Метрологическое оборудование и учет газа

  1. Методы и средства измерений.

Международная практика проектирования узлов измерений основана на концепции экономической целесообразности, которая достигается путем рационального выбора номенклатуры измеряемых параметров и установления оптимальных требований к точности измерений.

Обеспечение высокой точности измерений требует применения высокоточных средств измерений и учета всех необходимых параметров потока и среды: давления ( Р > 0,005 МПа), температуры (Т), коэффициента сжимаемости, состава и плотности газа.

ГОСТ Р 8.741 устанавливает нормы погрешности, приведенные в таблице:

Нормы погрешности

Нормативный документ

Пределы допускаемой относительной погрешности или расширенной неопределенности измерений объема газа, приведенного к стандартным условиям, в зависимости от производительности УУГ, %

свыше 105 м3/ч, вкл.

от 20 тыс. до 105 м3/ч, вкл.

от 1 тыс. до 20 тыс. м3/ч, вкл.

до 1 тыс. м3/ч, вкл.

ГОСТ Р 8.741-2011

1,5

2,0

2,5

3,0

В связи с этим состав узла измерений газа определяется, в первую очередь, производительностью узла измерений и, соответственно, требуемой точностью измерений.

Кроме того, необходимо учитывать, что состав узла измерений зависит от выбранного способа пересчета определяемого объемного расхода газа при рабочих условиях к стандартным условиям, а также от возможности использования результатов анализов химико-аналитических лабораторий, полученных в результате отбора проб на узле измерений.

Количество природного газа при взаимных расчетах с потребителями выражают в единицах объема, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939:

метод T- пересчета

(1)

метод P, T-пересчета

(2)

метод P, T, Z-пересчета

(3)

метод ρ-пересчета

(4)

где Vраб, VСТ; Pраб, P СТ; Tраб, TСТ; ρраб, ρСТ - рабочие и стандартные значения объема, давления, температуры и плотности газа соответственно;

k подст (k), P подст - подстановочные (рабочие) значения коэффициента сжимаемости и давления газа соответственно.

Выбор метода измерения , подходящего для индивидуальных условий измерений и предполагаемых объемов газа, является самой ответственной задачей в организации учета. Применение того или иного метода измерения обусловлено необходимостью наличия полной информации как об измеряемой среде, так и о предполагаемой точности измерения расхода газа.

При выборе метода измерений и средств измерения со вспомогательным техническим оборудованием учитывают факторы, влияющие на метрологическую надежность узла учета в процессе его эксплуатации.

Для единой системы газоснабжения и учета наиболее подходящим для применения является метод измерения с помощью СИ объемного расхода (объема) газа при рабочих условиях с последующим пересчетом к стандартным условиям (турбинные, камерные (ротационные, диафрагменные), ультразвуковые).

Анализ метрологических и эксплуатационных характеристик данных типов РСГ показывает, что наиболее приемлемыми для коммерческих измерений объема газа (уровни 0, 1, и 2) являются турбинные, ультразвуковые и ротационные расходомеры-счетчики газа (РСГ), а на 3-м уровне — диафрагменные счетчики.

Таблица 1. Области применения РСГ

Тип РСГ

Условный проход, мм

Абсолютное давление газа, МПа

Диапазон расходов

Динамические изменения расхода

Уровень установки УУГ (рис. 1)

Турбинный

от 50 до 300

свыше 0,10

1:20

Переменные, пульсирующие

0-й, 1-й, 2-й уровни

1:30

1:80

Ротационный

от 50 до 200

от 0,10 до 1,6

1:20

Прерывистые, переменные, пульсирующие

1-й, 2-й уровни

1:30

1:250

Ультразвуковой

от 100 до 700

свыше 0,3

1:130

Прерывистые, переменные, пульсирующие

0-й, 1-й, 2-й уровни

Диафрагменный

от 20 до 50

не более 0,005

1:160

Прерывистые, переменные, пульсирующие

3-й уровень

Рекомендуемые области применения РСГ в зависимости от уровня эксплуатации УУГ приведены в таблице 1.

Приведем некоторые рекомендации по применению СИ в многоуровневой системе учета, в зависимости от рабочих условий их эксплуатации по давлению, температуре и точности измерений.

При измерении расхода газа менее 10 м3/ч предпочтение отдают счетчикам с механической температурной компенсацией. На узлах измерения с максимальным объемным расходом газа более 100 м3/ч при любом избыточном давлении и в диапазоне изменения объемного расхода от 10 м3/ч до 100 м3/ч, при избыточным давлении более 0,005 МПа измерение объема газа проводят только с использованием вычислителей или корректоров объема газа. При этом применяют условно постоянные значения давления и коэффициента сжимаемости газа.

Диафрагменные счетчики газа, простые и надежные в эксплуатации, целесообразно устанавливать в газовых сетях 3-го уровня с максимальным избыточным давлением, не превышающим 0,005 МПа.

Если объемы транспортировки газа превышают 200 млн. м3 в год (приведенные к стандартным условиям), для повышения надежности и достоверности измерений объема газа рекомендуется применять дублирующие СИ, которые, как правило, характеризуются разными принципами измерения.

Преобразователи расхода с автоматической коррекцией объема газа только по его температуре применяют при избыточном давлении не более 0,005 МПа и объемном расходе не более 100 м3/ч.

2. Выбор метода измерения расхода газа

Метод переменного перепада давления

На базе стандартных СУ:

- ГОСТ 8.586.(1-5)-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств»

На базе осредняющих трубок:

МИ 2667-2011 «Расход и количество жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью осредняющих трубок «Annubar diamond II+», «Annubar 285», «Annubar 485» и «Annubar 585». Основные положения»

МИ 3173-2008 «Расход и количество жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью осредняющих трубок «Torbar»

Методы объемного измерения газа:

  • ГОСТ 8.740-2011 «Расход и количество газа. Методика измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков»

  • ГОСТ 8.611-2013 «Методика измерений расхода и количества газа с помощью ультразвуковых преобразователей расхода»

Построение процесса методики измерения природного газа :

Основополагающими документами являются:

1. Федеральный закон № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

* с января 2015 вступили изменения к ФЗ - №254

2. Правила учета газа, приказ Минэнерго № 961 от 30.12.2013 г.

Зарегистрировано в Минюсте РФ 30.04.2014 № 32168

Закон 102-ФЗ РФ от 26.06.2008

Статья 1. Цели и сфера действия ФЗ:

- Защита прав и законных интересов граждан от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

- Регулирует отношения, возникающие при выполнении измерений, установлении и соблюдении требований к измерениям, применении СИ и применении методик (методов) измерений

- Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения газа, к которым установлены обязательные требования и которые выполняются при:

- осуществлении торговли

- учете количества энергетических ресурсов

- выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством РФ о техническом регулировании

Порядок осуществления метрологического контроля за узлом учета:

1. Каждый узел учета должен соответствовать требованиям методики измерения регламентирующей применяемый на узле учета газа метод измерения. (для рабочих условий эксплуатации с учетом положений общих действующих нормативных документов устанавливающих общую МИ (ГОСТ, Правила).

2. Метрологический контроль осуществляется в форме подтверждения соответствия составных частей узлов учета газа требованиям МИ на данный узел.

3. Оформляется акт соответствия требованиям МИ (с учетом положений общих действующих нормативных документов ГОСТ, Правил)

Правила учета газа

  • Правила устанавливают порядок учета количества (объема) добытого, транспортируемого и потребляемого природного газа

  • При проведении учета газа осуществляется упорядоченный сбор, регистрация и обобщение информации о количественных или о количественных и качественных их показателях в натуральном выражении, о наличии и движении путем документального оформления всех операций, связанных с его потреблением.

  • Измерения объема газа выполняются по аттестованным в установленном порядке МИ.

  • Измерения объемов газа, в том числе показатели точности измерений объемов газа, определяются в соответствии с законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений.

В ряде МИ присутствуют внутренние нормы точности:

  • ГОСТ 8.740-2011 «Расход и количество газа. Методика измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков»

  • ГОСТ 8.611-2013 «Методика измерений расхода и количества газа с помощью ультразвуковых преобразователей расхода»

ГОСТ Р 8.740-2011 устанавливает:

  • методику измерений объемного расхода и объема, приведенных к стандартным условиям, природного, нефтяных товарных и других однокомпонентных и многокомпонентных газов с помощью турбинных, роторных (ротационных) или вихревых расходомеров и счетчиков газа.

  • обеспечивает измерения объемного расхода и объема газа с различными значениями показателей точности измерений, которые выбирают в зависимости от норм точности измерений, установленных для конкретных типов газов.

Методы приведения расхода и объема газа к стандартным условиям

Наименование

метода

Условия применения метода

Уровень точности измерений

Максимальный допускаемый расход при рабочих условиях, м3/ч

Максимальное допускаемое

избыточное
давление, МПа

Тип
среды

Т - пересчет

Д

100

0,005

Газы низкого давления

р T - пересчет

В; Г; Д

1000

0,3

Однокомпонентные или многокомпонентные газы со стабильным компонентным составом

р TZ - пересчет

А; Б; В; Г; Д

свыше 1000

свыше 0,3

Газы, для которых имеются данные о коэффициенте сжимаемости (см. 6.4)

r - пересчет

А; Б; В; Г; Д

свыше 1000

свыше 0,3

Газы, для которых отсутствуют данные о Ксж (см. 6.4) или точность методов не удовлетворяет требованиям стандарта