臺灣博碩士論文加值系統

「失之毫釐，差之千里」為量測誤差所造成計量偏差下了最好的註解。本文舉例國內常用的幾種天然氣流量計並說明運作原理與差異，並列出各國流量研究機構相繼發佈的各種天然氣計量相關標準做為本次天然氣計量評估作業的參考基礎。本次研究的電廠所使用是差壓式天然氣流量計，量測的是機組天然氣體積流量。評估作業包含廠區天然氣流量系統查驗、機組天然氣流量計各項元件檢驗等工作，對於機組天然氣流量計設備，則參考美國儀錶協會(Instrument Society of America,簡稱ISA)所提出的校正概念進行校正評估，將機組流量計作為待測件，進行比對校正。因拆卸機組流量計送至國內實驗室進行校正有實務上的困難與安全考量，故而採取科氏力 (Coriolis)質量流量計做為線上標準件與機組流量計串聯於同一管線上進行線上實流比對校正，運用質量流量不受管路環境影響的特性，取用電廠計量站氣相層析儀(Gas Chromatography Analyzer，簡稱GC)之天然氣成份資料，使用美國氣體協會(American Gas Association，簡稱AGA) AGA 8標準計算天然氣密度，將標準件的質量流量轉換成參考體積流量，但因目前電廠運轉因素致標準件尚無法安裝於機組管路上，故採機組實際運轉資訊做為分析基礎，藉由待測件內部的雷諾數與釋放係數(Reynold Number vs Discharge Coefficient，簡稱Re vs Cd )對應參數表與AGA 3計算功能，模擬出待測件逐次疊待修正的計算結果，達成待測件的器差修正的校正目標。

As an idiom, “a miss is as good as a mile”, it is the best description for how tiny errors lead to extreme inaccuracy of measurement. This study lists various kinds of gas flowmeters commonly used in Taiwan, explains their mechanisms, enumerates their differences, and introduces the standards of measurement issued by institutes in different countries as references to gas flow measurement. The power plant in our study uses a differential pressure flowmeter, which measures volumetric flow. The operating procedures included the inspection of the natural gas flow system in the power plant and each component of the gas flowmeter in the generator set. Calibration of the flow meter, in which the flowmeter shall be used as the test piece, was performed based on the methods proposed by the Instrument Society of America (ISA). Because of the difficulties and safety concerns of disassembling the flowmeter and sending to other domestic laboratories for calibration, the Coriolis force mass flowmeter was used as a standard meter and was connected in series to the flow meter in the generator set to measure the true flow. With the fact that mass flowmeters have characteristic of not being affected by the environment of pipelines, the data of the component of natural gas was collected by the Gas Chromatography (GC) in the power plant, the density of natural gas was calculated based on the standard of American Gas Association (AGA) 8, and the mass flow of the standard meter was converted into the referred volume flow. However, since the power plant was in operation and the standard meter cannot be installed on the pipeline. The data of actual operations was collected instead for analysis in this study. Through the internal Reynold Number vs Discharge Coefficient (Re vs Cd) table, and AGA 3 calculation function, the gradual corrected results of test meter can be simulated in order to reach the correction target.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的 3
第二章 國內複循環發電廠營運現狀 5
2-1 複循環機組發電流程 5
2-2 電廠廠區天然氣系統 7
2-3 氣渦機組控制系統與效率計算 10
2-4 電廠天然氣流量量測方式 15
2-5 國際天然氣流量量測標準 21
第三章 機組流量計校正方式評估 25
3-1 機組天然氣流量計 25
3-2 廠區天然氣流量查驗 33
3-3 機組天然氣流量計檢驗 35
3-4 機組天然氣流量計校驗系統 39
3-5 天然氣流量計校正標準件 41
3-6 3095MV參數調整方式 42
3-7 機組控制系統邏輯參數調整方式 44
第四章 結果與討論 46
4-1 3095MV參數調整結果 46
4-2 機組控制系統邏輯參數調整結果 50
第五章 結論與建議 51
參考文獻 55
附錄 58
附錄一 MicroMotion質量流量計規格 58
圖目錄
圖1-1.台灣台電燃氣電廠分佈 3
圖2-1.M501G氣渦輪機系統架構 6
圖2-2.M501G複循環機組發電流程 6
圖2-3.氣渦輪機理想的布萊登循環流程 7
圖2-4.電廠廠區的天然氣管路流程 8
圖2-5.計量站管路流程圖 8
圖2-6.氣相層析儀現場設備與量測參數 9
圖2-7.氣渦輪機天然氣管路流程 10
圖2-8.DIASYS NETMATION控制系統架構 12
圖2-9.氣渦輪機發電量與天然氣流量關係曲線 13
圖2-10.PCU資料傳輸流程 14
圖2-11.差壓式流量計 18
圖2-12.渦輪流量計 19
圖2-13.超音波流量計 20
圖2-14.天然氣由分析到流量計算流程 21
圖2-15.Detail及Gross的適用範圍 24
圖3-1.機組燃料流量計3095MV 25
圖3-2.機組燃料流量計3095MV現場安裝 26
圖3-3.3095MV流量與參數關係 27
圖3-4.3095MV Engineering Assistant 27
圖3-5.流體類別 28
圖3-6.密度性質(Density properties) 28
圖3-7.流量計主要元件規格 29
圖3-8. Re vs Cd對應表 30
圖3-9.天然氣基準條件設定 30
圖3-10.天然氣密度計算結果 31
圖3-11. MV EA應用軟體 Open Test Calculation 31
圖3-12.3095MV流量信號傳輸流程 33
圖3-13.計量站與機組之計量錶管路流程 34
圖3-14.孔口板拆除步驟 36
圖3-15.孔口板量測尺寸 36
圖3-16.孔口板回裝 37
圖3-17.流量計3095MV法蘭面安裝 38
圖3-18.量測追溯標準(Traceability Pyramid) 39
圖3-19.流量計3095MV實流校正架構 40
圖3-20.科氏力質量流量計 41
圖3-21.3095MV參數調整(Re vs Cd對應表)架構 44
圖3-22.機組控制系統Polyline Function參數調整 45
圖4-1.EA MV應用軟體天然氣參數輸入與密度計算 47
圖4-2.EA MV應用軟體 Cd參數輸入 47
圖4-3.Re vs Cd疊代過程 48
圖4-4.Cd調整與器差變化關係附錄 50
圖5-1.天然氣能量計量流程及採用標準 53
表目錄
表1-1.各類能源發電量占比 2
表2-1.複循環電廠機組裝置容量 5
表2-2.各國體積流量計算基準溫度 16
表2-3.天然氣流量計比較 20
表2-4.AGA 8天然氣成份適用範圍 23
表3-1.M501G 流量計3095MV參數 32
表3-2.差壓、壓力、溫度感測元件校正紀錄 35
表3-3.孔口板孔口內徑尺寸對應允收誤差 37
表3-4.參考、待測機組的發電量與天然氣流量紀錄 38
表4-1.計量站GC天然氣成分 46
表4-2.不同的天然氣狀態下Cd與流量之關係 48
表4-3.Cd=0.60參數調整紀錄 49
表4-4.Cd=0.59參數調整紀錄 49
表4-5.Cd=0.61參數調整紀錄 49
表4-6.邏輯參數調整參數調整執行結果紀錄 50

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