-100