NO302444B1 - Apparatus and method for measuring the heat value in a fuel stream - Google Patents

Apparatus and method for measuring the heat value in a fuel stream Download PDF

Info

Publication number
NO302444B1
NO302444B1 NO890291A NO890291A NO302444B1 NO 302444 B1 NO302444 B1 NO 302444B1 NO 890291 A NO890291 A NO 890291A NO 890291 A NO890291 A NO 890291A NO 302444 B1 NO302444 B1 NO 302444B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
measuring
air
flow rate
main line
combustion
Prior art date
Application number
NO890291A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO890291L (en
NO890291D0 (en
Inventor
Remi Guillet
Original Assignee
Gaz De France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaz De France filed Critical Gaz De France
Publication of NO890291D0 publication Critical patent/NO890291D0/en
Publication of NO890291L publication Critical patent/NO890291L/en
Publication of NO302444B1 publication Critical patent/NO302444B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • G01N33/225Gaseous fuels, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/10Analysing fuel properties, e.g. density, calorific

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

To determine the calorific value of the combustible energy-carrying matter, particularly in gaseous form, flowing in a pipe (1), the combustible matter is burnt in a combustion chamber (110) suitable for measuring a small known fraction (qgas) of the mass flow rate (Qgas) of the matter. The air-fuel ratio (f) applying to the combustion in the chamber (110) is measured by means of a measuring circuit (104'). The mass flow rate of the air (qair) used for the combustion in a pipe (103) is measured by means of a measuring device (106). A computer (160) is used to deduce the calorific value (Pu) of the matter flowing in the pipe (1) from the measurements of the mass flow rate of the air (qair) used for the combustion flowing in the pipe (103) and from the measurement of the air-fuel ratio (f). In a variant, the air-fuel ratio (f) may be adjusted using a control circuit (104). <IMAGE>

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for måling av varmeverdien i en strøm, særlig i en gasstrøm, av et brensel som strømmer gjennom en hovedledning for transport eller fordeling av en gassformig strøm av brenselet til et nedstrøms bruksområde ved ulike trykk, omfattende et forbrenningskammer som er spesifikt for måleapparatet for avbrenning av en kjent liten fraksjon fra massestrømmen av brenselmassen som strømmer gjennom kanalen, og et system for måling av luftfaktoren gjeldende for forbrenningskammeret, eller for regulering av forbrenningen i forbrenningskammeret, slik at det opprettholdes en konstant luftfaktor. The present invention relates to an apparatus for measuring the heating value in a flow, in particular in a gas flow, of a fuel that flows through a main line for transporting or distributing a gaseous flow of the fuel to a downstream application area at different pressures, comprising a combustion chamber which is specifically for the measuring apparatus for the burning of a known small fraction from the mass flow of the fuel mass flowing through the channel, and a system for measuring the air factor applicable to the combustion chamber, or for regulating the combustion in the combustion chamber, so that a constant air factor is maintained.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for måling av varmeverdien i en strøm, særlig en gasstrøm, av et brensel som strømmer gjennom en hovedledning for transport eller fordeling av en gassformig strøm av brenselet til et nedstrøms bruksområde ved ulike trykk. The invention also relates to a method for measuring the heat value in a stream, in particular a gas stream, of a fuel that flows through a main line for transporting or distributing a gaseous stream of the fuel to a downstream application area at different pressures.

Ifølge kjent teknikk krever måling av varmeinnhold som regel to primære størrelser, nemlig brenselets masse-strømhastighet og kaloriverdi. According to known technology, measurement of heat content usually requires two primary quantities, namely the fuel's mass flow rate and calorific value.

Selv om måling av massestrømhastigheter ligger innen kompetanseområdet for de fleste ingeniører, og selv om det er en viss måleusikkerhet som riktignok kan bestemmes og relateres direkte til det anvendte utstyr og som kan gjennomføres kontinuerlig, er likevel varmeverdien vanske- lig å beregne. Beregningen krever nemlig et forholdsvis kostbart utstyr samt investeringer og kvalifisert perso-nell og uttrykkes som regel i form av enkeltstående målinger eller verdier. Eksempelvis tar det ca. 15 minut-ter å kromatografisk analysere en prøve for å fastslå prøvens varmeverdi. Although measurement of mass flow rates is within the competence area of most engineers, and although there is a certain measurement uncertainty which can of course be determined and related directly to the equipment used and which can be carried out continuously, the heat value is still difficult to calculate. The calculation requires relatively expensive equipment as well as investments and qualified personnel and is usually expressed in the form of individual measurements or values. For example, it takes approx. 15 minutes to chromatographically analyze a sample to determine the sample's heating value.

En direkte følge av og ulempe med vanskene med å kunne foreta en pålitelig måling av varmeinnholdet i et brensel blir at energien som regel selges på vektbasis. A direct consequence of and disadvantage of the difficulties in being able to make a reliable measurement of the heat content of a fuel is that the energy is usually sold on a weight basis.

For gassformig brensel, særlig de som distribueres gjennom rørledninger, får dette den virkning at distribu-tøren kjøper gassen fra leverandøren (befrakteren) og selger gassen til forbrukeren på basis av gassens normal-volum som den virkelig måles (dvs. gassvolumet uttrykt ved normaltilstanden, og på basis av et estimat av varmeverdien . For gaseous fuels, especially those distributed through pipelines, this has the effect that the distributor buys the gas from the supplier (the charterer) and sells the gas to the consumer on the basis of the normal volume of the gas as it is actually measured (i.e. the volume of gas expressed at the normal state, and on the basis of an estimate of the heating value.

Når varmeverdien i den fordelte gass således varierer sterkt, oppstår det ofte konflikter og til og med retts-saker. Eksempelvis kan det nevnes at i Frankrike er det lovgitte tillatte variasjonsområde for naturgass som distribueres via det såkalte H-gassnettverk, tilnærmet lik 18% av den midlere verdi. When the heat value in the distributed gas thus varies greatly, conflicts and even legal cases often arise. For example, it can be mentioned that in France the legally permitted range of variation for natural gas distributed via the so-called H-gas network is approximately equal to 18% of the average value.

Fra GB-patentskrift 1.056.54 0 er det kjent en fremgangsmåte og et apparat for måling av forbrenningsproduktene som avtrekkes fra en industriell ovn for bestemmelse av luftfaktor. Dette innebærer at en foretar målingen på en gassformig strøm som kun inneholder en liten mengde uforbrent materiale. From GB patent document 1.056.54 0, a method and an apparatus for measuring the combustion products which are extracted from an industrial furnace for determining the air factor are known. This means that the measurement is carried out on a gaseous stream that only contains a small amount of unburned material.

Ifølge patentskrift GB-2.099.589 foretas kun måling av kaloriverdien. According to patent document GB-2,099,589, only the caloric value is measured.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å avhjelpe de ovennevnte ulemper og gjøre det mulig å måle nøyaktig og effektivt varmeverdien i en strøm av brensel, og særlig en gasstrøm, slik at det kan gjennomføres kontinuerlige målinger under anvendelse av eksisterende utstyr og uten at det er behov for arbeidskraft for å utføre målingene. The present invention aims to remedy the above-mentioned disadvantages and make it possible to accurately and efficiently measure the heat value in a flow of fuel, and in particular a gas flow, so that continuous measurements can be carried out using existing equipment and without the labor is needed to carry out the measurements.

Disse formål oppnås med et apparat som er kjenne-tegnet ved at det omfatter en hoveddyse med en sonisk strupe med varierbart tverrsnitt som er anordnet i hovedledningen, og en sidekrets for uttak av en kjent liten fraksjon av massestrømmen av den gassformige strøm gjennom hovedledningen for fremføring av den lille fraksjon til kontroll-forbrenningskammeret, at sidekretsen ligger i en sone av hovedledningen plassert oppstrøms for hoveddysen og omfatter en sekundær dyse hvis soniske strupe har en fiksert geometri, at forbrenningskammeret i sidekretsen blir matet med oksiderende luft via en ledning hvori det er anordnet et måleinstrument for måling av massestrøm-ningshastighet til den oksidasjonsluft som anvendes til forbrenning av den lille fraksjon og gjeldende for nevnte forbrenningskammer, samt at det omfatter en beregnings- og display- eller registreringsenhet tilkoplet til måleinstrumentet og til systemet for måling eller regulering av luftfaktoren for bestemmelse og fremvisning eller registrering av verdien av varmeenergien til den substans som strømmer gjennom hovedkanalen på basis av data som vedrører massestrømhastigheten til den oksiderende luft som leveres til måleinstrumentet og data som vedrører luftfaktoren og som avgis fra måle- eller reguleringssystemet . These purposes are achieved with an apparatus which is characterized in that it comprises a main nozzle with a sonic throat of variable cross-section which is arranged in the main line, and a side circuit for extracting a known small fraction of the mass flow of the gaseous stream through the main line for advancement of the small fraction to the control combustion chamber, that the side circuit is located in a zone of the main line located upstream of the main nozzle and includes a secondary nozzle whose sonic throat has a fixed geometry, that the combustion chamber in the side circuit is fed with oxidizing air via a line in which it is arranged a measuring instrument for measuring the mass flow rate of the oxidation air used for burning the small fraction and applicable to said combustion chamber, and that it includes a calculation and display or recording unit connected to the measuring instrument and to the system for measuring or regulating the air factor for determination and presentation etc is the recording of the value of the heat energy of the substance flowing through the main channel on the basis of data relating to the mass flow rate of the oxidizing air delivered to the measuring instrument and data relating to the air factor and which is emitted from the measuring or regulation system.

Fremgangsmåten kjennetegnes ved at en kjent liten fraksjon, via en grenkrets, uttas kontinuerlig fra masse-strømmen av brensel gjennom hovedledningen, hvilken lille-fraksjon bringes til å brenne i et forbrenningskammer spesifikt for målemetoden, slik at luftfaktoren gjeldende for forbrenningen måles eller reguleres for å opprettholde en konstant luftfaktor, hvor massestrømningshastigheten av den oksiderende luft som anvendes til å forbrenne den lille fraksjon måles, og brenselets varmeenergi bestemmes utfra den målte strømningshastighet av oksidasjonsluften og fra luftfaktoren, og hvor det er anordnet en hoveddyse i hovedledningen for å opprettholde en massestrømhastighet av gassen i en sone av hovedledningen uavhengig av det eksisterende trykk i kanalen nedstrøms for sonen, at den lille fraksjon uttas fra sonen av hovedledningen, og at det er anordnet en sekundær dyse i grenkretsen for uttaking av den lille fraksjon for å opprettholde en masse-strømhastighet i grenkretsen motsvarende til den kjente lille fraksjon og uavhengig av trykket som forekommer ved utløpet fra grenkretsen. The method is characterized by the fact that a known small fraction, via a branch circuit, is continuously taken from the mass flow of fuel through the main line, which small fraction is brought to burn in a combustion chamber specifically for the measurement method, so that the air factor applicable to the combustion is measured or regulated in order to maintaining a constant air factor, where the mass flow rate of the oxidizing air used to burn the small fraction is measured, and the heat energy of the fuel is determined from the measured flow rate of the oxidizing air and from the air factor, and where a main nozzle is arranged in the main line to maintain a mass flow rate of the gas in a zone of the main line regardless of the existing pressure in the channel downstream of the zone, that the small fraction is withdrawn from the zone of the main line, and that a secondary nozzle is arranged in the branch circuit for withdrawal of the small fraction to maintain a mass flow rate in the branch circuit correspondingly to the known small fraction and independent of the pressure occurring at the outlet from the branch circuit.

Hoveddysen med den soniske struping som frembringer en nedstrøms trykkregulering, en strupeenhet hvis strøm-ningstverrsnitt er variabelt og defineres av stillingen til en bevegelig konus som er anordnet inne i dyselegemet og som kan forflyttes langs dyseaksen i forhold til strupen, og det anvendes en posisjonsføler for å detektere posisjonsforskyvningen for den bevegelige konus for å forsyne regneenheten og viseranordningen med data vedrørende konusens stilling lengdeveis. The main nozzle with the sonic throttle which produces a downstream pressure regulation, a throttle unit whose flow cross-section is variable and is defined by the position of a movable cone which is arranged inside the nozzle body and which can be moved along the nozzle axis in relation to the throat, and a position sensor is used for to detect the displacement of the position of the movable cone in order to supply the calculation unit and the display device with data relating to the longitudinal position of the cone.

I dette tilfellet er kun brenselstrømhastigheten i sidekretsen konstant. Imidlertid er det mulig å oppnå verdien for koeffisienten K som representerer kvotientene for strømningshastigheten gjennom sidekretsen dividert med hovedkretsens strømningshastighet ved å registrere konusens plassering. In this case, only the fuel flow rate in the side circuit is constant. However, it is possible to obtain the value of the coefficient K which represents the quotient of the flow rate through the side circuit divided by the main circuit flow rate by recording the position of the cone.

Fortrinnsvis har deler av sidekretsen redusert tverrsnitt som kan gi opphav til lokaliserte trykktap. Preferably, parts of the side circuit have a reduced cross-section which can give rise to localized pressure losses.

I dette tilfellet foretrekkes det at hovedledningen er utstyrt med et filter som er anordnet oppstrøms for den sone på hovedledningen hvor sidekretsens oppstrømsende er tilkoblet. Sidekretsen kan også utstyres med det andre filter som ikke medfører trykktap og som anbringes opp-strøms for sonen hvor trykktapene lokaliseres. In this case, it is preferred that the main line is equipped with a filter which is arranged upstream of the zone on the main line where the upstream end of the side circuit is connected. The side circuit can also be equipped with the second filter which does not cause pressure loss and which is placed upstream of the zone where the pressure losses are located.

Ifølge en foretrukket utførelse omfatter systemet som måler luftfaktoren f anordninger til å analysere oksygeninnholdet i forbrenningsproduktene som strømmer ut fra forbrenningskammeret som er spesifikt for anordningen, og måleanordningen til å måle strømningshastigheten for oksidasjonsluften omfatter også en anordning til å analysere oksygeninnholdet i oksidasjonsluften, idet anord- ningene til oksygenanalysen omfatter én eneste oksygen-analysator som vekselvis anvendes i forbindelse med ledningen som tilfører oksidasjonsluften. According to a preferred embodiment, the system which measures the air factor f comprises devices for analyzing the oxygen content of the combustion products flowing out from the combustion chamber which is specific to the device, and the measuring device for measuring the flow rate of the oxidation air also comprises a device for analyzing the oxygen content of the oxidation air, the device nings for the oxygen analysis comprise a single oxygen analyzer which is alternately used in connection with the line that supplies the oxidation air.

Andre kjennetegn og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av spesielle ut-førelser av oppfinnelsjen som eksemplifiseres ved hjelp av ikke-begrensende eksempler, og under henvisning til den medfølgende tegning, hvor: Figuren viser et skjematisk riss av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen anvendt i forbindelse med en transittsone i en hovedtransport- eller fordelingsledning for et gassformig brensel hvori måling av varmeinnholdet utføres ved hjelp av en spesiell ekstrakrets og en sonisk dyse med en strupeenhet hvor selve strupen har variabelt tverrsnitt i hovedtransport- eller fordelingsledningen. Other characteristics and advantages of the invention will be apparent from the subsequent description of particular embodiments of the invention which are exemplified by means of non-limiting examples, and with reference to the accompanying drawing, where: The figure shows a schematic outline of a preferred embodiment of the invention used in connection with a transit zone in a main transport or distribution line for a gaseous fuel in which measurement of the heat content is carried out using a special extra circuit and a sonic nozzle with a throat unit where the throat itself has a variable cross-section in the main transport or distribution line.

Innledningsvis skal det minnes om at for et gitt brensel og oksidasjonsluft som har et gitt oksygeninnhold, eksisterer det et l:l-forhold mellom varmeverdien Pc og det teoretiske luftvolum VA som er nødvendig for å oppnå en støkiometrisk forbrenning av en enhetsmasse, slik det gis ved følgende ligning: At the outset, it should be remembered that for a given fuel and oxidation air having a given oxygen content, there exists a l:l ratio between the calorific value Pc and the theoretical air volume VA which is necessary to achieve a stoichiometric combustion of a unit mass, as given by the following equation:

hvor C er en konstant. where C is a constant.

Dessuten skal det bemerkes at forholdet VA/Pc varierer lite med brenselets egenskaper, og særlig når brenselet er en naturgass. It should also be noted that the ratio VA/Pc varies little with the properties of the fuel, and particularly when the fuel is natural gas.

For eksempel har gassen, som vanligvis fremføres gjennom det franske gassfordelingsnett, et VA/Pc-forhold som er stabilt til innenfor to promille. For example, the gas, which is usually delivered through the French gas distribution network, has a VA/Pc ratio that is stable to within two parts per thousand.

Den foreliggende oppfinnelse tar hensyn til dette forholdets stabilitet og gjør det mulig å måle varmeenergien på en måte som er betydelig enklere enn de tidligere kjente metoder. The present invention takes into account the stability of this relationship and makes it possible to measure the heat energy in a way that is significantly simpler than the previously known methods.

For å gjennomføre dette i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, gjennomføres det en fullstendig forbrenning som definert ved dens luftgrad eller luftfaktor f hvor f defineres som forholdet mellom det virkelige anvendte luftvolum og luftvolumet VA som er nødvendig for å få til en støkiometrisk forbrenning: In order to carry this out in accordance with the method according to the invention, a complete combustion is carried out as defined by its air degree or air factor f where f is defined as the ratio between the actual air volume used and the air volume VA which is necessary to achieve a stoichiometric combustion:

I dette tilfelle kan varmeverdien Pu enkelt måles ved å måle den oksiderende luftens massestrømning. Det skal bemerkes at varmeenergien Pu defineres som: In this case, the heating value Pu can be easily measured by measuring the mass flow of the oxidizing air. It should be noted that the heat energy Pu is defined as:

hvor Qc er brenselets massestrømhastighet og Pc er brenselets varmeverdi. where Qc is the mass flow rate of the fuel and Pc is the heating value of the fuel.

Ved å kombinere ligningene (l)-(3) vil det sees at: By combining equations (l)-(3) it will be seen that:

Imidlertid representerer Qc x va strømningshastig-heten q]_uft for den luft som virkelig anvendes, eller strømningshastigheten for oksidasjonsluften som korresponderer med strømningshastigheten Qc, slik at ligning (4) kan skrives: However, Qc x va represents the flow rate q]_uft of the air actually used, or the flow rate of the oxidation air corresponding to the flow rate Qc, so that equation (4) can be written:

Så lenge luftfaktoren f holdes konstant ved regulering er det mulig å oppnå varmeverdien ved kun å måle massestrømhastigheten for oksidas j onsluf ten q]_uft og multiplisere med en vektfaktor. As long as the air factor f is kept constant during regulation, it is possible to obtain the heat value by only measuring the mass flow rate of the oxidation air q]_uft and multiplying by a weight factor.

Det vil således sees at verdien for f kan velges vil-kårlig selv om det foretrekkes å velge en luftfaktorverdi f som er lik eller nær 1. It will thus be seen that the value for f can be chosen arbitrarily, although it is preferred to choose an air factor value f that is equal to or close to 1.

Hvis faktoren f ikke reguleres, kan den variere, særlig invers i forhold til det anvendte brenselets evne VA til å forbruke oksidasjonsmiddel. If the factor f is not regulated, it can vary, particularly inversely in relation to the used fuel's ability VA to consume oxidizer.

For å bestemme varmeverdien er det således nødvendig å måle luftmassens strømningshastighet <3iuft/ °9 luftfaktoren f, for eksempel ved å analysere restmengden av oksygen i forbrenningsproduktene. In order to determine the heating value, it is thus necessary to measure the flow rate of the air mass <3iuft/ °9 the air factor f, for example by analyzing the residual amount of oxygen in the combustion products.

Den resulterende nøyaktighet for varmeverdien Pu er den observerte nøyaktighet under målingen av l:l-luft-strømningshastigheten q}_uft sammen med en tilleggsfaktor på 3-7 promille for en gass, såsom "H"-gass, som leveres av det Franske Gass-selskap. En faktor på 7 promille tar hensyn til den forventede nøyaktighet når luftfaktoren reguleres. The resulting accuracy of the heating value Pu is the observed accuracy during the measurement of the l:l air flow rate q}_uft together with an additional factor of 3-7 per thousand for a gas, such as "H" gas, supplied by the French Gas- company. A factor of 7 parts per thousand takes into account the expected accuracy when the air factor is regulated.

Ifølge oppfinnelsen kan således varmeverdien måles med en nøyaktighet som kun er avhengig av nøyaktigheten til måleren som måler luftstrømningshastigheten i tillegg til en ytterligere usikkerhet på kun fem promille.. According to the invention, the heat value can thus be measured with an accuracy that only depends on the accuracy of the meter that measures the air flow rate, in addition to a further uncertainty of only five parts per thousand.

I motsetning til dette krever konvensjonelle metoder at både brenselets massestrømhastighet og dets kaloriverdi måles, og selv om nøyaktigheten hvormed brenselets masse-strømhastighet kan måles kan være av samme størrelsesorden som måling av luftens massestrøm, krever en usikkerhet i kaloriverdien på flere promille måleinstrumenter som ofte ikke er tilgjengelige. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det således mulig å generalisere målingene av varmeverdier til en nøyaktighet som kan sammenlignes med de beste laboratorieprosedyrer samtidig som det nå er blitt mulig å gjennomføre kontinuerlige målinger. In contrast, conventional methods require that both the fuel's mass flow rate and its calorific value be measured, and although the accuracy with which the fuel's mass flow rate can be measured can be of the same order of magnitude as measuring the air's mass flow, requires an uncertainty in the calorific value of several per thousand measuring instruments which often do not are available. The method according to the invention thus makes it possible to generalize the measurements of heat values to an accuracy that can be compared with the best laboratory procedures, while it has now become possible to carry out continuous measurements.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen er beskrevet nærmere i detalj under henvisning til den medfølgende figur. A preferred embodiment of the invention is described in more detail with reference to the accompanying figure.

Figuren viser en foretrukket utførelse hvor en masse-strømhastighet av luft måles for det formål å bestemme varmeverdien. Dette utføres i en hovedledning 1 for transport av gassformig brensel QgasS/såsom naturgass, ved et variabelt trykk P2. Utførelsen som vises i figuren, kan således anvendes i forbindelse med en stasjon hvor en be-frakter leverer brenselfluid til en distributør eller hvor en distributør leverer brensel til en forbruker og kan således anvendes til å bestemme varmeverdien i et gassformig fluid. I dette tilfelle omfatter måleanordningen en sidekrets 101 for uttaking av en gasstrøm qgasssom er mye mindre enn hovedgasstrømmen Qgass- Strømmen av brensel-substans gjennom ledningen 1 føres til en brenner 2 som via en åpning 31 mates med oksidasjonsluft som bringes inn i et kammer 3 0 ved hjelp av en mateledning 3 for oksidasjonsluft. The figure shows a preferred embodiment where a mass flow rate of air is measured for the purpose of determining the heating value. This is carried out in a main line 1 for transporting gaseous fuel QgasS/such as natural gas, at a variable pressure P2. The design shown in the figure can thus be used in connection with a station where a carrier delivers fuel fluid to a distributor or where a distributor delivers fuel to a consumer and can thus be used to determine the heat value in a gaseous fluid. In this case, the measuring device comprises a side circuit 101 for extracting a gas flow qgas which is much smaller than the main gas flow Qgas- The flow of fuel-substance through the line 1 is led to a burner 2 which via an opening 31 is fed with oxidation air which is brought into a chamber 3 0 by means of a supply line 3 for oxidation air.

Via sidekretser 101 avtrekkes en konstant og svært liten fraksjon <3gass fra hovedstrømmen av brenselfluid<Q>gass ^ra en sone 8- Den lille fraksjon strømmer gjennom ledninger med fastlagt geometri til et ekstra forbrenningskammer 110. Det ekstra forbrenningskammer 110 er enten tilknyttet til et system 104 for å regulere luftfaktoren, eller til et system 104' til å måle luftfaktoren . Via side circuits 101, a constant and very small fraction <3gas is withdrawn from the main stream of fuel fluid <Q>gas ^ra a zone 8- The small fraction flows through lines with fixed geometry to an additional combustion chamber 110. The additional combustion chamber 110 is either connected to a system 104 to regulate the air factor, or to a system 104' to measure the air factor.

Systemet 104 som regulerer luftfaktoren omfatter en føler 141 og legeme 14 0 for å modulere luftmengden som tilføres til forbrenningskammeret 110 via ledningen 103 som leder inn i en sone 13 0 tilstøtende til enden av side-grenledningen 101. The system 104 which regulates the air factor comprises a sensor 141 and body 14 0 to modulate the amount of air supplied to the combustion chamber 110 via the line 103 which leads into a zone 13 0 adjacent to the end of the side branch line 101.

Føleren 141 som anvendes når luftfaktoren reguleres, kan for eksempel omfatte en sonde for detektering for en terskelverdi og som fortrinnsvis kan omfatte en zirkonium-sonde som kan gi en nøyaktighet på 3-5 promille. The sensor 141 which is used when the air factor is regulated can, for example, comprise a probe for detecting a threshold value and which can preferably comprise a zirconium probe which can give an accuracy of 3-5 per thousand.

Som nevnt ovenfor er ikke reguleringssystemet 104 for luftfaktoren absolutt vesentlig. Dersom reguleringssystemet 104 utelates, erstattes det av et målesystem 104' As mentioned above, the regulation system 104 for the air factor is not absolutely essential. If the regulation system 104 is omitted, it is replaced by a measurement system 104'

(vist med den prikkede linje i fig. 1) som overfører luftfaktoren f til en beregningsenhet 160 etter at restmengden av oksygen i de fullstendig forbrente produkter er analy-sert ved hjelp av føleren 141, som således ikke lenger er en føler for detektering av en terskelverdi, men består av en føler som har et utvidet måleområde. (shown by the dotted line in Fig. 1) which transfers the air factor f to a calculation unit 160 after the residual amount of oxygen in the completely burned products has been analyzed by means of the sensor 141, which is thus no longer a sensor for detecting a threshold value, but consists of a sensor that has an extended measuring range.

En måler 106 anvendes til å måle strømningshastig-heten q]_uft f°r den oksiderende luftmasse som fremføres gjennom ledningen 103, og den målte verdi for strømnings-hastigheten av oksiderende luft som anvendes til å forbrenne brenselfraksjonen qgasssom fremføres gjennom ledningen 103 til målerens forbrenningskammer 110, ledes til beregningsenheten 160. Enheten 160 for beregning og display eller registrering av varmeverdien mottar informa-sjoner fra luftstrømningsmåleren 106, og om nødvendig fra systemet 104' som analyserer luftfaktoren f. A meter 106 is used to measure the flow rate q]_uft of the oxidizing air mass that is advanced through line 103, and the measured value for the flow rate of oxidizing air that is used to burn the fuel fraction qgas that is advanced through line 103 to the meter's combustion chamber 110, is directed to the calculation unit 160. The unit 160 for calculation and display or recording of the heat value receives information from the air flow meter 106, and if necessary from the system 104' which analyzes the air factor f.

Enheten 160 kan også omfatte kretser for integrering The device 160 may also include circuits for integration

av de beregnede varmeverdier som funksjon av tiden for å fremskaffe utgangsverdier som er representative for en energimengde. of the calculated heat values as a function of time to produce output values that are representative of an energy quantity.

Måleren 106 som måler luftmassens strømningshastighet omfatter fortrinnsvis følere som måler temperatur, trykk, fuktighet og eventuelt oksygeninnhold, slik at det kan oppnås en større nøyaktighet. Kjennskap til disse ulike parametre gjør det mulig å nøyaktig bestemme luftmassens strømningshastighet per tidsenhet som funksjon av luftvolumet som passerte forbi måleren 106. The meter 106 which measures the flow rate of the air mass preferably comprises sensors which measure temperature, pressure, humidity and possibly oxygen content, so that greater accuracy can be achieved. Knowledge of these various parameters makes it possible to accurately determine the flow rate of the air mass per time unit as a function of the air volume that passed past the meter 106.

I den foreliggende beskrivelse antas det at oksida-sjonsmidlet tilføres via ledningen 103 med en strømnings-hastighet som bestemmes av måleren 106. Imidlertid er det meningen at oppfinnelsen også skal omfatte situasjoner hvor ledningen 103 leverer rent oksygen. In the present description, it is assumed that the oxidizing agent is supplied via the line 103 at a flow rate determined by the meter 106. However, it is intended that the invention should also cover situations where the line 103 delivers pure oxygen.

Dersom trykket i sonen 8 i hovedledningen 1 oppstrøms for sidekretsen 101 er høyere enn trykket i det ekstra forbrenningskammer 110, foretrekkes det at en sone Z3 i sidekretsen 101 omfatter en sone for lokalisert trykktap i sidekretsen, slik at sidekretsen kan kalibreres i labora-toriet . If the pressure in zone 8 in the main line 1 upstream of the side circuit 101 is higher than the pressure in the additional combustion chamber 110, it is preferred that a zone Z3 in the side circuit 101 includes a zone for localized pressure loss in the side circuit, so that the side circuit can be calibrated in the laboratory.

Det ekstra styrte forbrenningskammer 110 kan utformes The additional controlled combustion chamber 110 can be designed

på flere forskjellige måter, og særlig kan det omfatte en katalytisk brenner. in several different ways, and in particular it may include a catalytic burner.

Måleren 106 som måler den oksiderende luftmassens strømningshastighet kan omfatte forskjellige velkjente komponenter. Således er det mulig å anvende en lavtrykks positiv fortrengningspumpe, for eksempel en tannstang med drev, for å frembringe og målestrømmen av det gassformige fluid. The meter 106 which measures the flow rate of the oxidizing air mass may comprise various well-known components. Thus, it is possible to use a low-pressure positive displacement pump, for example a gear rack with a drive, to produce and measure the flow of the gaseous fluid.

Når hovedledningen 1 er en transport- eller distribu-sjonsledning for et gassformig fluid og utgjør en transittsone, varierer geometrien eller strømningskoeffisi-entene for det nedstrøms beliggende nettverk kontinuerlig, særlig som en funksjon av posisjonene for ulike kontroll-tappepunkter som anvendes av brukere og kunder. I dette tilfelle varierer koeffisienten K, som korresponderer med forholdet mellom strømningshastigheten Qgass for hovedgassen gjennom hovedledningen 1 og den fraksjon som repre-senteres av strømningshastigheten<q>gass for prøvegassen som uttas gjennom sidegren. Utførelsen som vises i figuren avhjelper dette problem og omfatter forskjellige spesielle arrangementer som gjør det mulig å overse variasjoner i nedstrømstrykket P2, og det blir følgelig mulig å opprettholde et konstant forhold mellom strømningshastigheten qgassfor prøvegassen gjennom sidekretsen 101 og strøm-ningshastighete<n>Qgass for hovedgassen som strømmer gjennom hovedledningen 1. When the main line 1 is a transport or distribution line for a gaseous fluid and constitutes a transit zone, the geometry or flow coefficients of the downstream network varies continuously, particularly as a function of the positions of various control tap points used by users and customers . In this case, the coefficient K varies, which corresponds to the ratio between the flow rate Qgas for the main gas through the main line 1 and the fraction represented by the flow rate <q>gas for the sample gas taken through the side branch. The embodiment shown in the figure remedies this problem and includes various special arrangements which make it possible to overlook variations in the downstream pressure P2, and it is consequently possible to maintain a constant ratio between the flow rate qgas for the sample gas through the side circuit 101 and the flow rates<n>Qgas for the main gas flowing through the main line 1.

Ifølge utførelsen i figuren er det anordnet en sonisk dyse 2 0 i hovedledningen 1 for å definere en oppstrøms 11 og en nedstrøms lengde av ledningen 12. Den konvergerende/ divergerende soniske dyse 2 0 omfatter en struping 21 med stasjonært tverrsnitt og bestemmer en gass-strømnings-hastighet Qd i hovedledningen 1, som er uavhengig av ned-strømstrykket P2 og som kun er avhengig av oppstrøms-trykket Pl, av tverrsnittet av strupingen 21 i dysen 20, og selvsagt av fluidets fysiske egenskaper (tetthet, viskositet osv.). According to the embodiment in the figure, a sonic nozzle 20 is arranged in the main line 1 to define an upstream 11 and a downstream length of the line 12. The converging/diverging sonic nozzle 20 comprises a throat 21 with a stationary cross-section and determines a gas flow -velocity Qd in the main line 1, which is independent of the downstream pressure P2 and which only depends on the upstream pressure Pl, on the cross-section of the throat 21 in the nozzle 20, and of course on the physical properties of the fluid (density, viscosity, etc.).

Sidekretsen 101 omfatter også en sonisk strupedyse 120, og sidekretsen 101 er tilkoblet til hovedledning 101 umiddelbart oppstrøms for dysen 20 som er lokalisert i hovedkretsen, i en sone 8 av oppstrømslengden 11 på hovedledningen 1. The side circuit 101 also comprises a sonic throat nozzle 120, and the side circuit 101 is connected to the main line 101 immediately upstream of the nozzle 20 which is located in the main circuit, in a zone 8 of the upstream length 11 of the main line 1.

Sidekretsen 101 omfatter en ventil eller en kran 81 i nærheten av sonen 8 hvor sidekretsen er tilkoblet til hovedledningen 1, og ventilen har en gjennomgående pas-sasje som ikke medfører nevneverdig trykktap, og det kan også være innsatt et filter 109 som heller ikke fører til trykktap av betydning. Sidekretsen 101 har en stasjonær oppbygning og omfatter en sone Z3 for lokalisering av trykktap, og den stasjonære strupedyse 120 er lokalisert i sonen. The side circuit 101 comprises a valve or a tap 81 in the vicinity of the zone 8 where the side circuit is connected to the main line 1, and the valve has a continuous passage which does not cause significant pressure loss, and a filter 109 may also be inserted which also does not lead to significant pressure loss. The side circuit 101 has a stationary structure and comprises a zone Z3 for locating pressure loss, and the stationary throat nozzle 120 is located in the zone.

Sidekretsen 101 leder inn til et ekstra forbrenningskammer 110, som for eksempel kan omfatte et forbrenningskammer av katalytisk type og som er forbundet med systemet 104 for regulering av luftfaktoren, eller som er tilknyttet systemet 104' som måler luftfaktoren, og som er utstyrt med en mateledning 103 for oksiderende luft omfattende en måler 106 som kan måle massestrømhastigheten<c>iluft'og forbundet med en beregningsenhet og displayenhet 106. Et filter 9 uten nevneverdig trykktap kan også an-ordnes i hovedledningen 1 oppstrøms for sonen 8 på sidekretsens 101 oppstrømsende. The side circuit 101 leads into an additional combustion chamber 110, which may for example comprise a combustion chamber of catalytic type and which is connected to the system 104 for regulating the air factor, or which is connected to the system 104' which measures the air factor, and which is equipped with a feed line 103 for oxidizing air comprising a meter 106 which can measure the mass flow rate of air and connected to a calculation unit and display unit 106. A filter 9 without significant pressure loss can also be arranged in the main line 1 upstream of the zone 8 on the upstream end of the side circuit 101.

Med måleanordningen som vises i figuren kan varmeverdien bestemmes med stor nøyaktighet fra luftstrøm-hastigheten som måles av måleren 106, under forutsetning at reguleringssystemet 104 eller målesystemet 104' for luftfaktoren er nøyaktig, og under forutsetning av at forholdet mellom tverrsnittet over hoveddysen 2 0 og tverrsnittet over den sekundære dyse 12 0 er nøyaktig kjent. Forholdet mellom disse tverrsnitt kan bestemmes under monteringen, eller så kan det bestemmes under kalibrer-ingen av hovedkretsen og sidekretsen. Ventilen 81 gjør det mulig å kalibrere sidekretsen på en hensiktsmessig måte. With the measuring device shown in the figure, the heat value can be determined with great accuracy from the airflow rate measured by the meter 106, on the condition that the regulation system 104 or the measurement system 104' for the air factor is accurate, and on the condition that the ratio between the cross section over the main nozzle 20 and the cross section above the secondary nozzle 12 0 is precisely known. The ratio between these cross-sections can be determined during assembly, or it can be determined during the calibration of the main circuit and the side circuit. The valve 81 makes it possible to calibrate the side circuit in an appropriate manner.

Det kan sees at målingene av luftstrømningshastig-heten g.iuft ve<3. hjelp av måleren 106 relateres til en verdi som varierer forholdsvis lite så lengde sidekretsens 101 oppstrømsende er tilkoblet til sonen 8 hvor trykket Pl i hovedledningen er relativt stabilt. Dette gjør det enklere å velge et egnet kalibrert måleinstrument til å måle luftmassens strømningshastighet slik at nøyaktigheten optimaliseres. It can be seen that the measurements of the air flow rate g.iuft ve<3. using the meter 106 is related to a value that varies relatively little as long as the upstream end of the side circuit 101 is connected to the zone 8 where the pressure Pl in the main line is relatively stable. This makes it easier to choose a suitable calibrated measuring instrument to measure the flow rate of the air mass so that accuracy is optimised.

Ifølge figuren er hoveddysen 2 0 i hovedledningen 1 av den soniske type, men dysen omfatter en strupeenhet 21 med varierbart tverrsnitt i form av en konus 22 som er anordnet aksialt inne i dysens 20 legeme 23. I dette til felle kan denne variable soniske dyse 2 0 med strupeenhet anvendes til å regulere nedstrømstrykket P2 og kan dessuten også omfatte en måler for måling av strømningshastig-heten for det gassformige brensel gjennom hovedledningen 1. På samme måte som for utførelsen i figuren, er sidekretsen 101 tilkoblet til hovedledningen 1 i en sone 8 oppstrøms for dysen 2 0 i hovedledningen 1. According to the figure, the main nozzle 20 in the main line 1 is of the sonic type, but the nozzle comprises a throat unit 21 with a variable cross-section in the form of a cone 22 which is arranged axially inside the body 23 of the nozzle 20. In this case, this variable sonic nozzle 2 0 with a throttle unit is used to regulate the downstream pressure P2 and can also include a meter for measuring the flow rate of the gaseous fuel through the main line 1. In the same way as for the embodiment in the figure, the side circuit 101 is connected to the main line 1 in a zone 8 upstream of nozzle 2 0 in main line 1.

Så lenge tverrsnittet av strupen i dysen 2 0 er varierbart som funksjon av stillingen til den bevegelige konus 22 langs dyseaksen, er forholdet mellom gass-strømningshastigheten gjennom hovedledningen 1 og gass-strømningshastigheten gjennom sidekretsen 101 en funksjon av posisjonen til konusen 22. Følgelig avhenger også proporsjonalitetskoeffisienten mellom strømningshastig-heten for den oksiderende luft som måles med måleren 106 og varmeverdien som avgis via hovedledningen 1, av posisjonen til den bevegelige konus 22. Imidlertid kan posisjonene til konusen 22 bestemmes nøyaktig på permanent basis, for eksempel ved hjelp av et måleinstrument 24 som festes til konusen 22. En innledende kalibrering gjør det enkelt å bestemme forholdet mellom proporsjonalitetskoeffisienten og konusens posisjon, slik at det blir mulig å bestemme den avgitte varmeverdi som funksjon av den målte luftstrømningshastighet og som en funksjon av konusens 22 målte posisjon A. langs dysens 2 0 akse. As long as the cross-section of the throat of the nozzle 20 is variable as a function of the position of the movable cone 22 along the nozzle axis, the ratio between the gas flow rate through the main line 1 and the gas flow rate through the side circuit 101 is a function of the position of the cone 22. Accordingly, it also depends the proportionality coefficient between the flow rate of the oxidizing air measured by the meter 106 and the heat value emitted via the main line 1, by the position of the movable cone 22. However, the positions of the cone 22 can be accurately determined on a permanent basis, for example by means of a measuring instrument 24 which is attached to the cone 22. An initial calibration makes it easy to determine the relationship between the proportionality coefficient and the position of the cone, so that it becomes possible to determine the emitted heat value as a function of the measured air flow rate and as a function of the measured position of the cone 22 A. along the nozzle 2 0 axis.

Utførelsen i figuren gjør det således mulig å kombinere apparater for måling av varmeverdier med et reguler-bart måleinstrument, slik det for eksempel beskrives i FR-patent 2.341.131. The embodiment in the figure thus makes it possible to combine devices for measuring heat values with an adjustable measuring instrument, as described for example in FR patent 2,341,131.

I den beskrevne utførelse er det selvsagt mulig å anvende forskjellige anordninger, for eksempel pneumatiske instrumenter, for å holde konstant eller permanent måle koeffisienten K som definerer forholdet mellom brenselets strømningshastighet Qgassgjennom hovedledningen 1 og strømningshastigheten gjennom sidekretsen 101 hvis opp-strømsende befinner seg i hovedledningens 1 sone 8. Særlig dersom det er tilgjengelig et måleinstrument som kan måle gassens massestrømningshastighet Qgassi hovedledningen 1, kan proporsjonalitetsfaktoren K mellom strømningshastig-heten Qgassfor hovedledningen og sidegrenstrømnings-hastigheten qgaSsbestemmes ved å måle sidekretsens gass-strømningshastighet<q>gaSs- Det foretrekkes å måle denne strømningshastighet qgassfor sidegrenen enten ved hjelp av en fast strupedyse, og særlig dersom det er tilgjengelig et forbindelsespunkt ved regulert trykk, eller på enden av sidekretsen 101 umiddelbart oppstrøms fra den styrte forbrenning i kammeret 110 slik at man kan dra nytte av denne nøyaktighet i lys av kostnader og målinger som kan gjennomføres under betingelser nær opp til om-givelsene . In the described embodiment, it is of course possible to use different devices, for example pneumatic instruments, to keep constant or permanently measure the coefficient K which defines the relationship between the fuel flow rate Qgas through the main line 1 and the flow rate through the side circuit 101 whose upstream end is in the main line 1 zone 8. In particular, if a measuring instrument is available that can measure the gas mass flow rate Qgas in the main line 1, the proportionality factor K between the flow rate Qgas for the main line and the side branch flow rate qgaSs can be determined by measuring the gas flow rate of the side circuit <q>gaSs - It is preferable to measure this flow rate qgas for the side branch either by means of a fixed throat nozzle, and especially if a connection point is available at regulated pressure, or at the end of the side circuit 101 immediately upstream from the controlled combustion in the chamber 110 so that one can dr a benefit from this accuracy in light of costs and measurements that can be carried out under conditions close to the surroundings.

Når det anvendes en sidekrets kan trykktap i sidekretsen lokaliseres og fordeles på en slik måte at det blir mulig å kalibrere både hovedkretsen og sidekretsen uavhengig samt oppnå optimale dimensjoner og drift av dysen 120 som er plassert i sidekretsen 101. When a side circuit is used, pressure loss in the side circuit can be located and distributed in such a way that it becomes possible to calibrate both the main circuit and the side circuit independently as well as achieve optimal dimensions and operation of the nozzle 120 which is placed in the side circuit 101.

Det vil sees at én eneste sidekrets 101 kan knyttes til en rekke brenselfluid-fremførende hovedledninger med forskjellige diametre og utstyrt med dyser med forskjellige størrelser. I dette tilfelle bør hver krets som er tilkoplet til forskjellige hovedkretser være utstyrt med en automatisk gjennomstrømningsventil som ikke gir opphav til nevneverdige trykktap, slik at de forskjellige hovedkretser med forskjellige diametre, for fremføring av forskjellige brenselfluider, i tur og orden kan tilkobles til én eneste sidekrets 101. Dette gjør det mulig å øke varme-verdiens målenøyaktighet ved å velge de mest egnede kali-breringsdyser for hvert enkelt tilfelle. It will be seen that a single side circuit 101 can be connected to a number of fuel fluid conveying main lines of different diameters and equipped with nozzles of different sizes. In this case, each circuit connected to different main circuits should be equipped with an automatic flow-through valve that does not give rise to significant pressure losses, so that the different main circuits with different diameters, for the delivery of different fuel fluids, can be connected in turn to a single side circuit 101. This makes it possible to increase the measurement accuracy of the heat value by selecting the most suitable calibration nozzles for each individual case.

Det skal bemerkes at i alle utførelser bestemmes strømningshastighets-målingene for luftmassen ved hjelp av måleren 106, under betingelser som er nær opp til de om-givende betingelser som er særlig fordelaktige siden det derved kan anvendes forskjellige typer utstyr som kan til-passes til de forskjellige målebetingelser. It should be noted that in all embodiments the flow rate measurements for the air mass are determined by means of the meter 106, under conditions which are close to the surrounding conditions which are particularly advantageous since different types of equipment which can be adapted to the different measurement conditions.

Claims (14)

1. Apparat for måling av varmeverdien i en strøm, særlig i en gasstrøm, av et brensel som strømmer gjennom en hovedledning for transport eller fordeling av en gassformig strøm av brenselet til et nedstrøms bruksområde ved ulike trykk, omfattende et forbrenningskammer (110) som er spesifikt for måleapparatet for avbrenning av en kjent liten fraksjon (<q>gass) fra massestrømmen (Qgass) av brenselmassen som strømmer gjennom kanalen (1), og et system (104,104') for måling av luftfaktoren (f) gjeldende for forbrenningskammeret (110), eller for regulering av forbrenningen i forbrenningskammeret (110), slik at det opprettholdes en konstant luftfaktor (f),karakterisert vedat apparatet omfatter en hoveddyse (2 0) med en sonisk strupe med varierbart tverrsnitt som er anordnet i hovedledningen (1), og en sidekrets (101) for uttak av en kjent liten fraksjon (qgass) av massestrømmen (Qgass) av den gassformige strøm gjennom hovedledningen (1) for fremføring av den lille fraksjon (<q>gass) til kontroll-forbrenningskammeret (110) , at sidekretsen (101) ligger i en sone (8) av hovedledningen (1) plassert oppstrøms for hoveddysen (20) og omfatter en sekundær dyse (12 0) hvis soniske strupe har en fiksert geometri, at forbrenningskammeret (110) i sidekretsen blir matet med oksiderende luft via en ledning (103) hvori det er anordnet et måleinstrument (106) for måling av masse-strømningshastighet (q]_uft) t:L1 den oksidasjonsluft som anvendes til forbrenning av den lille fraksjon (qgass) og gjeldende for nevnte forbrenningskammer (110), samt at det omfatter en beregnings- og display- eller registreringsenhet (160) tilkoplet til måleinstrumentet (106) og til systemet (104,104') for måling eller regulering av luftfaktoren (f) for bestemmelse og fremvisning eller registrering av verdien av varmeenergien (Pu) til den substans som strømmer gjennom hovedkanalen (1) på basis av data som vedrører massestrømhastigheten (qiuft) til den oksiderende luft som leveres til måleinstrumentet (106) og data som vedrører luftfaktoren (f) og som avgis fra måle- eller reguleringssystemet (104, 104').1. Apparatus for measuring the calorific value in a stream, in particular in a gas stream, of a fuel flowing through a main line for transporting or distributing a gaseous stream of the fuel to a downstream application area at different pressures, comprising a combustion chamber (110) which is specifically for the measuring device for burning a known small fraction (<q>gas) from the mass flow (Qgas) of the fuel mass flowing through the channel (1), and a system (104,104') for measuring the air factor (f) applicable to the combustion chamber (110) ), or for regulating the combustion in the combustion chamber (110), so that a constant air factor (f) is maintained, characterized in that the device comprises a main nozzle (20) with a sonic throat of variable cross-section which is arranged in the main line (1), and a side circuit (101) for extracting a known small fraction (qgas) of the mass flow (Qgas) of the gaseous stream through the main line (1) for conveying the small fraction (<q>gas) to the control the ll combustion chamber (110), that the side circuit (101) lies in a zone (8) of the main line (1) located upstream of the main nozzle (20) and comprises a secondary nozzle (120) whose sonic throat has a fixed geometry, that the combustion chamber (110) in the side circuit is fed with oxidizing air via a line (103) in which a measuring instrument (106) is arranged for measuring the mass flow rate (q]_uft) t:L1 the oxidizing air used for combustion of the small fraction ( qgas) and applicable to said combustion chamber (110), and that it includes a calculation and display or recording unit (160) connected to the measuring instrument (106) and to the system (104,104') for measuring or regulating the air factor (f) for determination and displaying or recording the value of the heat energy (Pu) of the substance flowing through the main channel (1) on the basis of data relating to the mass flow rate (qiuft) of the oxidizing air supplied to the measuring instrument (106) and then ta which relates to the air factor (f) and which is emitted from the measurement or regulation system (104, 104'). 2. Apparat i samsvar med krav 1,karakterisert vedat hoveddysen (2 0) med en sonisk strupe og som frembringer en nedstrøms trykkreguleringsfunksjon, omfatter en strupeenhet hvis strømningstverrsnitt kan varieres og defineres via posisjonen til en bevegelig konus (22) som er anordnet inne i dysens (20) legeme og som er bevegelig i dyseaksens lengderetning i forhold til strupingen, og ved at en posisjonsføler (24) anvendes til bestemmelse av forskyvningen og posisjonen til den bevegelige konus (22) for å forsyne beregnings- og display-enheten (160) med data vedrørende konusens (22) lengdeveis innstilling.2. Apparatus in accordance with claim 1, characterized in that the main nozzle (20) with a sonic throat and which produces a downstream pressure regulation function, comprises a throat unit whose flow cross-section can be varied and defined via the position of a movable cone (22) which is arranged inside the body of the nozzle (20) and which is movable in the longitudinal direction of the nozzle axis in relation to the throat, and in that a position sensor (24) is used to determine the displacement and position of the movable cone (22) to supply the calculation and display unit (160 ) with data regarding the longitudinal setting of the cone (22). 3. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat partier av sidekretsen (101) har redusert tverrsnitt som gir opphav til lokalisert trykktap (sone Z2 eller Z3) .3. Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that parts of the side circuit (101) have a reduced cross-section which gives rise to localized pressure loss (zone Z2 or Z3). 4. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat hovedledningen (1) er utstyrt med et filter (9) som er anordnet oppstrøms fra sonen (8) i hovedledningen (1) hvor sidekretsens (101) oppstrømsende er tilkoblet.4. Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the main line (1) is equipped with a filter (9) which is arranged upstream from the zone (8) in the main line (1) where the upstream end of the side circuit (101) is connected. 5. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat sidekretsen (101) omfatter et andre filter (109) uten nevneverdig trykktap anordnet oppstrøms for sonen (Z3) hvori trykktapene er lokalisert.5. Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the side circuit (101) comprises a second filter (109) without significant pressure loss arranged upstream of the zone (Z3) in which the pressure losses are located. 6. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat sidekretsen (101) er utstyrt med en gjennomløpsventil (81) som er anordnet ved innløpet til sidekretsen (101).6. Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the side circuit (101) is equipped with a flow valve (81) which is arranged at the inlet to the side circuit (101). 7. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat kontroll- forbrenningskammeret (110) er av den katalytiske forbrenningstype.7. Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the control combustion chamber (110) is of the catalytic combustion type. 8. Apparat i samsvar med et av kravene 1-7,karakterisert vedat måleinstrumentet (10 6) for måling av luftmassens strømningshastighet omfatter en lavtrykks positiv fortrengningspumpe.8. Apparatus in accordance with one of claims 1-7, characterized in that the measuring instrument (10 6) for measuring the flow rate of the air mass comprises a low-pressure positive displacement pump. 9. Apparat i samsvar med et av kravene 1-8,karakterisert vedat det omfatter en anordning for detektering av variasjoner i forbrenningsluftfaktoren (f) , omfattende en sonde for måling av en terskelverdi for restmengdene av oksygen i forbrenningsproduktene.9. Apparatus in accordance with one of claims 1-8, characterized in that it comprises a device for detecting variations in the combustion air factor (f), comprising a probe for measuring a threshold value for the residual amounts of oxygen in the combustion products. 10. Apparat i samsvar med et av kravene 1-9,karakterisert vedat måleinstrumentet (106) for måling av den oksiderende luftmassens strømnings-hastighet omfatter midler for måling av volum, temperatur, trykk og fuktighet i den oksidasjonsluft som tilføres forbrenningskammeret (110) som er spesifikt for apparatet.10. Apparatus according to one of claims 1-9, characterized in that the measuring instrument (106) for measuring the flow rate of the oxidizing air mass includes means for measuring volume, temperature, pressure and humidity in the oxidation air that is supplied to the combustion chamber (110) which is specific to the device. 11. Apparat i samsvar med et av kravene 1-8, k a k - akterisert ved at systemet (104') for måling av luftfaktoren (f) omfatter midler for analyse av oksygeninnholdet i f orbrenningsproduktene fra forbren- ' ningskammeret (110) som er spesifikt for apparatet.11. Apparatus in accordance with one of the claims 1-8, k a k - characterized in that the system (104') for measuring the air factor (f) comprises means for analyzing the oxygen content in the combustion products from the combustion chamber (110) which is specific for the appliance. 12. Apparat i samsvar med krav 11,karakterisert vedat måleinstrumentet (106) for måling av den oksiderende luftmassens strømningshastighet også omfatter midler for analyse av oksygeninnholdet i den oksiderende luft, og at nevnte midler omfatter én eneste oksygen-analysator som vekselvis benyttes i ledningen som avtrekker forbrenningsproduktene, og i ledningen (103) som tilfører oksidasjonsluften.12. Apparatus in accordance with claim 11, characterized in that the measuring instrument (106) for measuring the flow rate of the oxidizing air mass also includes means for analyzing the oxygen content in the oxidizing air, and that said means include a single oxygen analyzer which is alternately used in the line which extracts the combustion products, and in the line (103) which supplies the oxidation air. 13. Apparat i samsvar med et av kravene 1-12,karakterisert vedat beregnings- og display-eller registreringsenheten (160), som er tilkoblet til måleinstrumentet (106) og til systemet (104,104') for måling eller regulering av luftfaktoren (f), omfatter kretser som kan integrere den kalkulerte varmeverdi som funksjon av tiden, for å angi en utgangsverdi som er representativ for den totale energimengde.13. Apparatus in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the calculation and display or registration unit (160), which is connected to the measuring instrument (106) and to the system (104, 104') for measuring or regulating the air factor (f) , includes circuits that can integrate the calculated heat value as a function of time, to indicate an output value that is representative of the total amount of energy. 14. Fremgangsmåte for måling av varmeverdien i en strøm, særlig en gasstrøm, av et brensel som strømmer gjennom en hovedledning (1) for transport eller fordeling av en gassformig strøm av brenselet til et nedstrøms bruksområde ved ulike trykk,karakterisert vedat en kjent liten fraksjon (qgass) / via en grenkrets (101), uttas kontinuerlig fra massestrømmen (Qgass) av brensel gjennom hovedledningen (1) , hvilken lille fraksjon (g.gass) bringes til å brenne i et forbrenningskammer (110) spesifikt for målemetoden, slik at luftfaktoren (f) gjeldende for forbrenningen måles eller reguleres for å opprettholde en konstant luftfaktor, hvor massestrømningshastigheten (qluft) av den oksiderende luft som anvendes til å forbrenne den lille fraksjon (<q>gass) måles, og brenselets varmeenergi (Pu) bestemmes utfra den målte strømnings-hastighe<t>(<q>iuft) av oksidasjonsluften og fra luftfaktoren (f) , og hvor det er anordnet en hoveddyse (2 0) i hovedledningen (1) for å opprettholde en massestrømhastighet (<Q>gass) av gassen i en sone (8) av hovedledningen (1) uavhengig av det eksisterende trykk i kanalen nedstrøms for sonen (8), at den lille fraksjon (<q>gass) uttas fra sonen (8) av hovedledningen (1), og at det er anordnet en sekundær dyse (120) i grenkretsen (101) for uttaking av den lille fraksjon (<q>gaSs^ ^or ^ opprettholde en masse-strømhastighet i grenkretsen (101) motsvarende til den kjente lille fraksjon og uavhengig av trykket som forekommer ved utløpet fra grenkretsen (101) .14. Method for measuring the heating value in a stream, in particular a gas stream, of a fuel flowing through a main line (1) for transporting or distributing a gaseous stream of the fuel to a downstream application area at different pressures, characterized by a known small fraction (qgas) / via a branch circuit (101), is continuously extracted from the mass flow (Qgas) of fuel through the main line (1), which small fraction (g.gas) is brought to burn in a combustion chamber (110) specific to the measurement method, so that the air factor (f) applicable to the combustion is measured or regulated to maintain a constant air factor, where the mass flow rate (qluft) of the oxidizing air used to burn the small fraction (<q>gas) is measured, and the heat energy (Pu) of the fuel is determined from the measured flow rate<t>(<q>iuft) of the oxidation air and from the air factor (f) , and where a main nozzle (20) is arranged in the main line (1) to maintain a mass flow rate ghet (<Q>gas) of the gas in a zone (8) of the main line (1) regardless of the existing pressure in the channel downstream of the zone (8), that the small fraction (<q>gas) is withdrawn from the zone (8) of the main line (1), and that a secondary nozzle (120) is arranged in the branch circuit (101) for extracting the small fraction (<q>gaSs^ ^or ^ maintain a mass flow rate in the branch circuit (101) corresponding to the known small fraction and independent of the pressure occurring at the outlet from the branch circuit (101).
NO890291A 1988-01-29 1989-01-24 Apparatus and method for measuring the heat value in a fuel stream NO302444B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR888801086A FR2626673B1 (en) 1988-01-29 1988-01-29 METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE HEAT POWER OF A VEHICLE BY A FUEL CURRENT

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO890291D0 NO890291D0 (en) 1989-01-24
NO890291L NO890291L (en) 1989-07-31
NO302444B1 true NO302444B1 (en) 1998-03-02

Family

ID=9362781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO890291A NO302444B1 (en) 1988-01-29 1989-01-24 Apparatus and method for measuring the heat value in a fuel stream

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0326494B1 (en)
JP (1) JP2792881B2 (en)
AT (1) ATE94987T1 (en)
CA (1) CA1325343C (en)
DE (1) DE68909260T2 (en)
FR (1) FR2626673B1 (en)
NO (1) NO302444B1 (en)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8901660A (en) * 1989-06-30 1991-01-16 Nederlandse Gasunie Nv METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE WOBBE INDEX.
NL9000449A (en) * 1990-02-24 1991-09-16 Nederlandse Gasunie Nv METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE WOBBE INDEX.
FR2664975A1 (en) * 1990-07-23 1992-01-24 Methane Cie Francaise METHOD AND DEVICE FOR COUNTING COMBUSTIBLE GAS.
US5323657A (en) * 1991-11-04 1994-06-28 Badger Meter, Inc. Volumetric flow corrector and method
US5201581A (en) * 1991-11-18 1993-04-13 Badger Meter, Inc. Method and apparatus for measuring mass flow and energy content using a linear flow meter
GB9219257D0 (en) * 1992-09-11 1992-10-28 Marconi Gec Ltd Energy measurement
US5357809A (en) * 1993-04-14 1994-10-25 Badger Meter, Inc. Volumetric flow corrector having a densitometer
US5816705A (en) * 1996-07-12 1998-10-06 Badger Meter, Inc. Measuring heating value of a gas using flameless combustion
US5820260A (en) * 1996-07-12 1998-10-13 Badger Meter, Inc. Measuring heating value using predetermined volumes in non-catialytic combustion
FR2788839B1 (en) 1999-01-22 2001-04-20 Saint Gobain Vitrage METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A GAS FUEL CURRENT
NL1014749C2 (en) * 2000-03-24 2001-09-25 Petrocare B V Measuring hydrocarbon content of a gas flow with a flow meter and calorific value determining device, by passing gas through a venturi
CN100516808C (en) * 2005-04-22 2009-07-22 中国科学院力学研究所 Air heating system
GB2454202B (en) * 2007-10-31 2011-03-23 Anubiz Bvba Method for determining the heating value of a hydrocarbon fuel and apparatus for the same
FR3030034A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-17 Sagemcom Energy & Telecom Sas GAS COUNTER, GAS DISTRIBUTION SYSTEM, AND GAS DISTRIBUTION METHOD
JP6476340B1 (en) * 2018-09-28 2019-02-27 東芝プラントシステム株式会社 By-product gas measurement system
JP6770622B1 (en) * 2019-09-24 2020-10-14 東京瓦斯株式会社 Calorimeter, calorimeter measurement method
DE102019129430B4 (en) * 2019-10-31 2021-08-12 AVX/KUMATEC Hydrogen GmbH & Co. KG Method and device for the continuous determination of the mixing ratio of flammable and oxidative gases in an explosive high-pressure environment and arrangement
JP6808885B1 (en) * 2020-08-31 2021-01-06 東京瓦斯株式会社 Calorimeter and calorimeter measurement method
CN112946232A (en) * 2021-02-04 2021-06-11 成都秦川物联网科技股份有限公司 Natural gas energy metering data acquisition method and system
EP4050258B1 (en) * 2021-02-26 2024-06-05 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a burner device with power determination based on a fuel parameter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1056540A (en) * 1963-10-26 1967-01-25 Vyzkumney Ustav Energeticky Of Method of and apparatus for measurement of calorific values
EP0031145B1 (en) * 1979-12-20 1985-01-16 Honeywell Inc. Method and apparatus for determining the volumetric heat content of gaseous fuels
EP0060681B1 (en) * 1981-03-17 1987-01-21 Honeywell Inc. A combustible gas analyzer
CA1180917A (en) * 1981-05-22 1985-01-15 Westinghouse Electric Corporation Btu meter for monitoring the heating value of fuel gases
US4415278A (en) * 1982-02-08 1983-11-15 Honeywell Inc. Method for operating a gas analyzing system and apparatus utilizing the same
US4433922A (en) * 1982-07-02 1984-02-28 The Babcock & Wilcox Company Calorimeter
US4511262A (en) * 1982-10-06 1985-04-16 Honeywell Inc. Fuel entrained oxygen compensation for calorific content analyzer
FR2564591B1 (en) * 1984-05-18 1988-01-15 Siderurgie Fse Inst Rech COMBURIMETER AND METHODS OF USE FOR DETERMINING FUEL POWER AND THE FUEL COMBURITY INDEX
DE3542377A1 (en) * 1985-11-30 1987-06-04 Porsche Ag METHOD FOR DETERMINING THE STOECHIOMETRIC AIR AMOUNTS OF FUELS

Also Published As

Publication number Publication date
FR2626673A1 (en) 1989-08-04
CA1325343C (en) 1993-12-21
EP0326494B1 (en) 1993-09-22
JPH01233355A (en) 1989-09-19
ATE94987T1 (en) 1993-10-15
DE68909260T2 (en) 1994-03-10
EP0326494A1 (en) 1989-08-02
JP2792881B2 (en) 1998-09-03
NO890291L (en) 1989-07-31
NO890291D0 (en) 1989-01-24
FR2626673B1 (en) 1994-06-10
DE68909260D1 (en) 1993-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO302444B1 (en) Apparatus and method for measuring the heat value in a fuel stream
US4359284A (en) Method and apparatus for determining the Wobbe index of gaseous fuels
US6701255B2 (en) Emission monitoring system and method
US5226728A (en) Method and apparatus for measuring mass flow and energy content using a differential pressure meter
US4125018A (en) Method of and means for accurately measuring the calorific value of combustible gases
EP0543273A2 (en) Method and apparatus for measuring mass flow and energy content using a linear flow meter
EP2241810A1 (en) Flow rate control device
EP2241811A1 (en) Fuel supply device
US4396299A (en) Method and apparatus for determining total energy flow in a gas line
JPH02272341A (en) Method and instrument for measuring vapor pressure of liquid composition
JPS616513A (en) Method and system of determining ratio of oxygen carrier gascontent to fuel content in mixture
US4380400A (en) Combustible gas analyzer
EP0060681B1 (en) A combustible gas analyzer
CA2104796A1 (en) Method and apparatus for taking a proportional sample of flowing gas in a line
US4382698A (en) Combustible gas analyzer
US6893152B2 (en) Method and device for evaluating a fuel gas wobbe index
KR102603251B1 (en) Direct combustion calorimetry system of flare gas
GB2036290A (en) Fuel sampling system
CA1168062A (en) Method and apparatus for heat flow measurement
NL8802336A (en) METHOD FOR DETERMINING THE WOBBE INDEX OF A GAS MIXTURE
US5423609A (en) Method and apparatus for determining the heat of combustion of a material based on the height of a diffusional flame within which the material is burned
KR890012158A (en) Method and device for measuring smoke porosity of flowing feed fuel
JPH05142066A (en) Calorimeter
JP7315747B1 (en) Exhaust gas duct equipment for industrial furnaces
JPS5565117A (en) Detection method of gas flow rate

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN JULY 2003