‘Total
energy metering’ metering aardgas, aardgas MID ((w)aardig? ) g .
Botlek studie groep, 7 april 2011 Mijndert P. van der Beek Senior Scientist Fluid Flow VSL department VSL-Flow
[email protected]
Inhoud • • • •
Custody Transfer / Wettelijke metrologie Total energy metering, hoe werkt dat? Hoe kalibreer je enorme gasmeters? Hoe werkt de primaire standaard voor aardgas volume? • Conclusie
Pag.
Voor 2006: Traditioneel wettelijk regime voor custody transfer
Test Complexiteit
Grote aantallen
2-5-2011
Type Keur Individuele Keuring g Onderhoud, reparatie, herkalibratie/-keuring
Fabrikage+ controle
Markt / in gebruik
Inspectie op in gebruik zijnde gasmeters/ aanhoudings bevoegdheid
Pag. 3
Veranderingen na 2006: -> > Measurement Instrument Directive Scope MID (=Top van de piramide) •Markt vrijgave •Eerste keuring Basis van an de piramide: piramide nog g steeds nationale wetgeving g g
2-5-2011 Pag. 4
Inspection and inspection Test Complexiteit
No. of No tests
MID
Maintenance, repair, rere calibration / verification
Markt vrijgave
Markt / in gebruik
Market Surveillance / Enforcement 2-5-2011 Pag. 5
MID Key Features: De MID is technologie onafhankelijk -> Details in Geharmoniseerde Normen (OIML) ->
Nationale implementatie: op basis van de Metrologie Wet 2-5-2011 Pag. 6
Gasmeters (1) Normative Document
Harmonised Standard EU
Diaphragm Meters
R137
EN 1359
Turbine Meters
R137
Rotary Meters
R137
US Gas Meters
R137
Software General Provisions
R6
EVCD's
-
P and T PTtransmitters
-
Gas Chromatographs 2-5-2011 Pag. 7
R140
Free ☺ downloads: ww ww.oiml.o org
Device
EN 12261 EN 12480 EN 14236 (domestic) Welmec 7.2 EN 12405-1 EN 12405 12405-1 1 ISO 10723
Gasmeters (2) MID: huishoud- en kleine industriële meters Nationaal: regelgeving industriële gasmeters Hierdoor binnen EU veel verschillen: Definitie ‘klein-industrieel’? (NL:170000m /j) 3
Industrieel opties: •Geen Geen regelgeving •MID •Puur nationale wetgeving 2-5-2011 Pag. 8
Eisen afwijking Gasmeters voor Custody Transfer
2-5-2011 Pag. 9
Hoe g gaan Gas ((transport)) bedrijven j met die eisen om?
General policy: • A Aantoonbare t b h l idb h id naar herleidbaarheid Internationale referentie standaarden • Jagen J naar meetfout tf t (bias)=0.0% (bi ) 0 0% • Jagen naar de laagst mogelijke meetonzekerheid
• DUS VEEL STRENGERE EISEN DAN MID!! Integrated Metering Solutions
Pag.
risico
premie
Sterker nog.………. nog Totale meetsysteem rond energie hoeveelheidsmeting wordt zodanig afgesteld dat: fout in aanwijzing ∑ MJ = zo goed als nul
Integrated Metering Solutions
Pag.
Hoe werkt het ‘Total Energy Metering Concept’?
Integrated Metering Solutions
Pag.
Total Energy Metering
Pag.
Total Energy Measurement met sterke redundantie
Pag.
Populaire configuratie: Componenten: − Turbine meter . − Gas chromatograph − Supervisory computer . − Flow computer − P&T transmitters − US Flowmeter .
Pag.
ofwel: Hoe kalibreer je enorme flowmeters?
Pag.
Pag.
EuroLoop GasCal, GasCal specs Flow rate U Uncertainty t i t Meter sizes Pressure temperature Meter runs Master meters
5 – 30.000 m3/h (1.8 106 Nm3/h) < 0.20% 0 20% (t (targett 0.10%) 0 10%) 50 – 750 mm (diameter) 1- 65 Bara 5 … 40 ºC 5 16
‘NG and d other th gases’’ YEAR YEARROUND!
Pag.
EuroLoop HyCalTM, specs Flow rate Meter sizes Design uncertainty # Vi Viscosities iti # Metering runs
Pag.
10 – 5.000 m3/h ( 10.000) 100 – 600 mm ( 1000) < 0.05% (target 0.02%) 1 10 1, 10, 100 cSt St (1200 cSt) St) 6 (2 per circuit)
Schematic Diagram GasCal
Pag.
Kalibratie een vergelijkings proces Kalibratie....een Reference Meter
pout Tin Zin Volout tin * * * * * (1+ eref ) −1 pin Tout Zout Volin tout
p = pressure [Pa] Z = compr. factor [1] Vol = Indicated volume [m3] t = time ti [[s]] T = absolute temp.[K]
Stelling: kg "in" = kg “UIT“)
% afwijking ten opzichte van de ‘werkelijkheid’
Deviation of meter11 0.3
NMi Bg 50b 02/07
0.2
NMi Bg 20b 02/07 NMi Bg 8b 02/07
0.1
PTB Do 50b 03/07
0.0
PTB Do 20b 03/07 8b: N/A
-0.1
deviation %
emut =
Meter-underTest
50b: N/A
-0.2
LNE Alf 20b 02/06
-0.3
LNE Alf 8b 02/06 HRV 50b
-0 0.4 4
HRV 20b
-0.5
HRV 8b
-0.6 -0.7 -0.8 -0.9 1.E+04
Pag.
1.E+05
1.E+06
Reynolds pipe [1]
1.E+07
Hoe breng H b j ‘herleidbare’ je ‘h l idb ’ referentie f ti waarden naar gas meet-installaties of kalibratie faciliteiten zoals EuroLoop?
Pag.
H l idb Herleidbaarheid h id volgens l d metroloog de t l Het gedocumenteerde kalibratie-spoor naar SISI eenheden h d
Kalibratie: Het aantonen van herleidbaarheid bij de aanwijzing van een meetinstrument naar een primaire meetstandaard EN de verantwoording van de onzekerheid van dat proces Pag.
Principe van VSL’s primaire standaard voor h hoge d k aardgas: druk d G Oil Piston Gas Pi t Prover P
Pag. 24
Hoe realiseer je de standaard m3 gas? (1)
Determination D t i ti off cylinder li d Diameter Actual . Flow =
Pag. 25
π ⋅D2 ⋅L 4 ⋅τ
Hoe realiseer je de standaard m3 gas? (2)
Actual . Flow =
π ⋅D2 ⋅L 4 ⋅τ
Pag. 26
Bepaling epa g van a de zuiger u ge verplaatsing ‘L’
Nadeel Gas Olie Piston Prover Beperkt flow bereik: tot 230 m3/h Hoe kom je dan tot hogere flows?? b v Euroloop GasCal flow rate: 30000 m3/h b.v.
G b ik de Gebruik d bootstrap b t t methode th d ☺
Pag.
H k Hoe kom jje ttott h hogere flows? fl ?
‘Bootstrapper’ of ‘vermenigvuldiger van referentie waarden’ • • •
Range 5-2000 m3/h 1-65 bara
2nd stage information
TRM
TRM
TRM TRM
TRM TRM
TRM
TRM
500 m3/h 3/h
TRM
100 m3/h
TRM
H-E
TRM
TRM
1st stage information Pag.
TRM=Travelling Reference Meter
Calibration mode
Pag.
Conclusie: Total energy metering’ aardgas, MID (w)aardig? Ja klopt aardig, bovendien: • Moderne industriële gasflow metering valt zeer ruim u b binnen e de e eisen se (∑ m3, 3, ∑( ∑(n)m3, ) 3, ∑ ∑kg) g) • Total Energy metering: wordt niet als zodanig behandeld in MID MID, jammer want het gaat in Custody Transfer uiteindelijk om total MJ !! • Neem elk element in de energie-meetloop energie meetloop serieus voordat je overweegt die te verwaarlozen verwaarlozen. Pag.
Vragen…!! geen vragen? ragen? gaan we e door
Pag. 31
Thank you all!
VSL Thijsseweg 11 2629 JA Delft D lft Postbus 654 2600 AR Delft T F E I
015 269 15 00 015 261 29 71
[email protected] www.vsl.nl
Mijndert P. van der Beek M db k@ l l
[email protected]
