Приложение г (справочное) Примеры расчета погрешностей измерения объема природного газа, приведенного к стандартным условиям, и его энергосодержания
Примем, что измерение объема, приведенного к стандартным условиям, и определение энергосодержания газа выполняют на узле учета, состоящем из:
— счетчика газа с верхним пределом измерений 400 м 3 /ч, с относительной погрешностью ±1 % в диапазоне от 80 до 400 м 3 /ч и ±2 % — в диапазоне от 40 до 80 м 3 /ч;
— преобразователя абсолютного давления с верхним пределом измерений 0,63 МПа и приведенной погрешностью ± 0,25 %; дополнительная погрешность преобразователя давления от изменения температуры окружающей среды на каждые 20 °С составляет 0,025 % (Рв/Р) + 0,125 %, нормальные условия поверки преобразователя абсолютного давления: tноp = (20 ± 5) °С;
— преобразователя температуры с пределами измерений от минус 50 °С до плюс 50 °С и абсолютной погрешностью ±(0,25 + 0,0035|t|) °C;
— вычислителя расхода, относительная погрешность вычислений которого не выходит за пределы допускаемых значений ±0,02 %; приведенная погрешность по показаниям и регистрации объемного расхода и давления не выходит за пределы допустимых значений 0,05 %, абсолютная погрешность по показаниям и регистрации температуры не выходит за пределы допустимых значений ±0,1 °С.
Измеряемой средой является природный газ, для которого известно, что за время измерений:
— плотность газа при стандартных условиях не изменяется и составляет 0,687; относительная погрешность СИ, по показаниям которого установлено значение плотности при стандартных условиях, составляет ±0,25 %;
— содержание азота не изменяется и составляет 0,6 %, относительная погрешность СИ, по показаниям которого установлено значение содержания азота в газе, составляет ±3,5 %;
— содержание диоксида углерода не изменяется и составляет 1,2 %; относительная погрешность СИ, по показаниям которого установлено значение содержания диоксида углерода в газе, составляет ±4,0 %.
— расход от 70 до 350 м 3 /ч;
— температура от минус 10 °С до плюс 10 °С;
датчик давления расположен в неотапливаемом помещении, где температура окружающей среды может изменяться в пределах от tmin = -20 °С до tmax = +28 °С.
Г.2 Расчет относительных погрешностей
Результаты расчетов погрешности представлены в виде чисел, округленных до двух значащих цифр. При этом третий разряд (неуказываемый младший) округляют в большую сторону.
Г.2.1 Примем, что измерение объема, приведенного к стандартным условиям, и определение энергосодержания газа проводилось при температуре t = 15 °С; давлении Р = 0,15 МПа; расходе Q = 300 м 3 /ч, а температура окружающей среды в помещении, где размещен датчик давления, равна 26 °С, метод определения коэффициента сжимаемости GERG-91 мод.
Г.2.1.1 Расчет относительной погрешности измерения абсолютного давления δР выполняют по формулам Г.1 и Г.2.
Г.2.1.1.1 Составляющую относительной погрешности измерения абсолютного давления, обусловленную погрешностью первичного преобразователя давления [см. формулу (25)], рассчитывают по формуле
(Г.1)
где γ — класс точности первичного преобразователя абсолютного давления (0,25 %);
Рв — верхний предел измерений абсолютного давления (0,63 МПа);
Р — давление газа (0,15 МПа);
ΔТр — отклонение температуры окружающей среды от стандартного значения (t — tс = 26 °С — 20 °С = 6°С);
ΔТ — диапазон изменения температуры окружающей среды, для которого нормирован предел дополнительной погрешности (20 °С).
Г.2.1.1.2 Относительную погрешность измерения абсолютного давления с помощью комплекта, состоящего из первичного преобразователя давления и вычислителя δР, вычисляют по формуле (26):
(Г.2)
где — относительная погрешность вычислителя по каналу измерения давления;
— приведенная погрешность вычислителя, нормированная по каналу измерения давления (0,05 %).
Г.2.1.2 Расчет относительной погрешности измерения температуры выполняют по формулам (Г.3), (Г.4).
Г.2.1.2.1 Составляющую относительной погрешности измерения температуры, обусловленную преобразователем температуры , вычисляют по формуле (20):
(Г.3)
где — абсолютная погрешность преобразователя температуры;
T — температура газа (273,15 + 15 = 288,15).
Г.2.1.2.2 Относительную погрешность измерения температуры с помощью комплекта, состоящего из первичного преобразователя температуры и вычислителя δT, вычисляют по формуле (26):
(Г.4)
где — относительная погрешность вычислителя по каналу измерения температуры.
Г.2.1.3 Расчет коэффициентов влияния выполняют по формулам (49), (50), (51) и (52), при этом TгР = 173,6; ТгТ = 186,4; = 129,2.
Так как температура газа больше этих значений (в соответствии с 12.3.8), коэффициенты влияния давления и температуры на величину расхода примем равными единице, а коэффициент влияния плотности при стандартных условиях примем равным нулю.
Г.2.1.4 В соответствии с данными таблицы 1 ГОСТ 30319.2 относительная погрешность расчета коэффициента сжимаемости δ составляет 0,11 %.
Погрешность δи.д примем равной нулю в соответствии с формулой (42).
Тогда погрешность определения коэффициента сжимаемости в соответствии с формулой (40) будет равна 0,11%.
Г.2.1.5 Относительную погрешность измерения объема газа при рабочих условиях δv рассчитывают по формуле (26):
(Г.5)
где δс — относительная погрешность счетчика при расходе 300 м 3 /ч;
— приведенная погрешность вычислителя по каналу измерения объема газа.
Г.2.1.6 Относительную погрешность определения объема газа, приведенного к стандартным условиям рассчитывают по формуле (36):
(Г.6)
где δв — относительная погрешность вычислителя при вычислении расхода.
Г.2.2 Расчет относительной погрешности определения энергосодержания газа.
Г.2.2.1 В результате расчета по ГОСТ 30319.1, формула (55), установлено, что относительная погрешность определения удельной объемной теплоты сгорания газа с принятыми значениями плотности при стандартных условиях, содержания азота и диоксида углерода и погрешностями определения указанных параметров составляет
(Г.7)
Г.2.2.2 Относительную погрешность определения энергосодержания газа δЕ рассчитывают по формуле (37):
(Г.8)
Г.3 Расчет предела погрешности
Г.3.1 Для расчета предела погрешности измерений объема газа, приведенного к стандартным условиям, его энергосодержания в соответствии с 12.1.1 настоящих Правил при условиях измерений, указанных в В.1, достаточно провести расчет относительной погрешности измерений при минимальных значениях температуры, давления и расхода газа (Тmin, Pmin, Qmin).
Исходя из указанных в Г.1 диапазонов изменения параметров газа, расчеты проводят при Т = -10 °С, Р = 0,1 МПа, Q = 70м 3 /ч и наибольших отклонениях влияющих величин от нормальных условий.
Источник