7 typen aardgasstroommeters: hoe te kiezen voor industriële toepassingen

Voor industriële aardgasmetingen zijn zeven technologieën doorgaans de moeite waard om te evalueren: turbine, ultrasoon, Coriolis, drukverschil (DP), thermische massa, vortex en positieve verplaatsing. In deze gids wordt uitgelegd waar elk past en wat dit kan uitsluiten voordat gedetailleerde maatvoering wordt gegeven. Zie dit voor een bredere kijk die verder gaat dan de gasserviceselectiegids voor industriële debietmeters.

Vergelijking van aardgasstroommeters

1. Bepaal wat u moet meten voordat u een meter kiest

Gasmetingen worden verwarrend als het werkelijke volume, het standaardvolume en de massastroom als onderling uitwisselbaar worden beschouwd. Dat zijn ze niet.

Werkelijke volumestroomis het volume dat de meter passeert bij de werkdruk en -temperatuur van de lijn. Omdat aardgas samendrukbaar is, neemt dezelfde hoeveelheid gas een ander volume in wanneer de druk of temperatuur verandert.

Standaard- of referentievolumedrukt de gashoeveelheid uit onder overeengekomen referentieomstandigheden. Als een meter het bedrijfsvolume meet, maar de commerciële of rapportagevereiste een standaardvolume is, heeft het meetsysteem doorgaans ook druk-, temperatuur-, gas-eigendomsgegevens en een geschikte conversiemethode nodig.

De rapportagegrondslag moet daarom duidelijk worden vermeld. Nm³/h, Sm³/h, SCFH, ACFH, kg/h en andere eenheden beschrijven niet dezelfde hoeveelheid. Ditgids voor flowmetereenhedenbiedt aanvullende achtergrondinformatie over veelgebruikte stroomeenheden.

Massastroombeschrijft de hoeveelheid gas per massa per tijdseenheid. Coriolismeters meten de massastroom rechtstreeks door de reactie van trillende buizen, terwijl thermische meters de massastroom bepalen op basis van het warmteoverdrachtsgedrag. Voor een meer gedetailleerde vergelijking, ziemassastroom versus volumestroom.

De eerste selectievraag is dus niet “Welke meter is het meest nauwkeurig?” Het is: "Welke hoeveelheid moet deze meting vertegenwoordigen?"

2. Turbinegasstroommeters

Een turbinemeter plaatst een rotor in de gasstroom. De rotorsnelheid is gerelateerd aan de gassnelheid en wordt omgezet in volumetrische stroom.

Turbinemeters kunnen een goede keuze zijn voor schoon, droog aardgas wanneer de stroom binnen een bepaald werkbereik blijft en de installatie een acceptabel snelheidsprofiel biedt.

De wisselwerking-is mechanisch contact met het gas. Lagers kunnen slijten, terwijl vuil, vloeistoffen of afzettingen de prestaties kunnen veranderen. Ellebogen, regelaars en kleppen kunnen ook het inkomende snelheidsprofiel vervormen, dus een rechte pijp of een stroomconditioner kan nodig zijn.

Dit is de reden waarom het stroomprofiel belangrijk is. Een meter kan de juiste maat hebben voor maximale capaciteit en toch slecht presteren als een regelaar of elleboog direct stroomopwaarts een werveling of een asymmetrische snelheidsverdeling veroorzaakt. Aanvullende achtergrondinformatie is beschikbaar in dit artikel opKenmerken en voordelen van de turbinestroommeter.

Kies turbinetechnologie omdat de gasconditie, het stroombereik en de leidingen daarbij passen-niet omdat een algemeen nauwkeurigheidsgetal er aantrekkelijk uitziet.

3. Ultrasone gasstroommeters

Ultrasone meters voor transittijd- zenden akoestische signalen stroomopwaarts en stroomafwaarts door het stromende gas. Het verschil in reistijd hangt samen met de gassnelheid. Ditultrasone gasstroommetergeleiderlegt het basisprincipe van het meten in meer detail uit.

Een cruciaal onderscheid is datultrasoon betekent niet klem-aan. In-line multipath ultrasone meters en extern gemonteerde klem-op systemen lossen verschillende meetproblemen op. Die van de siteklem-aan versus inline ultrasone vergelijkingdekt dat onderscheid verder af.

In-Lijn ultrasone meters

In-line multipath-meters zijn aantrekkelijk voor grote pijpleidingen omdat ze geen roterend meetelement hebben en een zeer laag permanent drukverlies kunnen bieden. Meerdere akoestische paden en diagnostiek kunnen ook helpen bij het identificeren van verstoorde snelheidsprofielen, vervuiling of veranderende akoestische omstandigheden.

ISO 17089-1:2019heeft specifiek betrekking op transit-ultrasone gasmeters die worden gebruikt voor bewaring-overdracht en toewijzingsmetingen, inclusief prestatie-, kalibratie-, diagnostiek- en installatievereisten. :contentReferentie[oaicite:3]{index=3}

Klem-Op ultrasone meters

Klem-op meters, plaats transducers buiten de buis. Hun belangrijkste voordeel is de installatie zonder een conventionele in-lijnmeterbehuizing, wat handig kan zijn voor tijdelijke controles, retrofitprojecten en situaties waarin het openen van de lijn moeilijk is.

Ze mogen niet automatisch worden behandeld als gelijkwaardig aan een in-line fiscale meter. De prestaties zijn afhankelijk van de meettaak, het materiaal en de toestand van de buis, het akoestische pad, de gasdruk, de signaalkwaliteit en het instrumentontwerp.

4. Coriolis-stroommeters

Coriolismeters maken gebruik van trillende meetbuizen. Stromende massa verandert de buisbeweging en sensoren meten een faseverschil dat rechtstreeks verband houdt met de massastroom. Veel ontwerpen kunnen ook informatie over de dichtheid en temperatuur verschaffen. Voor aanvullende technische details, zie de siteWerkingsprincipe van de Coriolis-flowmeter.

Het belangrijkste voordeel is de meetbasis. Als de vereiste proceshoeveelheid massa is, vermijdt Coriolis eerst het bedrijfsvolume te meten en vervolgens de massa op basis van de dichtheid te berekenen. Het onderliggende principe wordt ook beschreven in de ambtenaar van Endress+HauserCoriolis-meetreferentie. :contentReferentie[oaicite:4]{index=4}

Voor de gasdienst betekent ‘directe massa’ echter niet ‘automatisch de beste’. Gasdichtheid, bedrijfsdruk, buisgeometrie, vereist stroombereik, metergrootte, installatiekosten en drukverlies kunnen de haalbaarheid beïnvloeden. Toepassingen met een grote-lijn of zeer hoge-stroom verdienen daarom een ​​zorgvuldige dimensionering in plaats van een technologische-eerste beslissing.

De aparte gids voorVoordelen en beperkingen van de Coriolis-flowmeterbiedt een nuttige volgende stap wanneer Coriolis de shortlist bereikt.

5. Differentiële drukstroommeters

Differentiële drukstroommeting creëert een restrictie in de pijp-zoals een openingsplaat, mondstuk of Venturi-en meet het drukverschil erover. De stroom wordt vervolgens berekend op basis van het drukverschil samen met de geometrie en vloeistofeigenschappen.

Voor een geïdealiseerde beperking verandert de stroom ongeveer met de vierkantswortel van het drukverschil nadat rekening is gehouden met de relevante correctiefactoren. Deze relatie is één van de redenen waarom lage- bereikbaarheid aandacht verdient: een aanzienlijke vermindering van de stroom produceert een veel kleiner drukverschil-signaal.

DP blijft nuttig omdat het volwassen is en wordt ondersteund door gevestigde standaarden.ISO 5167-1:2022omvat drukverschil-apparaten, waaronder meetplaten, mondstukken, venturibuizen, kegelmeters en wigmeters, evenals algemene vereisten voor metingen, installatie en onzekerheid. :contentReferentie[oaicite:5]{index=5}

Voor een praktische inleiding tot de volledige aanpak, zie ditgeleider voor differentiële drukstroommeter.

Evalueer niet alleen het primaire element. Een aardgas-DP-systeem kan ook afhankelijk zijn van druk- en temperatuurmeting, zenderprestaties, gas-eigenschapsgegevens, stroomberekening, impuls-lijnontwerp en installatiekwaliteit. Permanent drukverlies is een andere levenscyclusoverweging, vooral wanneer compressie-energie waardevol is.

6. Thermische massastroommeters

Thermische massameters bepalen de gasstroom op basis van de warmteoverdracht tussen een verwarmd sensorelement en het stromende gas. Ze zijn vaak de moeite waard om te evalueren voor het monitoren van het aardgas-gasverbruik, het meten van brander- of ketelbrandstof-gas, submetering en toepassingen met een lager- debiet.

Hun voornaamste attractie is de directe gasmassa-stroommeting zonder een roterend meetmechanisme. Insteekontwerpen kunnen ook praktisch zijn op grotere buizen als het proces en de installatie dit toelaten. Gerelateerde producten en configuraties vindt u in desectie voor thermische massaflowmeter.

De belangrijkste technische waarschuwing is de gassamenstelling. Thermische respons hangt af van eigenschappen zoals thermische geleidbaarheid en soortelijke warmte. Endress+Hauser's officiële uitleg van deprincipe van thermische massametingmerkt op dat de samenstelling van het gas-mengsel en de installatieomstandigheden de gemeten waarde kunnen beïnvloeden. :contentReferentie[oaicite:6]{index=6}

Als het aardgas-gasmengsel aanzienlijk kan veranderen, bevestig dan hoe de meter is gekalibreerd en hoe met variaties in de samenstelling wordt omgegaan. Sensorverontreiniging is ook van belang: afzettingen op een sensorelement veranderen de warmteoverdracht, waardoor nat of vuil gas veeleisender wordt dan een schone, stabiele brandstof-stroom.

7. Vortex-stroommeters

Een vortexmeter plaatst een stomplichaam in de stroom. Stroomafwaarts vormen zich afwisselende wervels, en hun uitwerpfrequentie houdt verband met de stroomsnelheid. DeWerkingsprincipe van de vortex-flowmetergeeft een diepere verklaring.

Vortexmeters hebben geen roterend meetmechanisme en kunnen praktisch zijn voor schoon gas, stoom en nutsvoorzieningen. Ze zijn wellicht geschikt voor fabrieken die een relatief eenvoudige in-line-technologie willen zonder turbinelagers.

De onderkant van het bedrijfsbereik verdient bijzondere aandacht. Stabiele wervelvorming vereist adequate stromingsomstandigheden, dus een meter die alleen op basis van de nominale pijpmaat wordt geselecteerd, kan voor normaal gebruik te groot zijn. Gasdichtheid, verstoringen in de leidingen en mechanische trillingen zijn ook van belang.

Een vortexmeter moet daarom worden gedimensioneerd rond de minimale, normale en maximale stroom, in plaats van eenvoudigweg te worden aangepast aan de bestaande buisdiameter.

8. Gasmeters met positieve verplaatsing

Meters met positieve verplaatsing vangen herhaaldelijk bekende hoeveelheden gas op en laten deze vrij. Rotatie- en membraanmeters zijn veelvoorkomende voorbeelden.

Hun praktische kracht is lage-flow en variabele-vraagmeting, waardoor positieve verdringingstechnologie relevant blijft in commerciële, distributie- en sommige industriële gastoepassingen.

De afweging-is mechanische complexiteit. Bewegende componenten brengen overwegingen met zich mee op het gebied van slijtage, druk-val, capaciteit en onderhoud. Als het gewenste resultaat een standaardvolume is in plaats van een bedrijfsvolume, kan druk- en temperatuurcorrectie toch nodig zijn.

Voor meer achtergrond, zie dit overzicht vanwerking van de positieve verplaatsingsdebietmeter.

Hoe u een aardgasstroommeter kiest

Een nuttig selectieproces verwijdert ongeschikte technologieën voordat merken en modelnummers worden vergeleken.

Stap 1: Definieer het meetdoel

Afzonderlijke procesbewaking, brandstoftoewijzing, submetering, facturering en overdracht van bewaring. De benodigde onzekerheid, traceerbaarheid, goedkeuringen en redundantie kunnen substantieel verschillen.

Stap 2: Definieer de rapportagebasis

Geef aan of het gewenste resultaat het werkelijke volume, het standaard-/referentievolume, de massastroom, de getotaliseerde hoeveelheid of energie is. Als een standaardvolume vereist is, specificeer dan de referentiedruk en -temperatuur.

Stap 3: Beschrijf het gas, niet alleen 'aardgas'

Geef de verwachte samenstelling, waarschijnlijke samenstellingsvariatie, droge of natte toestand, mogelijk condensaat, deeltjes, corrosieve componenten en dichtheid of relatieve dichtheid op, indien beschikbaar.

Deze informatie kan de shortlist wijzigen. Samenstellingsvariatie verdient extra aandacht bij thermische meting; vloeistoffen en vervuiling kunnen turbinecomponenten en ultrasone diagnostiek beïnvloeden; natte of vuile service kan de onderhoudsverwachtingen voor verschillende technologieën veranderen.

Stap 4: Zorg voor een minimale, normale en maximale stroom

Normale stroom is van belang omdat een meter groot genoeg kan zijn voor het ontwerpmaximum, maar slecht is afgestemd op de dagelijkse werking. Een breed minimum-tot-maximumbereik kan de voorkeur geven aan technologieën met een sterker bruikbaar bereik.

Selecteer een gasflowmeter niet alleen op basis van de buisdiameter.Een meter moet worden beoordeeld op basis van de snelheid, dichtheid, druk en het stroombereik dat hij daadwerkelijk zal ervaren.

Stap 5: Definieer druk-, temperatuur- en leidingomstandigheden

Geef de bedrijfsdruk- en temperatuurbereiken, leidinggrootte en -schema, beschikbare rechte doorgangen, stroomopwaartse ellebogen of regelaars, toelaatbaar drukverlies, vereisten voor gevaarlijke- gebieden en of uitschakeling mogelijk is.

Stap 6: Identificeer de dominante beperking

Dit is waar het selectieproces nuttiger wordt dan een algemene lijst met voordelen- en- nadelen.

• Alspermanent drukverliesde dominante zorg is, kan ultrasone technologie met volledige boring hoger op de shortlist komen.
• Alsdirecte massastroomvereist is, verdient Coriolis of thermische massa een vroege evaluatie.
• Alsde gassamenstelling varieert, thermische metingen vereisen extra onderzoek.
• Alszeer lage doorstromingBelangrijk is dat positieve verplaatsings- of massastromingstechnologie-met de juiste grootte meer aandacht verdient.
• Alser is geen uitschakeling beschikbaar, kan een geschikte klem-op ultrasone oplossing de moeite waard zijn om te onderzoeken.
• Als een bestaande faciliteit al volwassen isDP-meetarchitectuurkan het upgraden van dat systeem praktischer zijn dan het veranderen van het meetprincipe.

Stap 7: Evalueer het volledige meetsysteem

Vergelijk kalibratie, druk- en temperatuurcompensatie, diagnostiek, onderhoud, stroomconditionering, uitvaltijd, reserveonderdelen en energieverlies-niet alleen de aankoopprijs van de meterbehuizing.

Dit brederstroommeting, dimensionering en selectiegidskan helpen bij het structureren van de uiteindelijke specificatie.

Illustratief selectievoorbeeld: fabrieksbrandstof-gasmonitoring

Denk aan een industriële brandstof-gasleiding waarbij het doel de interne energietoewijzing is in plaats van de overdracht van de voogdij. Het gas is normaal gesproken droog, het werkbereik is breed, het drukverlies moet laag worden gehouden en het onderhoudsteam wil routinematig mechanisch onderhoud tot een minimum beperken.

Deze vereisten veranderen onmiddellijk de shortlist. Een DP-systeem wordt minder aantrekkelijk als permanent drukverlies een groot economisch probleem is. Een turbinemeter blijft mogelijk, maar introduceert lagers en andere bewegende componenten. Thermische massa wordt interessant als de gassamenstelling voldoende stabiel is en het vereiste bereik bij de meter past. In-line ultrasoon wordt aantrekkelijker wanneer de pijpgrootte en de projecteconomie dit rechtvaardigen. Coriolis blijft een kandidaat wanneer directe massameting waardevol is en gedetailleerde dimensionering een acceptabel drukverlies bevestigt.

Dit is een illustratief selectievoorbeeld, geen geclaimd praktijkvoorbeeld. Het belangrijkste is de volgorde: definieer de plicht, elimineer technologieën die in strijd zijn met de dominante beperkingen, en pas dan de omvang en vergelijking van de resterende opties. Voor een andere selectiechecklist, ziehoe u een geschikte flowmeter kiest.

Kalibratie, standaarden en overdracht van bewaring

Voor gasmetingen met een hoge-waarde is metertechnologie slechts een onderdeel van de meetkwaliteit. Kalibratiebereik, traceerbaarheid, installatie, gaseigenschappen, druk- en temperatuurinvoer en toepasselijke wettelijke of contractuele vereisten kunnen net zo belangrijk zijn als het detectieprincipe.

DeNIST Aardgasstroomkalibratieserviceillustreert waarom kalibratie wordt uitgevoerd over meerdere stroompunten en waarom herhaalbaarheid, hulpmetingen en traceerbaarheid worden behandeld als onderdelen van de volledige meetketen. :contentReferentie[oaicite:7]{index=7}

NIST is brederGasstroomstandaardprogrammadocumenteert ook de rol van primaire en werkstandaarden bij de kalibratie van traceerbare gasstromen-. :contentReferentie[oaicite:8]{index=8}

Voor een inleiding tot praktisch kalibratiewerk, zie deze interne handleiding opHoe een flowmeter te kalibreren.

Voor aanvragen voor voogdij- bevestigt u het standaard- en wettelijke kader dat van toepassing is op de projectlocatie. ISO 17089-1 heeft betrekking op ultrasone gasmeters die worden gebruikt voor overdracht en toewijzing van voogdij, terwijl de International Organization of Legal Metrology publiceertOIML R 137 voor gasmeters. OIML vermeldt momenteel R 137:2012 als aanbeveling voor gasmeters, terwijl er een herzieningsproject actief is. :contentReferentie[oaicite:9]{index=9}

Een meter mag daarom nooit uitsluitend op grond van het meetprincipe als geschikt voor bewaring worden aangemerkt. Het metermodel, de kalibratie, de installatie, het volledige meetsysteem, de contractuele vereisten en de lokale wettelijke-metrologieregels moeten allemaal met elkaar in overeenstemming zijn.

Definitieve checklist voor de selectie van de aardgasstroommeter

• Welke hoeveelheid moet worden gerapporteerd: werkelijk volume, standaardvolume, massa of energie?
• Wat zijn de minimale, normale en maximale stroomsnelheden?
• Wat zijn de minimale en maximale werkdruk en temperatuur?
• Is het gas droog, nat, verontreinigd of qua samenstelling variabel?
• Hoeveel permanent drukverlies is acceptabel?
• Welke leidingverstoringen en rechte-beperkingen bestaan ​​er?
• Kan de lijn worden uitgeschakeld voor installatie of onderhoud?
• Welke vereisten op het gebied van onzekerheid, herhaalbaarheid, kalibratie of wettelijke-metrologie zijn van toepassing?
• Is er voor de meting druk- en temperatuurcompensatie nodig?
• Welke onderhouds-, diagnose-, downtime- en levenscycluskosten zijn van belang?

Laatste afhaalmaaltijd

De juiste aardgasstroommeter wordt meestal gevonden door slechte pasvormen te elimineren in plaats van te zoeken naar één technologie die universeel superieur is. Turbine-, ultrasone, Coriolis-, DP-, thermische massa-, vortex- en positieve verplaatsingsmeters lossen elk verschillende meetproblemen op.

Definieer eerst de benodigde meetgrootheid. Stel vervolgens de toestand van het gas, het minimale- tot- maximale stroombereik, de bedrijfsdruk en -temperatuur, de beperkingen van de leidingen, de druk-verlieslimiet, de kalibratievereisten en het commerciële doel vast. Zodra deze input duidelijk is, wordt de shortlist veel kleiner en wordt de uiteindelijke beslissing een goede dimensionerings- en meet--systeemontwerpoefening in plaats van een vergelijking van marketingclaims.