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[PDF] GB/T 18604-2014 - 自动发货. 英文版

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GB/T 18604-2014 英文版 285 GB/T 18604-2014 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 用气体超声流量计测量天然气流量 作废

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基本信息
标准编号 GB/T 18604-2014 (GB/T18604-2014)
中文名称 用气体超声流量计测量天然气流量
英文名称 Measurement of natural gas flow by gas ultrasonic flow meters
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 E98
国际标准分类 75.180.30
字数估计 44,438
发布日期 2014/2/19
实施日期 2014/6/1
旧标准 (被替代) GB/T 18604-2001
引用标准 GB 3836.1; GB 3836.2; GB 3836.4; GB/T 4208; GB/T 11062-1998; GB/T 13610; GB/T 17747.1; GB/T 17747.2; GB/T 17747.3; GB/T 21446-2008; SY/T 0599-2006; JJG 1030-2007; ISO 5167-1-2003; AGA REPORT NO.10
起草单位 国家石油天然气大流量计量站成都分站
归口单位 全国石油天然气标准化技术委员会
标准依据 国家标准公告2014年第2号
提出机构 全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC 355)
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
范围 本标准规定了气体超声流量计的测量性能要求、流量计本体要求、安装和维护、现场验证测试要求, 以及流量计算方法及测量不确定度估算。本标准适用于插人式传播时间差法气体超声流量计(以下简称流量计), 一般用于集输装置、输气管线、储存设施、配气系统和用户计量系统中的天然气流量测量。外夹式气体超声流量计的使用可参考本标准。

GB/T 18604-2014: 用气体超声流量计测量天然气流量
GB/T 18604-2014 英文名称: Measurement of natural gas flow by gas ultrasonic flow meters
ICS 75.180.30
E98
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 18604-2001
用气体超声流量计测量天然气流量
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
1 范围
本标准规定了气体超声流量计的测量性能要求、流量计本体要求、安装和维护、现场验证测试要求,
以及流量计算方法及测量不确定度估算。
本标准适用于插入式传播时间差法气体超声流量计(以下简称流量计),一般用于集输装置、输气管
线、储存设施、配气系统和用户计量系统中的天然气流量测量。外夹式气体超声流量计的使用可参考本
标准。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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。
4.1 基本原理
传播时间差法气体超声流量计是通过测量高频声脉冲传播时间得出气体流量的速度式流量计。传
播时间是通过在管道外或管道内成对的换能器之间传送和接收到的声脉冲进行测量的。声脉冲沿斜线
方向传播(见图1),顺流传送的声脉冲被气流加速,而逆流传送的声脉冲则会被减速。其传播时间差与
气体的轴向平均流速有关,从而使用数值计算技术计算出在工作条件下通过气体超声流量计的气体轴
向平均流速和流量。只有一个声道的流量计称为单声道气体超声流量计,有两个或两个以上声道的流
量计称为多声道气体超声流量计。超声换能器与气体直接接触时,称为插入式。超声换能器不与气体
直接接触时,称为外夹式。
5.3 温度
制造厂应根据用户的实际工况要求提供满足温度范围要求的流量计。流量计的工作介质温度为
-20℃~60℃,工作环境温度范围为-40℃~60℃。
5.4 流量范围及流动方向
流量计的流量测量范围由气体的实际流速确定,被测天然气的典型流速范围一般为0.3m/s~30m/s。
用户应核实被测气体流速在制造厂规定的流量范围内,其相应的测量准确度应符合第6章的规定。
流量计具有双向测量的能力,且双向测量的准确度相同。用户应当指出是否需要双向测量,以便制
造厂适当组态信号处理单元参数。
5.5 速度分布
理想条件下,进入流量计的天然气流态应是对称的充分发展的紊流速度分布。上游管路配置(即各
种上游管道配件、调压阀以及直管段的长度等)会影响进入流量计的气体速度剖面,从而影响测量准确
度,影响的大小和正负在一定程度上与流量计的补偿能力相关。
6 测量性能要求
本章规定了流量计应满足的一组最低测量性能要求。在进行实流校准系数调整之前,流量计就应
满足这些性能要求,以保证不因进行校准系数调整而掩盖了流量计自身的问题和缺陷。
用户应根据第7章和附录B的规定,要求对流量计进行检验和实流校准,并应遵守第8章的安装要
求,以保证在满足最低性能要求基础上提高流量计的测量准确度。
对每一结构尺寸的流量计,制造厂应规定流量界限值,即最小流量qmin、分界流量qt和最大流量
qmax。不论是否经过实流校准,在制造厂规定的流量范围内,流量计都应满足本章的测量性能要求。
6.2 单声道气体超声流量计测量性能要求
单声道气体超声流量计的测量性能可比多声道气体超声流量计的测量性能要求低,具体指标由制
造厂提供。
6.3 工作条件对测量性能的影响
在第5章规定的工作条件下,流量计不需任何人工调整就应当满足6.1和6.2规定的测量性能要
求。如果需要人工输入物性参数来确定天然气流动条件下的物性参数(密度和黏度等),制造厂应给出
流量计受这些参数影响的敏感程度,以便当工作条件改变时,用户可确定这些改变所带来的影响是否可
以接受。
7.1.2 基本规定
流量计表体和其他所有部件,包括承压构件和外部电子组件,应当用适合于流量计工作条件的材料
进行设计和制造,并满足所在计量系统工艺要求。若用户有特殊要求,则应符合适用于用户所指定的每
一特定安装条件的相应规范或规定。
在流量计出厂前,制造厂应对其进行出厂测试,并向用户提供出厂测试报告。出厂测试要求见附录
C。并应具备相应的文件,参见附录D。
天然气中可能含有杂质(如:凝析液或粉尘),所设计的超声换能器端口应尽量减少液体或固体在其
上停留的可能性,根据用户要求可设置带压拆装超声换能器的阀。
7.2.6 取压孔
流量计表体上应至少有一个取压孔用以测量静压。每个取压孔的公称直径应在4mm~10mm之
间,若流量计表体的壁厚小于20mm,取压孔公称直径为4mm,并且从流量计表体内壁起,至少在
2.5倍取压孔直径的长度内为圆柱形,且取压孔轴线应垂直于测量管轴线。流量计表体内壁取压孔边
缘应为直角,且无毛刺和卷边。
每个取压孔应具有装隔离阀的内螺纹,并且具有能将隔离阀直接装在取压孔上的回转空间。内螺
纹的规格宜为1/4″NPTF或1/2″NPTF。取压孔应设在流量计表体的顶部、左侧或右侧。必要时可增
设取压孔,以便为用户提供安装压力变送器的灵活性,并利于维护和将压力变送器导压管内的凝液排回
流量计表体内。
7.3.1 技术要求
制造厂应给出超声换能器的一般技术指标,如:关键的尺寸、最大允许工作压力、工作压力范围、工
作温度范围及气体组分限制等。
制造厂应根据超声换能器型号、超声流量计尺寸和期望的工作条件指定最小工作压力。该最小工
作压力应标记在流量计上,以便提醒现场工作人员,当管道压力低于该压力时流量计可能不记录流量。
7.3.2 压力变化率
流量计突然降压时,超声换能器内部存留的气体膨胀可导致其损坏,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。流量计的压降速率不宜超过0.5MPa/min。
7.3.3 更换、拆卸和重新安装
更换、拆卸或重新安装超声换能器时,应不会明显改变流量计的性能。也就是在更换超声换能器和
对信号处理单元软件常数作相应调整后,流量计的测量性能仍然满足第6章的要求。制造厂应指明更
换超声换能器的工作程序及需要进行的机械、电气和其他方面的测试及调整。
7.3.4 测试
制造厂应对每一只或每一对超声换能器进行测试,其测试结果应作为超声流量计质量保证体系的
一部分以文档的形式记录并保存。每一只超声换能器应标有永久系列号并由制造厂提供7.3.1要求的
技术参数。如果信号处理单元要求专门的超声换能器特性参数,则应提供每一只或每一对超声换能器
的测试文件,其中包括专门的校准测试数据、使用的校准方法及特性参数。
7.4 电子部件
7.4.1 一般要求
流量计的电子部件,即电源、微处理器、信号处理组件和超声换能器激振电路等,可组装在一个或多
个箱体内并安装在流量计上或流量计旁,统称为信号处理单元(SPU)。制造厂应给出SPU的唯一性的
标识。电子部件的测试应符合JJG1030-2007附录A“型式评价”中的相关要求。
电源部分和工作接口等远程单元可选择安装在非危险区域,并用屏蔽电缆将其与信号处理单元
连接。
当超过流量计的最大流量时,制造厂应向用户提供可以选择的流量输出,这些流量输出可以是零、
最大流量或用户确定的流量。
对双向流应用场合,应提供两个独立的流量输出和一个流向状态输出及串行通信数据值,由相应的
流量计算机和流向状态输出信号分别进行流量的累积计算。
所有输出信号应与地隔离并具备必要的过电压保护。
7.4.3 电气安全要求
流量计的所有电子部件,应当由具备资质的实验室进行分析、测试和取证,然后在每台流量计上贴
上标签。流量计的电气设备和仪表的防爆等级应符合GB 3836·1的规定,隔爆型电器设备和仪表应符
合GB 3836.2的规定,本质安全型电路和电器设备应符合GB 3836.4的规定,其他防爆型式的电器设备
也应符合相应专用标准的规定。用户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。
电缆护套、橡胶、塑料和其他裸露部分应当耐紫外光、油脂和阻燃。
7.4.4 部件更换
更换或重新安装超声换能器、线缆、电子部件和软件后,制造厂应向用户提供一套可靠的工作程序
和足够的数据,以保证任一部件进行更换或重新安装后,流量计的测量性能仍然满足第6章的要求,且
更换后的功能不低于更换前的标准功能。
对这些部件进行更换而不对流量计重新校准时,可能会导致附加测量不确定度。在更换部件前,应
保存一套参考数据(见7.5.5),当更换部件后,用户应将各声道间的速度比、声速比等与参考数据进行比
较,确保流量计的测量性能仍然满足第6章的要求。
7.5 流量计算机
7.5.1 硬件
用于流量计控制和工作的计算机代码应当存储在非易失性存储器中,所有流量计算常数和人工输
入的参数也应当存储在非易失性存储器中。
制造厂应当保存所有对硬件修改的记录,包括修改系列号、修改日期、适用的流量计型号、电路板修
改和对硬件改变的描述。
检查者通过目测检查硬件模块、显示器或数据通信口,就应能得到硬件修改号、修改日期、系列号和
检查次数。
制造厂可随时提供改进的硬件,以改变流量计的性能或增加更多的功能。制造厂应当通知用户硬
件的修改是否影响经实流校准的流量计的准确度。
7.5.2 组态和维护软件
流量计应当具有对信号处理单元进行就地和遥控组态及监控流量计运行的能力。该软件至少应当
显示和记录下列数据:瞬时流量、轴向平均流速、平均声速、沿每一声道的声速和气体流速、每一超声换
能器所接受的声波信号的质量。制造厂可用流量计的部分嵌入软件来提供这些软件功能。
7.5.3 检查和检验功能
为了进行查验,当流量计工作时应当能在流量计算机上检查和确认所有流量计算常数和参数。
检查或检验人员可察看和打印信号处理单元的流量测量组态参数。
应当采取措施,确保影响流量计性能的参数不能意外或未察觉地被改变。其措施包括铅封的开关
或跳线、固化的可编程只读存储器芯片或在信号处理单元中设置密码。检验人员应当能够验证任一特
定流量计所采用的全部算法、常数和组态参数,确保流量计达到或优于原来流量计实流测试时的性能,
或者达到或优于该特定流量计经最近一次实流校准且改变其校准系数时的性能。
用户应建立流量计的基础资料,保存流量计在出厂测试、实流校准和初始安装等过程中的声道传播
时间、声道自动增益控制、沿每一声道的声速、平均声速、轴向平均流速以及未经修正的体积量等数据之
间的关系,以确定不同条件下的流量计是否工作正常,并决定在更换电子组件或硬件后是否需要对流量
计进行校准。
8.2.2 管道安装
为保证在流量计的全量程范围内,流量计的现场测量性能满足第6章的要求,且安装条件引起的附
加测量误差不超过±0.3%,制造厂应按照用户提供的流量计预期安装条件,推荐流量计上、下游直管段
长度,以及是否带流动调整器。用户可要求制造厂提供遵照附录F的规定进行测试的相关测试报告。
如果制造厂未提供流量计上、下游直管段长度要求和流动调整器的安装要求时,或者用户无法提供
预期的安装条件时,不带流动调整器的情况下,流量计上游至少需要50D 的直管段;带有流动调整器的
情况下,流量计上游至少需要30D 的直管段,且流动调整器宜安装在流量计上游10D 处。流量计下游
直管段长度至少应为5D。
8.2.3 突入物和对中
流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、下游直管段应具有相同的内径,其偏差应在管径的1%以
内,且不超过3mm。流量计及其紧邻的直管段在组装时应严格对中,并保证其内部流通通道的光滑、
平直,不应在连接部分出现台阶及突入的垫片等扰动气流的障碍。
8.2.4 内表面
与流量计匹配的直管段,其内壁应无锈蚀及其他机械损伤。在组装之前,应除去流量计及其连接管
内的防锈油或沙石灰尘等附属物。使用中也应随时保持介质流通通道的干净、光滑。
8.2.5 测温孔和取样孔
如果流量计只是进行单向流测量,那么应将测温孔和取样孔设在流量计下游距法兰端面2D~5D
之间;如果流量计是用于双向流测量,那么测温孔和取样孔应设在距流量计法兰端面3D~5D 之间。
多个测温孔不应呈直线排列,制造厂或供货商应向用户提供与流量计声道布置有关的最佳测温孔位置。
制造厂应推荐测温孔相对于声道的安装方位。一般来说,测温孔轴线与管道轴线垂直。测温孔的
安装应保证管道的热传递、测温套的附属组件和太阳的热辐射不影响气体温度的测量。温度计和取样
器插入深度宜为1/3D,对于大口径流量计(DN300及以上),插入深度应不超过125mm。应注意避免
高速气流引起测温套的共振。
当环境温度和气体温度差异很大时,宜在流量计上游管道至下游管道上最远的测温孔下游1D 处
加装隔热层,并在流量计上安装遮阳棚。
8.2.6 流动调整器
是否安装流动调整器以及安装哪种形式的流动调整器将主要取决于两个方面的因素:即所选择的
流量计种类(单声道或多声道)及流量计上游速度剖面受干扰的严重程度。超声流量计宜安装整流板,
整流板应符合ISO 5167-1:2003附录C“流动调整器”的相关要求,其性能测试要求参见附录F。
本标准采用的标准参比条件为:对于体积计......
   
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