NL9200543A

NL9200543A - Method for determining an amount of gas

Info

Publication number: NL9200543A
Application number: NL9200543A
Authority: NL
Original assignee: Veg Gasinstituut Nv
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-10-18

Abstract

The invention relates to a method for determining the amount of gas (gas flow rate) flowing through a pressure controller or alternatively the variation in the said amount of gas - comprising the determination of the vibration of the tube in which the said pressure controller is fitted and the calculation, from the determination of the said vibration, of the amount of gas or alternatively its variation. <IMAGE>

Description

Titel: Werkwijze voor het bepalen van een gashoeveelheid.Title: Method for determining a gas quantity.

De bepaling van de hoeveelheid gas die door een buis stroomt, met name voor het vaststellen van het gasverbruik van een afnemer of groep afnemers, gebeurt in het algemeen direct na een regelaar of reduceerventiel, voor het bepalen van de gas-hoeveelheid zijn diverse typen meters geschikt. Een bekend type meter is de turbinemeter, maar men past soms ook vortexmeters of verdringingsmeters toe. welk type meter toegepast wordt, hangt met name af van het vereiste meetbereik, de gewenste nauwkeurigheid en het stromingsprofiel.The determination of the amount of gas that flows through a pipe, in particular for determining the gas consumption of a customer or group of customers, is generally done directly after a regulator or reducing valve, for determining the gas quantity, various types of meters are fit. A known type of meter is the turbine meter, but sometimes vortex meters or displacement meters are also used. The type of meter used depends in particular on the required measuring range, the desired accuracy and the flow profile.

Een zeer gangbaar type meter is de turbinemeter die erop gebaseerd is dat de gasstroom een turbinewiel aandrijft.A very common type of meter is the turbine meter, which is based on the gas flow driving a turbine wheel.

Bij turbinemeters kunnen relatief grote afwijkingen optreden tussen het echte debiet en het aangegeven debiet bij sterk variërende belastingen. In de praktijk wordt waargenomen dat een turbinemeter aanzienlijk meer kan aanwijzen dan er werkelijk doorheen stroomt. Dit wordt geweten aan een niet stationair zijn van het debiet. Tijdens het zogenaamde uitspinnen loopt het turbinewiel en dus het telwerk van de meter door, zonder dat er sprake is van een debiet door de meter. Bekend is ook dat de miswijzing van turbinemeters beneden het minimale debiet sterk toeneemt. Ten gevolge van wrijving zal het turbinewiel minder omwentelingen maken en zal de meter minder aanwijzen dan gezien de hoeveelheid gas verwacht kan worden.With turbine meters, relatively large deviations can occur between the real flow rate and the indicated flow rate with widely varying loads. In practice, it is observed that a turbine meter can indicate considerably more than actually flows through it. This is attributed to a non-stationary flow rate. During the so-called spinning, the turbine wheel and thus the meter counter continues to run, without there being a flow through the meter. It is also known that the misalignment of turbine meters below the minimum flow rate increases sharply. As a result of friction, the turbine wheel will make fewer revolutions and the meter will indicate less than can be expected given the amount of gas.

In het verleden zijn reeds voorstellen gedaan voor het modificeren van turbinemeters teneinde rekening te houden met fluctuaties in het gasverbruik. Gebleken is echter dat tot op heden geen turbinemeters bestaan die een goede aanwijzing geven bij fluctuaties in het gasverbruik.In the past, proposals have already been made for modifying turbine meters to take into account fluctuations in gas consumption. However, it has been found that to date no turbine meters exist that give a good indication of fluctuations in gas consumption.

Uit veldonderzoek is gebleken dat er twee belangrijke situaties zijn waarbij de fluctuaties in het gasverbruik aan- leiding geven tot een duidelijk foute aanwijzing van het gasverbruik door een turbinemeter.Field research has shown that there are two important situations in which fluctuations in gas consumption lead to a clearly incorrect indication of gas consumption by a turbine meter.

in de eerste plaats doet zich dit probleem voor bij pulsaties in de gasstroom als er een sterk variërende vraag naar gas is. Te denken valt hierbij vooral aan schroei-ovens bij slachterijen, welke om de circa 10 seconden circa 5 seconden in bedrijf zijn. in de tweede plaats ontstaan pulsaties in de gasstroom als de regelaar pendelt. Dit houdt in dat bij een continue vraag naar gas de regelaar discontinu gas doorlaat.firstly, this problem occurs with pulsations in the gas flow when there is a strongly varying demand for gas. Examples include searing furnaces at slaughterhouses, which are in operation for approximately 5 seconds every 10 seconds. secondly, pulsations occur in the gas flow as the controller commutes. This means that with a continuous demand for gas, the regulator lets gas through continuously.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een methode voor het bepalen van de hoeveelheid gas die door een reduceerklep of regelaar stroomt in een situatie waar sprake kan zijn van sterke fluctuaties in de gasstroom. Met name is het doel van de uitvinding een methode te verschaffen die bij het optreden van fluctuaties door een turbinemeter zorgdraagt voor een correctie in de meting, zodat de juiste gashoeveelheid geregistreerd wordt.The object of the invention is to provide a method for determining the amount of gas flowing through a reducing valve or regulator in a situation where there may be strong fluctuations in the gas flow. In particular, the object of the invention is to provide a method which, in the event of fluctuations by a turbine meter, ensures a correction in the measurement, so that the correct amount of gas is registered.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de hoeveelheid gas die door een reduceerklep stroomt te bepalen is aan de mate van trilling of de wijziging van de mate van trilling van de buis waarin de reduceerklep is aangebracht. Gebleken is dat het mogelijk is met behulp van ijking van de gashoeveelheden een directe correlatie te leggen tussen de trilling van de buis en de gashoeveelheid die ter plekke van de reduceerklep door de buis stroomt. De uitvinding betreft derhalve een werkwijze voor het bepalen van de hoeveelheid gas die door een reduceerklep stroomt, danwel de wijziging van deze hoeveelheid, door het bepalen van de mate van trilling of de wijziging van de mate van trilling van de buis waarin de reduceerklep is aangebracht.The present invention is based on the recognition that the amount of gas flowing through a reducing valve can be determined by the amount of vibration or the change in the amount of vibration of the tube in which the reducing valve is mounted. It has been found that it is possible to establish a direct correlation between the vibration of the tube and the amount of gas flowing through the tube at the location of the reducing valve by means of calibration of the gas quantities. The invention therefore relates to a method for determining the amount of gas flowing through a reducing valve, or the change of this amount, by determining the amount of vibration or the change of the amount of vibration of the tube in which the reducing valve is arranged. .

Het is bijzonder verrassend dat op deze zeer eenvoudige wijze een directe relatie gelegd kan worden tussen de gashoeveelheid en de trilling van de buis. Geschikte methoden voor het meten hiervan zijn de bepaling van de versnelling ten gevolge van de trilling van de buis en/of het geluidsniveau veroorzaakt door de trilling van de buis. Meer in het bijzonder bepaalt men de RMS waarde van de versnelling.It is particularly surprising that in this very simple manner a direct relationship can be made between the amount of gas and the vibration of the tube. Suitable methods for measuring this are determining the acceleration due to the vibration of the tube and / or the noise level caused by the vibration of the tube. More specifically, the RMS value of the acceleration is determined.

Een belangrijke uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat het corrigeren van de onjuiste aanwijzing van een gashoeveelheid door een turbinemeter, waarbij in het geval van variatie van de gashoeveelheid in de tijd een correctie wordt toegepast op basis van de variatie van de trilling van de gasbuis. Meer in het bijzonder meet men daarbij continu de trilling van de gasbuis, zodat bij variatie daarvan met behulp van een rekenmodel een correctie op de door de turbinemeter aangegeven gashoeveelheid kan worden aangebracht.An important embodiment of the method according to the invention comprises correcting the incorrect indication of a gas quantity by a turbine meter, whereby in the case of variation of the gas quantity in time, a correction is applied based on the variation of the vibration of the gas tube . More in particular, the vibration of the gas tube is continuously measured, so that when it is varied, a correction can be made to the amount of gas indicated by the turbine meter by means of a calculation model.

Verrassenderwijs is gebleken dat op deze zeer eenvoudige wijze, zonder dat veranderingen aan het meetstation nodig zijn, met behulp van een turbinemeter de juiste gashoeveelheid bepaald kan worden, ook in het geval van sterke variaties in de doorgelaten hoeveelheid gas. Men kan namelijk zeer eenvoudig een trillingopnemer aanbrengen op de gasbuis, waarvan het signaal, desgewenst na bewerking, toegevoerd wordt aan een computer, in het algemeen een personal computer, die continu dit signaal volgt. Men kan bij de uitvoering hiervan denken aan twee situaties. In het eerste geval is het mogelijk op basis van het door de computer ontvangen signaal continu de gashoeveelheid te bepalen. Eenvoudiger is het echter om de basisaanwijzing van de gashoeveelheid te laten geschieden met behulp van een hoeveelheidsmeter, meer in het bijzonder een turbinemeter. Zodra de computer fluctuaties in het trillingsniveau en dus fluctuaties in de gashoeveelheid waarneemt, worden deze fluctuaties in het trillingsniveau met behulp van een rekenmodel verwerkt, zodat een correctie aangebracht kan worden op de aanwijzing van de hoeveelheidsmeter. Deze laatste variant heeft het grote voordeel dat men de aanpassing uit kan voeren zonder veranderingen aan het meetstation. In de praktijk komt het namelijk slechts neer op het aanbrengen van een trillingsopnemer en het plaatsen van een meetsysteem met een personal computer, eventueel in combinatie met een telefoonlijn naar een centrale computer en een aansluiting op de uitleeseenheid van de gashoeveelheidsmeter.Surprisingly, it has been found that in this very simple manner, without changes to the measuring station being necessary, the correct amount of gas can be determined with the aid of a turbine meter, also in the case of strong variations in the amount of gas passed through. Namely, it is very easy to apply a vibration sensor to the gas tube, the signal of which, if desired after processing, is supplied to a computer, generally a personal computer, which continuously follows this signal. One can think of two situations when implementing this. In the first case, it is possible to determine the amount of gas continuously on the basis of the signal received by the computer. However, it is simpler to provide the basic indication of the gas quantity by means of a quantity meter, more in particular a turbine meter. As soon as the computer detects fluctuations in the vibration level and therefore fluctuations in the gas quantity, these fluctuations in the vibration level are processed using a calculation model, so that a correction can be made to the indication of the quantity meter. The latter variant has the great advantage that the adjustment can be carried out without changes to the measuring station. In practice it boils down to installing a vibration sensor and installing a measuring system with a personal computer, possibly in combination with a telephone line to a central computer and a connection to the readout unit of the gas quantity meter.

Zoals ook zal blijken uit de voorbeelden is op deze wijze een vaststelling van de werkelijk gebruikte gashoeveelheid mogelijk. Dit is met name van voordeel voor het meten van het gasverbruik door grootverbruikers, zoals voor kan komen bij aardgasnetten, maar ook bij andere gassen, zoals etheen. Bij de bereiding van lage dichtheids-polyetheen met een hoge druk proces kan het zijn dat men gaspulsaties toepast om de reactorwand schoon te houden. ïn een dergelijk geval zou bij het gebruik van een turbinemeter een te hoge gasaanwijzing op kunnen treden.As will also appear from the examples, it is possible in this way to determine the amount of gas actually used. This is particularly advantageous for measuring gas consumption by large consumers, such as can occur with natural gas networks, but also with other gases, such as ethylene. In the preparation of low density polyethylene with a high pressure process, gas pulsations may be used to keep the reactor wall clean. In such a case, the use of a turbine meter could lead to an excessive gas reading.

De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van een tekening, waarin in Figuur i en 2 een tweetal voorbeelden van variabel gasverbruik is gegeven. In Fig. 1 ziet men het gasverbruik bij een slachterij, terwijl Fig. 2 het gasverbruik bij een pendelende regelaar aangeeft. Met name bij deze twee typen pulsaties zal een turbinemeter een aanzienlijke mate van miswijzing geven.The invention will now be elucidated with reference to a drawing, in which two examples of variable gas consumption are given in Figures 1 and 2. In FIG. 1 shows the gas consumption at a slaughterhouse, while FIG. 2 indicates the gas consumption with a pendulum regulator. Particularly with these two types of pulsations, a turbine meter will give a significant amount of error.

ïn Fig.3 wordt een ijklijn gegeven voor een meetsysteem volgens de uitvinding, welke ijklijn het verband geeft tussen het debiet en het meetsignaal, dat wil zeggen het trillingsniveau na de regelaar. Deze ijklijn is bepaald voor een systeem bestaande uit een accelerometer (trillingsopnemer) en apparatuur voor het herledien van het signaal tot een gasdebiet. De accelereometer is een Brüel & Rjaeèr, type 437OS meter, gebaseerd op een piëzo-electrisch element.In Fig. 3 a calibration line is given for a measuring system according to the invention, which calibration line gives the relationship between the flow rate and the measuring signal, that is, the vibration level after the regulator. This calibration line has been determined for a system consisting of an accelerometer (vibration sensor) and equipment for recirculating the signal to a gas flow rate. The accelerometer is a Brüel & Rjaeèr, type 437OS meter, based on a piezoelectric element.

ïn Fig. 4 is het opgelegde debiet (Q) door een turbinemeter aangegeven en de berekende respons (Qt) van de turbinemeter.In FIG. 4, the imposed flow rate (Q) is indicated by a turbine meter and the calculated response (Qt) of the turbine meter.

De turbinemeter gaf, zonder correctie, een waarde van 67 m3/h voor het verbruik, op basis van de in Fig.3 gegeven ijklijn bedroeg het gemiddelde debiet 37 m3/h. Het werkelijke debiet bedroeg 36 m3/h.The turbine meter, without correction, gave a value of 67 m3 / h for consumption, based on the calibration curve given in Fig. 3, the average flow rate was 37 m3 / h. The actual flow rate was 36 m3 / h.

Claims

Method for determining the quantity of gas flowing through a pressure regulator or the variation in said quantity of gas, comprising determining the vibration of the tube in which said pressure regulator is arranged and calculating the quantity of gas or the variation from the determination of said vibration thereof.

A method according to claim 1, wherein said vibration is determined on the basis of the amount of sound produced.

Method according to claim 1, in which the amplitude of the vibration is determined and on the basis thereof the amount of gas or its variation is calculated.

Method according to claim 3, wherein the RMS value of the vibration is determined and the gas quantity is determined on the basis of a calibration curve.

A method for determining the amount of gas flowing through a gas tube at a pressure regulator comprising measuring said amount of gas using a quantity meter based on a turbine system, in the case of pulsation of the amount of gas applying a correction based on the variation in vibration of said gas tube.

A method according to claim 5, wherein the vibration of the gas tube is continuously measured and, if it is varied, a correction is made to the amount of gas indicated by the quantity meter by means of a calculation model.

A method according to claim 5 or 6, wherein the vibration is determined on the basis of the amount of sound produced.

A method according to claim 1, wherein the amplitude of the vibration or the RMS value of the amplitude of the vibration is determined and the correction is carried out on the basis of the variation thereof.

9. Device for measuring the amount of gas flowing through a tube in the vicinity of a pressure regulator, comprising a quantity meter based on a turbine system, a sensor for determining the degree of vibration of the tube and a computer provided with a calculation model for making corrections to the amount of gas measured by the flow meter.