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