GB T 18603-2014 天然气计量系统技术要求.pdf

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1、道BICS 75.180.30 E 98 和国国家标准主t_，、中华人民GB/T 18603-2014 代替GB/T18603-2001 天然气计量系统技术要求. Technical requirements of measuring systerns for naturaI gas . 2015皿05-01实施2014-12-05发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会J/叫-E雹、WKK4F/静。王A,PJhN aeumR 中华人民共和国国家标准天然气计量系统技术要求GB/T 18603 -2014 * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(10

2、0029)北京市西城区主里河北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X12301/16 印张2.75字数77千字2015年4月第一版2015年4月第一次印刷* 书号:155066. 1-51371定价39.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107. GB/T 18603-2014 目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E

3、 I 范围. . . 2 规范性引用文件. . 3 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 物理原理和一般要求. . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.1 标准参比条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.2 流量测量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.3 发热量测量. . . . . . . . . . . . . 4 4.4 能量测量. .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.5 连续输气保障. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.6 环境条件. . . . . . . . . 4 4.7 安全4.8 质量管理体系.5 设计和建设. 5.1 设计5.2 计量站的建设. . . . . 6 发热量测量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6.1 概述. 6.2 测量系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . 10 6.3 性能要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 6.4 操作与维护. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6.5 赋值. . . . . . . . . . . . . . . . . 12 7 天然气计量系统的可靠性与校准. . . . . . . . . . . . . . . . 13 7.1 准确度要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 7.2 安装要求. . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . 14 8 投产试运. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 8.1 概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 8.2 测试设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 8.3 试运行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 8.4 测试和校准程序. . . . . . . . . . . . . . . . 17 9 验收. . . .

7、. . . . . . . . . . . 20 9.1 极述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 9.2 投产后检查. . . . . . . . . . . . . . 20 10 运行和维护. . . . . . . . . . . . . . . . 20 10.1 概述. . . . . . . . . . . . . . . . 20 10.2 流量计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 GB/T 18603-2014 10.3 转换装置. . . .

8、 . . . 22 10.4 维护后的检查. . . . . 22 10.5 一致性. . . . 23 10.6 资料档案. . . . 23 附录A(资料性附录)天然气体现、质量及能量的计算公式. . . 24 A.1 总则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 A.2 体职计算. . . . 24 A.3 质量计算. . . 25 A.4 能量计算 . . . . 25 附录B(规范性附录)仪器仪表配备指南mB. 1 计量系统. m B.2 配套仪表. . . . 26 附录C(资料性附录流量计选型指南. . . 27 C.1 流量计选型

9、指南. . . . 27 附录O(资料性附录)计量系统性能特征m0.1 总贝u. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 0.2 测量仪表准确度的技术要求. . . . . 29 0.3 准确度要求z最大允许误差(MPE). . . . . . . 30 0 .4 不确定度评估示例. 附录E(资料性附录配套仪表测试程序. . . . 35 E.1 差压传感器. . . . . 35 E.2 压力传感器. . . . 36 E.3 温度传感器. . . . . 36 附录F(资料性附录档案和记录

10、. . . . 37 F.1 档案. . . . . 37 F.2 记录. . . . . . 37 F.3 档案确认. . . . . 37 参考文献. . . . . . 38 图0.1最大允许误差随时间变化而变化的情况一一无重新校准. . 33 罔0.2最大允许误差随时间变化而变化的情况一一压力传感器，每2年重新技准一次. . 33 图0.3最大允许误差随时间变化一一压力传感器(2年重新校准，流量计(6年)重新校准34表A.1符号和代号. . . . 24 表B.1不同等级的计量系统. . . . 26 表B.2计量系统配套仪表准确度. . . . . 26 表C.1流量计选型指南表.

11、. . . 27 表0.1符号和代号. . . 29 表0.2不确定度参数举例. . . 31 表0.3用表0.2的值随时间变化而变化的不确定度. . . . 32 E GB/T 18603一2014前一一同本标准按照GBjT1.12009给出的规则起草。本标准代替GBjT18603一2001100 000 、/J 、/、/、/、JJ 、JAO%) C级1.0 c 1.0% 1.0% 0.5% 1.0% 2.0% 1.5% 3.0% C.1 就量计选型指南附录C(资料性附录)流量计选型指南GB/T 18603-2014 表C.l提供了常用流量计性能特征极要，它并不是一个用来选择某一用途流量计的

12、严格执行的程序，而只是作为设计人员在设计气体计量站时应当注意的参考。在流量计选型时，应根据各种流量计的优、缺点以及流量计流量范围、操作压力、流动状态、介质洁净程度、物性参数、环撞条件、检定条件和工程投资等因素综合考虑选用合适的流量计。所选用的流量计在正常的流量、压力、温度操作条件下，应性能稳定、计量准确，表C.l流量计选型指南表应用因素旋转式容涡轮流量计涡街流量计超声流量计科里奥利旋进旋涡孔板流量计积流量计质量流量计流量计操作条件下的最小流量随最小流量随在规定密度决定测量气体密度影响不大密度增加而密度增加而范围内不受影响不大影响不大结果变得更低变得更低影响一般不受影响，如果传感器孔被污垢可能有

13、沉寂阻塞，流量计可能会有磨物叶片可能|可能有沉积功能会受到蚀，会影响仪有沉秧，可能可能有侵蚀气中夹带固体可能堵塞叶轮.:受、损可能影，物，非流线体影响，建议增表的长期使彭响测量值和沉积物诣需要过滤器响旋转，需要可能受侵蚀，加过滤器;气用，建议加装需装过滤器加过滤器过滤器语要过滤器体中有粉尘，过滤器对超声流量计换能器存在冲蚀影响可能变坏的由流量计鹰|蚀引起的磨可能有腐蚀、结可能有腐蚀、测量导管内信噪比会影损会造成流结垢，润滑油可能有液体响功能，如果气中夹带液体垢，结构材料会被稀释，转子沉积物，这会传感器孔受影响不大影响不大端丽和孔板受影响出现不平衡影响计量值阻，流量计功取压孔内有能会受影响沉积物

14、会影响准确度突然变化会造成损坏.因为转子不会造成损压力和流量的惯性，流量的压力突变可坏，但可能造影响不大影响较大增大测量压力突变会变化突变会致使上游能造成损坏成计量误差误差造成损坏或下游管道内压力时高时低27 GB/T 18603-2014 表C.1(续应用因素旋转式容涡轮流量计涡街流量计超声流量计科里奥利旋进旋涡孔板流量计积流量计质量流量计流量计流量快速的周期变化会使测量结果准确度受影只要脉动的准确度受影准确度取决过高，影响取响.影响的周期大于流响，其大小取于仪表响应脉动流不受影响决于流量变程度取决于量计的采样不受影响决于脉动频速度.准确化的频率和流量变化的周期，就不会率和幅度度要受影响幅度

15、，气体的频率和幅度受影响密度和叶轮的惯性允许误差范围30 : 1密度越30: 1密度越12 : 1气体密10 : 1如果内典型的量30 1 寓，流量比就高，流量比30 , 1 30: 1 度大测量范采用双量程程比越大越大国大差压计可短时间短时间超量可过载至孔过载流动可短时间过载可过载l可过载可过载板上的允许过载程可以压差加大流量计增大最大流增大最大流量需的口径或增量需要加大增大公称设计要加大流量计、同前同前同前同前加计量回路I孔板流量计能力或增加气路或提或提高计量内径或增加高压力压力气路或提高压力供气安全性流量计故障可能流量计故障同前同前同前同前中断供气不造成影响依据SY/T6660 , 上下

16、游需直管依据流量计及其管对上下游管道无依据段长度，长度依据SY/T 6658，对依据特殊要求，遵照制GB/T 21391 , GB/T 18604 , 上下游不需直上下游管道无GB/T 21446 , 道所需配管设造厂的说明，为保上下游需直管根据适用标准上下游需直管管段特殊要求，遵上下部需直管置要求证连续供气需加段长度的安装说明段长度照制造厂的段长度旁通丽定说明典型直管长度g(依据配置)(依据配置)(依据配置)(依据配置依据配置上游4D 10D 20D 10D 4D 30D 下游2D 5D 5D 5D 2D 7D 注，:流量计最初用的型号过大会影响小流量的测量准确度.注2:D为流量计内径.28

17、 GB/T 18603-2014 D. 1 总则附暴D(资料性附录)计量系统性能特征本附录阐述了计量系统的性能特征与计量设备之间关系的方法。所用的概念符合JJF1059测量不确定度评定与表示。本附录依照最大允许误差处理测量不确定度与准确度要求之间的关系。本附录使用的符号列于表D.1。表D.1符号和代号代号名称量纲单位符号P 系统误差1 D 漂移1 MPE 最大允许误差1 压力ML-1T-2 Pa T 时间T s T 温度。K U 合成不确定度1 UA A类不确定度(随机l UB B类不确定度(系统)1 Uo 漂移引起的不确定度l V 体积L3 m3 Z 压缩因子l 注s在量纲栏中，长度、质量、

18、时间、热力学温度量绢，分别用L、M、T，6表示.D.2 测量仪表准确度的技术要求D.2.1 新仪表对于计量仪表的准确度，一个可量化的表述可由系统误差卢和不确定度U给出。系统误差F定义为:同一被测量无数个重复测量结果的平均值减去该被测量的真值。因为被测量的真值是未知的，卢可通过校准来近似取值，校准过程就是将测量结果与代表常规真值的某一标准值进行比较。校准的目的也是通过调整仪表或确定一个修正值或修正系数以消除系统误差的影响。由于卢会在仪表的整个计量范围内变化且在整个范围内卢不可能设定为零，所以系统误差的影响就不可能完全消除。不确定度U是一个参数，它与测量结果有关，它表征了可能受被测量适当影响的测量

19、结果值的离散程度，它可分为两类z29 GB/T 18603-2014 D.2. 1. 1 A类不确定度可以通过对一系列观测值进行统计分析予以确定，各个测量结果的离散性是由测量过程中出现的随机变化造成的。通常UA表示标准偏差或标准偏差的倍数，通常为系数2)或者一个有规定置信水平区间宽度的一半(通常为95%)。注:A类不确定度用来表示随机不确定度D.2.1.2 B类不确定度是不能根据统计分析进行评定的不确定度。测量结果与真值有固定的但未知的偏差，重复测量值不能确定B类不确定度。如由仪表校准的不确定度产生的，或由安装效应产生的B类不确定度客观存在，但不能量化。UB可以解释为对卢的理解，B类不确定度只

20、能通过估计获得。一个好的方法是完全独立的重复测量即z用不同的仪表、独立的可溯源性，由不同的操作人员进行等)。UA和UB可以由式CD.D合成为一个不确定度值2U=扫古U. . . . . . . . . . ( D.l ) 卢和U表征的是计量仪表在其新的条件下的性能。其他所有可以量化的参数(例如z滞后性、重复性、温度相关性都可包括在这两个参数中。最终唯一关注的是测量结果与真值的偏差值及其可靠性。所有影响参数均可用于降低卢或U的变化。仪表的现场安装效应造成的附加系统误差有多种原因。流量计附加系统误差可能是流量计上游的实际速度分布与校准时的实际速度分布不一致造成的。传感器和电子仪器可能是环境温度影响

21、或功率变化造成的。如安装影响是已知并稳定的、或可以通过现场检查予以确定，该安装影响经校准对卢进行修正。通常安装影响不能确定，会导致U增大。D.2.2 在用仪表仪表投入运行后，需再考虑其漂移D及漂移的不确定度UDO仪表易漂移，漂移D是计量仪表的计量特性随时间发生的缓慢变化。应对仪表的漂移D进行估计，随之产生漂移D的不确定度UD，Uo可以是A类，也可以是B类，或是A、B两类的合成。可用不同的方法来估计D值。很多仪表都将经过型式试验，这种测试结果会有指导意义。另一种信息来源是来自重复校准的数据。它们可以是对单台仪表的重复校准值、也可以是全部仪表的重复校准值。重复校准的数据的范围会造成Uo对A类的影响

22、用两倍标准偏差表示。型式试验数据或技术条件会造成Uo对B类的影响。注1:D和u。可以按照公认的仪表使用经验进行调整。注2:如未获得D的数据，将对U产生附加影响.D.2.3 总结仪表的准确度可用4个参数进行量化描述:、U、D和UoO卢和D随着时间的变化而变化并影响系统误差，U和Uo表示不确定度的变化情况。注z如标准给出了计算计量仪表或系统的不确定度导则(如GB/T21446对孔板流量计)，应遵循该标准估算u.此时不考虑可能的系统误差和性能随时间的变化.D.3 准确度要求t最大允许误差(MPE)表达准确度要求的适当方法是规定最大允许误差。最大允许误差定义为:测量仪表读数与被测量的(常规)真值之间允

23、许误差的极值。30 GB/T 18603-2014 D.2所描述的仪表，其最大允许误差用式(D.2)和式(D.3)表示zI +UIMPE . . . . . ( D.2 ) |卢+U X t + .jU2 + (U D X t)2 1 MPE . . . . . . ( D.3 ) 注，:原则上，最大允许误差的确定应考虑各方利益.理论上，最大允许误差取决于计量站仪表的性能.其性能还不可避免地受到其他因素的影响.特别是首次确定最大允许误差时，应考虑经济合理、技术可行.注2:由多个仪表组成的计量站，最大允许误差可由整个系统确定F但由于实际原因，各个仪表的最大允许误差也可单独使用.D.4 不确定度评

24、估示倒D.4.1 概述以使用涡轮流量计的计量站为例，进行压力、温度测量和压缩因子计算。注2本例仅为阎明参数的用法，并非实际数据.D.4 .2 不确定度评定涡轮流量计的不确定度按以下方法评定。D.4.2.1 经校准的涡轮流量计，其流量的系统误差是已知的，并始终存在。其实用方法是使用流量加权平均误差表示。本例假设卢=+0.03%。D.4.2.2 校准证书规定校准结果的不确定度，通常在2倍标准偏差水平为0.25%。D.4.2.3 应对安装引起的不确定度进行评定。假设非理想安装的影响估计达0.20.%。D.4.2.4 温度对流量计的影响估计为0.05%。D.4.2.5 流量计B类不确定度应为zUB =

25、;(0.252十0.202+0.052)=0.32% D.4.2.6 流量计性能的随机变化(重复性)可以估计为0.05%，则UA=0.05%。D.4.2.7 通过相同类型的其他流量计的校准结果，可对D进行估计。假设此类流量计每10年漂移一0.8%，则每年D=O.08%。D.4.2.8 从计算D的数据范围，可以计算出D不确定度为2倍标准偏差，其结果是zUD =0.06%1年同理可估算出压力和温度传感器的不确定度。本例中使用的参数值全部列于表D.2中。为了充实本例的内容，对压力传感器给予了一个+0.15%1年的大漂移。表D.2不确定度参盖宽举例参数F UB UA D Uo V +0.03 0.32

26、 0.05 一0.080.16 P +0.10 0.30 0.10 +0.15 0.16 T +0.02 0.10 0.00 0.00 0.05 Z 0.00 0.20 0.10 结果十0.110.51 十0.070.18 注s温度的影响是相反的，因此应当减去.31 GB/T 18603-2014 D.4.2.9 压缩因子Z没有系统误差，但肯定有B类不确定度。如果流量计算机的程序中设置的是一个固定气体组成值而实际组成又在变化，则Z可以有一个A类不确定度。D.4.2.10 计量系统不确定度随时间的变化表D.3列出了整个计量系统是怎样随着时间的变化而变化的。表D.3用表D.2的值随时间变化而变化的

27、不确定度时间P+DXt 新的+0.11 使用1年+0.18 使用2年+0.25 使用5年+0.46 使用10年+0.81 D.4.3 与最大允许误差的关系假设对计量系统己规定最大允许误差为被测量的1%。性能变化列于罔D.1。u= J tJ2 +(UoXt)Z 0.51 0.54 0.62 1.03 1.87 在t=O时，新系统投入运行，此时卢=0.11%，不确定度为0.51%。显然，计量站在最大允许误差范围内运行。随着时间的推移，性能按表D.3发生变化。如果计量站自动运行，在实时的每一时刻，计量站所处的性能状态均可从罔D.1或表D.3中找到答案。很清楚，在大约t=34个月时，不确定度与最大允许

28、误差相交。因此从那以后，就不能再保证计量站的性能仍处于准确度要求的最大允许误差范围内，不确定度与最大允许误差相交，就表明那是计量站必须采取措施的最晚时间。利用表D.2，它可以制定重新校准方案以查看与极限交叉那一刻的影响。在本例中，为压力传感器假设了一个相当大的漂移。通过重新校准，例如z每2年校准一次，有效漂移就会变小。变化情况如图D.2所示。当两线相交时，最大允许误差已变成了t=6年，主要是由流量计的假定负漂移引起。如果流量计每隔6年再校准一次，其结果列于图D.3.计量站总的性能在波动，但仍处于合同认可的最大允许误差范围内。32 GB/T 18603-2014 2 1. 5 1 0.5 。一1

29、-1.5 -0.5 8涮唰捂住Mmuh瑞-2 120 100 80 60 40 20 。时间/月最末允许误差随时间变化而变化的情况一一无重新技准圈D.l1. 5 。-1 一1.52 。.5-0.5 40涮豁达Mhk革-2 120 100 80 60 40 20 。时间/月最大允许误差随时间变化而变化的情况一一压力传感器，每2年重新技准一次圄D.233 GB/T 18603-2014 2 1. 5 。-().5 0.5 事割耐细品加Mhu吼叫哺MPE -1 -1. 5 -2 120 100 80 60 钊20 。时向/月最大允许误差随时间变化一一压力传感器(2年)重新技准，流量计(6年)重新技准

30、圈D.334 GB/T 18603-2014 E.1 整压传感器E.1.1 总则附录E(资料性附录配套仪表副试程序差压传感器应按以下方法之一进行测试za) 高静压测试;b) 轨迹测试zc) 常压校准。采用哪种方法应取决于测量的静压，计量站的位置和适用的测试设备的可用性。E.1.2 高静压测试每一台差压传感器都应使用一合格高静压气体差压活塞式压力标准或具有合格不确定度(至少是被检传感器不确定度的1/3)的另一标准仪表进行现场测试。应将它增压至与正常工作条件计量管线相同的压力。考虑到当地重力和工作温度(如果它与高静压气体差压活塞式压力标准的校准温度相差很大)的影响，应对高静压气体差压活塞式压力标准

31、的标准压力模块进行修正。传感器和压力标准之间如果在标准上存在着差别，还应使用一个浮力校正系数a应在整个工作范围的3个或多个公称压力点上对差压传感器的输出进行监测并和上、下行程的升降压力一道记录下来。差压传感器的范围应大于上、下行程升降测试中其工作范围的llO%。可能需要进行零点修正和量程调整，以使传感器的误差在允许的范围内。E. 1.3 轨迹测试要进行轨迹测试，首先应在与上述相同的基础下在一授权校准实验室内对差压传感器进行高静压测试和调整，然后再在常压下进行校准并提供一份测试记录(轨迹)。在计量站上应该用一合格活塞式压力标准对每一差压传感器进行现场测试，测试时将其高压孔与压力标准相连，低压孔放

32、空。在上述测试结束之后，应在工作静压下进行一次零点值检查。应将上述测试所记录的测量结果与上述实验室所产生的轨迹上的结果进行比较，如果它们超过了允许误差范围，则应将差压传感器送回实验室进行再校准和调整，E.1 .4 常压技准作为上述方法中一种替代的方法是可以只在常压下测试差压传感器。每一差压传感器均应该用一合格的活塞式压力标准进行现场测试，测试时将其高压孔与校正器相连接，低压孔放空。应当注意，差压传感器往往对从常压转换到工作压力比较敏感，可能需对这种校准方法固有的输出结果的系统漂移进行修正。如果所记录的测量结果超过了允许误差的范围，则应更换传感器，或者可对零位和刻度进行调整，以使其处于允许范围内如果计量站的操作程序允许这样做。35 GB/T 18603-2014 E.2 压力传感器每一点上的测量结果都应处于允许误差范围