W pracy opisano autorską metodę wyznaczania ciepła spalania gazu ziemnego. Metodę tę porównano ze znanymi w literaturze metodami pomiarowymi. Przeprowadzono symulacje wpływu wilgotności gazu oraz wilgotności względnej powietrza dostarczanego w procesie spalania, na względną różnicę wyznaczania ciepła spalania gazu ziemnego. Praca zawiera wyniki symulacji wraz z analizą wpływu wilgotności powietrza i gazu na wartość ciepła spalania gazu ziemnego.
EN
The paper presents the original method of determining the CALORIFIC VALUE of natural gas, which does not require drying the gas. The method consists in measuring the combustion temperature in a gas burner while maintaining a constant stream of gas mixture with air. This method was compared with methods known in the literature. Many currently used measuring methods that allow to determine the heat of combustion require the use of dry gas, which under industrial conditions is very often troublesome. The work discusses the basics of the natural gas combustion process based on which the simulations of the influence of water vapor contained in both natural gas and air supplied to the burner on the calorific value of gas were carried out. The results of the simulation were used to determine the errors of the proposed measurement method. Simulations were carried out for diversified chemical composition of natural gas and various water vapor content. Based on the conducted simulations, it was found that the relative difference error is within 0.5% to 1.7% for different values of moisture contained in both the gas and air involved in the combustion process.
Omówiono statystyczne wyniki badań dokładności liczników membranowych gazu, czyli gazomierzy miechowych, wykonane na Ukrainie po sześciu latach ich eksploatacji. Parametry techniczne, warunki wzorcowania i dokładność gazomierzy ujęte są w przepisach ukraińskich podobnie jak w międzynarodowych i polskich standardach.. Okresowa kalibracja gazomierzy jest niezbędna do poprawy wiarygodności dostaw gazu ziemnego. Przeprowadzono ją dla trzech reprezentatywnych zbiorów gazomierzy membranowych typu G4 wyprodukowanych we Francji, Polsce i Ukrainie. Zmierzono ich błędy pomiarowe dla trzech wartości przepływów. Liczniki podzielono wg otrzymanych wartości błędów w pięciu zakresach i wyznaczono dla nich podstawowe parametry statystyczne. Analiza uzasadnia konieczność stosowania nowego podejścia metrologicznego, tj. odpowiednio częstej okresowej kalibracji gazomierzy dla małych przepływów, wykonywanej w laboratorium wzorcowym lub w miejscu instalacji.
EN
Description of the accuracy of diaphragm gas meters according to international standards and standards of Ukraine is given. Values of their measurement errors are classified in five ranges. The periodic calibration of these meters is proposed to improve the accuracy of the calculation of the natural gas supply. Statistical parameters of measurement of G4 gas meters manufactured in France, Poland and Ukraine were experimentally identified after six years of operation and their quantitative characteristics were determined. Research results justify the purpose of developing a new methodological approach involving the implementation of periodic calibration of the gas meter for low flow of natural gas, made in situ, also without dismantling.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono wyniki statystycznych badań zmian dokładności gazomierzy miechowych po pewnym okresie ich eksploatacji. Podano definicję błędu pomiarowego gazomierzy ujętą w przepisach międzynarodowych i przepisach Ukrainy. Po 6 latach użytkowania gazomierzy miechowych typu G4 wyprodukowanych we Francji, Polsce i Ukrainie przeprowadzano ich kalibrację na laboratoryjnym stanowisku wzorcowym z przepływem powietrza. Reprezentatywne zbiory tych gazomierzy podzielono wg 5 zakresów wartości ich błędów pomiarowych dla minimalnego przepływu. Do każdej z tych grup obliczono podstawowe parametry statystyczne: średnią wartość błędu i jego odchylenie standardowe. Analiza wyników wykazała zasadność proponowanego podejścia metodologicznego polegającego na wdrożeniu odpowiednio częstej okresowej kalibracji gazomierzy i kontroli jakości gazu, w tym dokonywanej w miejscach ich instalacji. Dzięki temu można uzyskać istotną poprawę dokładności i wiarygodności pomiarów dostaw gazu oraz obniżyć koszty nadzoru metrologicznego i serwisu.
EN
More than 700 French, Polish and Ukrainian bellows flowmeters operated more than 6 years on natural gas pipelines were checked for measurement accuracy and reliability for gas flow detn. Fraction of the gasmeters fulfilling the accuracy requirements (error in the range from –6% to +3%) was 54.7–67.4%.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono analizę metod i urządzeń do mierzenia ciepła spalania i wartości energetycznej gazu ziemnego. Opisano konstrukcję i działanie laboratoryjnego stanowiska przeznaczonego do badania opracowywanej termoanemometrycznej metody pomiaru wartości energetycznej gazu ziemnego. Na podstawie wyników badań doświadczalnych wyznaczono parametry charakterystyki kalibracyjnej przetwornika termoanemometrycznego i zależność jego sygnału wyjściowego od zmian wartości energetycznej gazu naturalnego dla zakresu wartości opałowej 7759-8538 kcal/m³ i przepływów do 0,6 m³/h. Przedstawiono rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia do kontroli wartości energetycznej dostarczanego gazu ziemnego z dwoma przetwornikami: różnicy ciśnień i termoanemometrycznym. Wyniki tych prac powinny zainteresować polskich Czytelników.
EN
Methods and tools for monitoring the heating value and energy value of natural gas were reviewed. A construction and features of functioning of the developed lab. stand for exptl. thermo-anemometric studies and control the energy value of natural gas were presented. Relation of the output signal of measuring device on changes of energy value of natural gas were exptl. set for the heating value 7759-8538 kcal/m³ and flow rate 0.6 m³/h.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki matematycznego modelowania zmian współczynników przewodności i pojemności cieplnej gazu ziemnego przy zmianach jego składu i ciśnienia. Podano jakościowe i ilościowe zależności wpływu stężenia metanu, etanu, propanu, azotu i ditlenku węgla na właściwości termiczne oraz na wartość opałową gazu ziemnego. Uzasadniono możliwość wykorzystania wyznaczonych zależności do opracowania przepływomierzy uwzględniających właściwości energetyczne gazu ziemnego w pomiarach jego przepływu.
EN
A math. model was developed to est. the cond. coeffs. and thermal capacities of natural gas under changing the composition and pressure. The MeH, EtH, PrH, N₂ and CO₂ conc. relationships of the thermal properties and calorific value of natural gas were calcd. The data were used to develop flow meters under taking into account the energy characteristics of natural gas in its consumption measurements.
Przedstawiono termoanemometryczną metodę bezpośredniego pomiaru wartości energetycznej przepływającego gazu ziemnego. Jest ona oparta na zastosowaniu dwu przetworników: termoanemometrycznego i różnicy ciśnień. Opisano konstrukcję i działanie laboratoryjnego stanowiska przeznaczonego do badania tej metody. Na podstawie wyników badań doświadczalnych wyznaczono charakterystykę kalibracyjną przetwornika termoanemometrycznego i zależność jego sygnału wyjściowego od zmian wartości energetycznej gazu naturalnego dla zakresu wartości opałowej (7759–8538) kcal/m3 i przepływów do 0,6 m3/h. Przeprowadzono analizę składowych niepewności pomiarów typu B tą metodą i oszacowano jej niepewność standardową. Jest to przykład metody pośredniej, która polega na pomiarze innego parametru gazu, zależnego od zmian jego składu, gdy parametr właściwy jest trudny do określenia, lub nie można go zbadać bezpośrednio. Taka metoda może znaleźć wiele innych zastosowań.
EN
The thermo-anemometric method of direct measurement of the energy value of the flowing natural gas is presented. It is based on two transducers: thermo-anemometric (hot-wire) and differential pressure. The design and operation of the laboratory stand for testing this method has been described. Based on the experimental results, the calibration characteristics of the thermoanemometric transducer and the dependence of its output on the calorific value of the natural gas for the range of (7759–8538) kcal/m3 and flows to 0.6 m3/h were determined. An analysis of uncertainty components of B-type measurements was carried out using this method and its standard uncertainty was assessed. This is an example of an indirect method for examining changes of the tested parameter dependent on the composition of the gas if its direct measurements are difficult or impossible to perform. Instead, another parameter is measured, which depends in a known manner on the composition of the gas as a mixture. Such method can find many other different applications.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonano analizy statystycznej wyników badań dokładności membranowych liczników gazu, czyli gazomierzy miechowych, wykonanych po ustalonym na Ukrainie okresie -sześciu latach ich pracy w warunkach eksploatacji. Parametry techniczne, wymagania dokładności i warunki wzorcowania gazomierzy są w przepisach ukraińskich ujęte podobnie jak w normach polskich i europejskich. Do poprawy wiarygodności dostaw gazu ziemnego niezbędne jest okresowe sprawdzanie błędów pomiarowych gazomierzy. Badania te przeprowadzono dla trzech reprezentatywnych partii gazomierzy miechowych rozmiaru G4 wyprodukowanych we Francji, Polsce i Ukrainie. Na stanowisku wzorcowym zmierzono ich błędy pomiarowe dla trzech wartości przepływu powietrza: Qmin, 0,2Qmax, Qmax. Liczniki podzielono wg błędów na pięć stosowanych w ukraińskiej praktyce zakresów i oszacowano ich podstawowe parametry statystyczne. Wyznaczono też histogramy liczb gazomierzy dla pomiarów przepływu Qmin według wartości ich błędów w dwunastu jednakowych zakresach. Przeprowadzona analiza uzasadnia wprowadzenie nowej procedury metrologicznej, tj. odpowiednio częstego okresowego sprawdzania błędów gazomierzy w laboratorium wzorcowym lub w miejscu instalacji, w tym bez demontażu.
EN
Description of the statistical analysis of the accuracy of calibration of diaphragm gas meters according to international, Ukrainian and Polish standards is given. These meters have been tested after six years of their operation in users’ circumstances. Values of their measurement errors are classified in five ranges. The periodic calibration of these meters is proposed to improve the accuracy of the calculation and credibility of the natural gas supply. Statistical parameters of measurement errors of three group of diaphragm gas meters G4 manufactured in France, Poland and Ukraine were experimentally identified for measurements of three values of the air flows Qmin, 0,2Qmax, Qmax in the laboratory standard stand. Also, histograms of gas meters for Qmin flow measurements were determined according values of their errors in twelve identical ranges. Their quantitative characteristics were determined for five ranges of measurement errors used in the Ukrainian service practice for qualification gas meters. Research results justify the purpose of developing a new methodological approach involving the implementation of periodic calibration of the gas meter for low flow of natural gas, made in standard laboratory or situ, also without dismantling.
The article analyzes the recent researches in the field of flow meter survey concerning measurement of flow or volume of natural gas with simultaneous consideration of the quality parameters of operation conditions. There is improved an optical method for measuring the main components of natural gas, and offered its technical implementation in order to provide calculation of the natural gas considering its energy content. A mathematical model of the partial flow meter based on the Pitot tube, witch takes into consideration the quality parameters of the operation environment, has been developed. The effect of the component composition of natural gas on the partial flow meter operation has been studied in the article.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.