熟悉计量系统LNGppt课件.ppt

1 GetAcquaintedWithMeasurement熟悉计量系统 2 OverviewofMeteringSystem计量系统概述 1 MeteringSystemDesignPhilosophyAlltheFiscalMeteringStationsaredesignedfortherangeofgascompositionspecifiedandsizedtoaccommodatethemaximumgasdeliverycapacityofPhase IandPhase II 所有贸易计量站的气体组分范围和计量站规模都应满足一期和二期工程的最高输气量Allfiscalmeteringstationsaredesignedandconstructedtofiscal meteringqualitywithanoverallerroroflessthan 1 onmeteredenergyacrosstheflowranges 3 Continue 全部贸易计量站都是按照贸易计量等级设计和建设 整个流量范围内能量计量的总误差低于 1 Primarymeasurementisattainedfrommeterrun sDanielSeniorsonicUSMandS600flowcomputer FlowcomputerwillsendmeasurementdatatoGMSsystem FlowconditioningfortheUSMisimprovedbyutilizingapipingconfigurationof5D profiler 10Dupstreammetertubesand3Ddownstreammetertubes 基本计量值从计量管道的丹尼尔高级超声波气体流量计和S600流量计算机获得 流量计算机将计量数据送往GMS系统 利用5D 断面测量仪 10D上游流量计直管段和3D下游流量计直管段的管道配置对气体超声波流量计的流态进行了改善 4 Continue Eachofthemeteringstationsarebasedona2x100 capacity exceptforHKCG withaprimarydutymeasurementstreamandsecondarystreamforuseasanonlinevalidationcheckmeterandinthecaseofprimaryfailureandinthecaseofprimaryfailure Acrossoverlinecanlinkthetwostreamstogether inseries toenablegasflowthroughboththemeter runsforverificationpurpose exceptforterminalmeterstations 每个计量站以2x100 容量为基础 配有主计量通道和备用计量通道 HKCG除外 备用计量通道作 为在线验证校验仪 并在主用通道发生故障时启用 两条通道可以通过跨接管连接起来 串接 使气流同时通过两条计量管道 接收站计量站除外 5 Continue Anon lineGasChromatographDanalyser570isinstalledforgascompositionanalyses 一台在线色谱仪Danalyser570用于气体组分分析 On linehydrogensulphideandtotalsulfuranalyzer on linewaterandhydrocarbondewpointanalyzer on linemoistureanalyzer theyareusedforgasqualitymonitoring Atterminal 在线硫化氢和总硫分析仪 在线水露点和烃露点分析仪 在线水分分析仪 它们用于气体质量监控 在接收站 6 Atypicalmeteringstation典型计量站 RS485或脉冲接收工况流量 RS232 RS485色谱的分析数据 温度 压力数据 标况流量 总能量 天然气组分及管理所需的信息 与上位机数字通信 包括所有诊断和报警信息 计量系统略图 7 Atypicaltrunklinemeterstationcomponents典型管线计量站组成 8 DPLNGOperationinfrastructureandCustomers运营组织结构和客户 FlowSchematic customers RealTimeDatabyRS485 Shipscheduling CustomersAccountManagementbasedonWebPage Step1Nomination Step2InternalCoordinationandScheduling FlowComputer FiscalMetering GMAS Step6Invoicing InformationFlowandWorkProcedure Step3Confirmation Step4GasMeasurementanddelivertocustomer Step5Pricing Financial Step7Billing Step8Payment Tankinventory Linepack Polaris Meteringdata 9 Volume EnergyMeasurement Thegasvelocity v ismeasuredbytheUSMandconvertedtovolumeatlineconditions V 气体流速 v 由超声流量计测得并被转换成在线条件下的体积 V Thevaluesofthelinetemperatureandpressureareinputtotheflowcomputer 在线条件下的温度及压力输入到流量计算机An Online Chromatographanalyzesthegascomponentsanddownloadsthecompositiontotheflowcomputer 在线色谱仪分析气体组成并下载到流量计算机 10 Continue Flowcomputercalculatesvaluesfordensity grossvolumeandgrossvolumetricheatingvalue GHV 流量计算机计算密度 在线气体总体积及体积总热值 FlowcomputerconvertsthegrossvolumetocontractedorstandardconditionsvolumeVs 流量计算机转换在线气体体积成合同或者标准条件下的售气条件体积Vs Flowcomputercalculatesthetotalproductionenergy Et Gj VsxEu流量计算机计算生产总热值Et 吉焦 Billing帐单Billing EtxPrice Gj 11 MeasurementCriticalEquipment计量关键设备 Therearetwocriticalequipmentsintheprocessofthegasmeasurement 天然气计量中的两样关键设备Ultrasonicmeterandflowcomputer theyareusedformeasuringflowrateandcalculatingthegasstandardvolumeSCMorSCF 超声波流量计和流量计算机 主要用于测量气体流速和计算气体标准体积立方米或立方英尺 Gaschromatograph itisusedforanalyzingthegascomponentsandthermalunitenergyBTU SCMcalculation 气体色普仪 主要用于分析气体组分和气体单位热值计算 12 UltrasonicMeterPrinciple超声波流量计原理 Atypical4 PathHighAccuracyAdvancedTechnologyUSM一种典型的四通道高级超声波流量计 13 USMinstallation超声波流量计的安装 14 HowanUltrasonicFlowMeterWorks超声波工作原理 Theflowmeterhastwoultrasonictransducers oneupstreamandtheotherdownstream facingeachotherinsideatube Thetransducerscanbeamultrasonicpulsesfromonetotheotherineitherdirection withtheflowandagainsttheflow Apulsetravelingwiththeflowarrivessoonerthanonetravelingagainsttheflowandthistimedifferenceisrelatedtotheflowspeedinthemeter Onceweknowthevelocityofthefluidinsidethemeteroveraknowntimeinterval itisasimplemattertoconvertthistoafluidvolumemeasurement 流量计有两个超声传感器 一个安装在上游另一个在下游 在计量管内相互面对 两个传感器间可以顺流和逆流发射超声脉冲 顺流超声脉冲要比逆流超声脉冲到达的时间要短 而这个时间差与流量计内的流体流速有关 一旦我们知道一定时间内流量计内的流体流速 我们就可以简单地把它转化为流量体积计量 15 HowanUltrasonicFlowMeterWorks超声波工作原理 传输时间 004 L Flow X D 传输时间 007 003 16 HowanUltrasonicFlowMeterWorks超声波工作原理 OnepairofUltrasonictransducer任意一对传感器 C speedofsound声速 L lengthofacousticpath声道长度V averagefluidspeed流体流速 x distanceofacousticpath声道距离 17 HowanUltrasonicFlowMeterWorks超声波工作原理 18 Stateoffluidflow流体流态 将流速简化为三个区域 ProAreaRepresentation 19 MultipathUSM多通道超声波流量计 Cross sectionalviewofamultipathUSM有代表性的多通道流量计 Multipath多通道流量计 A B C D V avg S W n V n n 1 4 V n L t 1 t 2 2x t 1 t 2 2 20 Geometryweightfactor几何权重因子 W a 0 1382 W b 0 3618 W c 0 3618 W d 0 1382 Multipath多通道流量计 ChordA ChordB ChordC ChordD Geometryweightfactordependsonhowprobeisinstalled 权重因子仅取决于探头的几何分布情况 21 Flowconditioners整流器 22 Continue续 Flowconditioningplatescanbeinstalledtoensurethataconsistentflowproenteringtheultrasonicmeter Profiler Consistentflowprofile Swirlflow 23 Flowrate流量 Flowratedependsonvelocityoffluidsandmeterrunsectionarea 流量取决于流体的流速和计量管截面积 流量 流速 截面积 Flowrate velocityxmeterrunsectionarea 24 USMCommunication超声波流量计通讯 SerialModbusRS 485 2 wire toflowcomputer flowvelocitydata basicdiagnosticdata 串行ModbusRS 485 两线 联流量计算机 传输流速及基本诊断数据 CUIcommunicationport用户界面CUI通讯口 25 USMMonitoring超声波流量计监测 Gain增益值Signalquality信号质量SNR信 嘈比Velocityprofile流速特性Speedofsound声速KeypointofnewversionAGA9isConditionBaseMonitoring新版AGA9要点是在线监测超声波 26 FlowcomputerFlobossS600流量计算机 27 FlowcomputerFlobossS600流量计算机 TheFloBossS600isamicroprocessorbasedflowcomputer utilizedtocarryoutmeterstreammonitoringandcalculationfunctions 该型流量计算机基于微处理器 用于执行计量监控及计算50MHz i80486DX2processor 28 Flowcomputerfunction流量计算机作用 PP TTCompensationcomputation压力及温度补偿计算convertstherawoperatingdataintostandardvolume AGA81994 将原始数据转换为标准体积ReceivedatafromGCandenergyflowcomputation ISO6976 1995 接受来自色谱仪的数据计算能量流量 TransferdatatoSCADA GMS传递数据到SCADA及GMS 29 MajorComponents主要构件 MainBoard CPUTCP IPEthernetcommunications MODBUSProtocol andprovides5SerialCommunicationsPortsTCP IP以太网通信能力 MODBUS协议 并提供5个串行通信端口IndividualRS232 485serialcommunicationwithgaschromatographforGasCompositionData与气相色谱仪的RS 232 485串行通信 用于获取气体组分数据 30 Continue续 IndividualRS485serialcommunicationwithultrasonicflowmeterforFlowandBasicDiagnosticsdata与超声波流量计的RS 485串行通信 用于获取流量和基本诊断数据RS485serialcommunicationlinkforfurtherconnectiontoSCADA与SCADA连接的RS 485串行通信链路 Input OutputBoardCPUboardtalkstoI Oboardbyaddress CPU板按地址与输入 输出板通信 31 Continue续 S600OPERATORINTERFACEOperationoftheS600isthroughanoperatorinterfacecomprisinganLCDdisplayandkeypadS600通过操作员接口操作 操作员接口由LCD显示屏和键盘构成Keypad Display DisplayMatrix ViewParameterReturntoMainMenu ChangeValue ChangeMode Clear ScientificNotation Alarm Print DefaultDisplay ProgramFunctionKeys SecurityCode 32 Flowcomputersecurity Thesecuritysystemallowsupto50uniqueusers 安全系统最多支持50个不同用户Eachuserisallocatedtwoindividualpasswords oneisnumericforaccesstotheS600andtheotherisalphanumericforaccesstotheConfig600suiteofprogramsortheWebServer 每个用户分配有两个密码 一个为数字密码 用于使用S600 另一个为字母数字型密码 用于使用Config600程序套件或网络服务器 Eachuserisallocatedasecuritylevelbetween0 highest and9 lowest 每个用户还分配有一个在0 最高 到9 最低 之间的安全级别 33 Continue续 TheS600flowcomputerwillgenerateanalarmandswitchovertolastgoodvalueunderthefollowingconditions S600流量计算机会在下列条件下产生报警 并切换到最后一次正常值 Incasetheun normalizedtotalfromtheGCcontrollergoesbeyondthespecifiedlimits如果气相色谱仪控制器提供的未标准化的累积量值超过规定限值 IncasethereisafaultsignalfromtheGC e g carriergaslowpressureetc 如果气相色谱仪有故障信号 例如 载气压力过低等 IncaseoffailureofcommunicationwithGC 如果与气相色谱仪的通信发生故障 34 Flowcomputeroperationmode流量计算机操作模式 ModeOfOperation操作模式Measuredvalue 测量值Keypadvalue 键盘键入值Kaypad Fvalue键盘键入与自动值MaintenanceMode维修模式 35 GCdatatoflowcomputer进入流量计算机的数据 ThefollowingdatawillbereadfromtheGCcontroller 如下数据将会从色谱仪控制器读取Nitrogen N2 氮气 N2 CarbonDioxide CO2 二氧化碳 CO2 Methane C1 甲烷 C1 Ethane C2 乙烷 C2 Propane C3 丙烷 C3 i Butane iC4 异丁烷 iC4 n Butane nC4 正丁烷 nC4 i Pentane iC5 异戊烷 iC5 n Pentane nC5 正戊烷 nC5 Hexane C6 己烷 C6 36 Flowcomputercomputation流量计算机计算 ConvertUSMmeasuredgasvelocityVeltoon lineconditionflowrate Temperatureandpressurecorrectedvolumetricflowrateofthegasthroughthespool m3 hour 流经计量管道经过压力温度校正的体积流量Measuredvelocityflowratewithinthespool m s 计量管道内测得的流速Calibratedinternaldiameterofthespoolbody校正过的计量管内径 37 Continue续 Correctionfactorfortheeffectsofpressureonthespool 计量管压力影响校正系数Correctionfactorfortheeffectsoftemperatureonthespool 计量管温度影响校正系数MeterFactorcorrectionbasedonflowrate基于流速的计量校正系数VelocitycorrectionforReynoldsnumber OnlyrequiredonJuniorSonicmeters ForSeniorsonicmeters asinthisproject CFact 1 雷诺数速度校正系数 仅限低级超声流量计 对高级超声流量计 象DPLNG项目 CFact 1 Where 38 Continue续 Where 39 Standardvolumeflowrate Energyflowrate标准体积流量及能量流 Which m Densityatthemeter kg m3 在线密度 std StandardDensity kg Sm3 标准状态密度 Both m stdiscalculatedbasedonAGA81994 Which GHViscalculatedbasedonISO69761995andcompositionisfromGC 40 Gross StandardVolumeTotalIncrement m3 在线及标准体积总增量 41 Energytotalincrement能量总增量 42 GascompressibilityZand calculation压缩系数Z及密度 计算 AGA8compressibilityfactor andrealtimedensity calculation AGA8压缩系数Z及实时在线密度 计算 Detailcharacterizationmethod 气体全组分输入方法Grosscharacterizationmethod 总额特征输入方法 43 ISO6976 ISO6976 1995 ComponentCalorificvaluesat20 Cand101 325Kpa 组分热值在20 C和101 325KpaTable5CalorificvalueMJ m3 Hj 表5热值MJ m3Table2Summationfactor bj 求和因子 44 PressureandTemperatureTransmitter压力温度变送器 PressureandTemperatureTransmittersFunction 压力和温度变送器的功用Livepressureandtemperaturewillbeusedforcompensatingthemetertubediameterduetopressureandtemperatureaffection 在线的压力和温度将会用于补偿计量管由于压力和温度影响而变化的管径 LivepressureandtemperaturewillbealsousedforconvertingtheUltrasonicmeteron lineflowtostandardconditionflow AGA8 在线的压力和温度也将会用于转换超声波在线流量至标准条件下的流量 AGA8号报告 45 PressureTransmitterprinciple压力变送器原理 Sensor A Dconverter microprocessor D Aconverter 4 20mA FlowComputer 46 Continue续 A D microprocessor D A Sensor capacitor 47 Terminalpressuretransmitter ModelHoneywellSTG974Accuracy Accuracy 0 0375 Stability 0 01 peryear Reliability 470yearsMTBF 精度 0 0375 稳定性 每年 0 01 可靠性 平均故障间隔时间为470年 48 Terminaltemperaturetransmitter ModelHoneywellSTT25HAccuracy Accuracy 0 0375 Stability 0 01 peryear Reliability 470yearsMTBF 精度 0 0375 稳定性 每年 0 01 可靠性 平均故障间隔时间为470年 49 Truncklineoff takestationpressuretransmitter管线分输站压力变送器 ModelRosemount3051S1Accuracy Accuracy 0 065 ofspan Stability 0 125 over5years Reliability 3 50E 04 AverageProbabilityofFailureonDemand 精度 量程的0 065 稳定性 5年为0 125 可靠性 3 50E 04 随机平均故障概率 50 Truncklineoff takestationtemperaturetransmitter管线分输站温度变送器 ModelRosemount3144PAccuracy Accuracy 0 02 ofspan Stability 0 1 over2years Reliability 2 89E 04 AverageProbabilityofFailureonDemand 精度 量程的0 02 稳定性 2年为0 1 可靠性 2 89E 04 随机平均故障概率 51 SystemUncertaintyCalculation UncertaintyofMeasurementcanbedefinedasthediscrepancybetweenameasuredquantityandthetruevalueofthatquantity 计量的不确定性可定义为测定量和该量的实际值之间的差异 TheinternationalstandardISO5168 1978givesspecificguidelinesfortheevaluationofuncertaintyinflowmeasurement 国际标准ISO5168 1978给出了评估流量计量不确定性的特定指导原则 52 Example 53 Howuncertaintycalculated怎样计算不确定度 Therealexampleshowhowtheuncertaintyiscalculated真实的例子表明不确定度是怎样计算出来的 CALCULATIONOFUNCERTAINTY BASEDONISO5168 1978 54 Meteringsystemreliabilityandavailability计量系统可靠性及可用性 Availabilityisdefinedastheprobabilitythatthesystemisoperatingproperlywhenitisrequestedforuse可用性定义为系统在使用时能够正确运转的概率 Qualitative Adescriptiveassessmentismadeoftheconsequencestoavailabilityofparticulardevicefailure 定性 针对特定设备故障对可用性的影响进行说明性评估 55 Continue续 Quantitative Ananalyticalassessmentismadeapplyingreliabilityfiguresforindividualdevicesinordertoquantify SystemAvailability 定量 利用各设备的可靠性数据进行分析评估 以量化 系统可用性 Thesestationshaveanoverallfiscalmeteringsystemavailabilityof99 9567315 withredundant2x100 streams refertotherelevantsystemFDSforfurtherdetails 这些计量站的贸易计量系统 配有2x100 通道 的总可用性为99 9567315 关于详细信息 参见相关系统的FDS 56 GasMeasurementControl计量控制 Engineeringdesigncontrol 工程设计控制Internationalindustryrecognizablestandard 国际通用工业标准Contractspecification 合同说明Dailyoperation 每天例行操作Guaranteegasmeasurementaccuracy 57 EngineeringDesignControl Metertubedownstreamandupstreamminimumlengthrequirements AGA9 计量管上下游长度最低要求 Metertubeupstreamvalveinstallationrequirements AGA9 计量管上游阀门安装要求Meterruninstallationrequirements AGA9 计量管安装要求 Instrumentsinstallationrequirements etc AGA9 计量仪表安装要求等 58 MeteringSystemOperatingControl Astandardprogramtoverifytheflowcomputercalculation 一标准程序核实流量计算机Testequipmentsperiodicallyverifiedandre certificated 测试设备周期送检 Periodicmeterstationinspectionandcalibration 计量站周期检查及校正Dailyflowcomputerreports 流量计算机每天报告Companyinternalandexternalaudit 公司内外审计GCautomaticcalibration GC自动校正Meteringsystemannualverificationandrecertification 计量系统年度核实及证书 59 InternationalIndustryRecognizableStandard 60 Continue续 61 GasQualityControl Pressuredeliverysystem 压力系统Temperaturedeliverysystem 温度系统Properoperatingtheabovesystemsarevitaltothesalesgasquality 正确操作上述系统对气体质量很重要 Moistureanalyzer 水分分析仪H2Sandtotalsulphuranalyzer H2S及总