Средства измерения для коммерческого учета газа

В соответствии с Федеральным законом об обеспечении единства измерений (№102 ФЗ от 26 июня 2008 г) учет количества энергоресурсов относится к сфере государственного регулирования. На территории Российской Федерации действует, в том числе, ряд нормативно-правовых актов, в соответствии с которыми все юридические лица и индивидуальные предприниматели обязаны производить коммерческий учет газа приборами, соответствующими аттестованным методикам выполнения измерений.

В соответствии с законодательными актами учет газа и оплата его потребления осуществляются в стандартных метрах кубических в связи с тем, что объём газа изменяется в зависимости от рабочих условий, а его применение к стандартным условиям гарантирует обеим сторонам коммерческих отношений одинаковое значение и отпуска, и потребления для расчетов.

Приведение результатов измерений природного газа к стандартным условиям осуществляется одновременным измерением трех основных параметров среды: расхода в рабочих условиях, абсолютного давления и температуры, с последующим вычислением, по измеренным значениям, расхода (объема) газа, приведенного к стандартным условиям: Р_абс=0,101325 МПа, Т_с=20℃. При этом в основе указанных вычислений лежат стандартизированные и аттестованные алгоритмы.

Для расчета теплофизических свойств газов используются различные методики, например: по ГОСТ 30319-2015, ГОСТ 8.662-2009 для природного газа; по ГСССД МР 113-03 для нефтяного (попутного) газа; по ГСССД МР 134-2007 для азота, ацетилена, кислорода, диоксида углерода, аммиака, аргона и водорода.

Измерительный комплекс учета газа

Для определения расхода газа, приведенного к стандартным условиям, преимущественно используются измерительные комплексы учета, представляющие собой совокупность средств измерения:

• Вычислителя/корректора;
• преобразователя расхода;
• датчика давления;
• термопреобразователя сопротивления/ датчика температуры.

Требования к таким комплексам учета газа по составу, монтажу и классу точности также строго регламентируются, при этом наиболее распространенным является ГОСТ Р 8.740-2011 «Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков», а также ГОСТ Р 8.611-2013 «Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода». В качестве примера измерительных систем на базе ротационных счетчиков газа рассмотрим комплексы учета «ЭМИС-Эско 2230».

Наиболее востребованным вариантом комплектации данного комплекса является применение блока коррекции «Флоугаз», в состав которого уже входят датчик абсолютного давления и преобразователь температуры, кроме того узел учета комплектуется датчиком перепада давления. Класс точности входящего в состав комплекса ротационного счетчика «ЭМИС-РГС 245» может составлять 0,6%, при этом комплекс учета на его базе укладывается в погрешность 1,5%.

Фото: Комплекс учета газа «ЭМИС-Эско 2230» на базе ротационного счетчика «ЭМИС-РГС 245» на объекте установки

Комплекс работает при температуре окружающей среды от – 40 до +60 градусов Цельсия, давление измеряемой среды до 1,6 МПа. Выходные сигналы: RS-232, RS-485, оптический порт. В числе преимуществ комплекса: МПИ 5 лет, возможность автономного питания от встроенной батареи (до 5 лет), а также компактность и удобство монтажа.

Измерительные комплексы учета газа «ЭМИС-Эско 2230» на базе ротационных счетчиков измеряют природный газ в строгом соответствии с ГОСТ Р 8.740-20011, так как данная методика выполнения измерений указана в описании типа СИ на комплекс учета, в связи с чем, не требуется разработка методики выполнения измерений и ее утверждение. Ротационные счетчики «ЭМИС-РГС 245» и комплексы учета на их базе традиционно применяются на сетях газоснабжения и газораспределения и являются согласованным техническим решением для коммерческого учета природного газа во всех регионах нашей страны. При этом надежность счетчиков газа «ЭМИС» подтверждена многолетним опытом эксплуатации и всесторонними испытаниями, в том числе на объектах таких операторов, как «Газпром межрегионгаз», «НОВАТЭК» и других.

Задаче измерения природного газа, равно как и: технических газов и газовых смесей, - соответствуют комплексы учета «ЭМИС-Эско 2210» с широким выбором корректоров: «ТЭКОН-19», «ТЭКОН-19Б», «ИМ-2300», «СПТ-944» («…- 961/962/742/761/762/763») и «УВП-280». В качестве средства измерения расхода газа в состав комплекса может входить ротационный счетчик, вихревой расходомер «ЭМИС-ВИХРЬ 200», либо любой другой преобразователь расхода с погрешностью не более 2%. При этом погрешность узла учета будет зависеть от совокупной погрешности входящих в состав средств измерения, и вычисляться по формуле, приведенной в описании типа СИ на комплекс.

Например, при комплектации расходомером «ЭМИС-ВИХРЬ 200» класса точности АА с погрешностью 1,0%, датчиком абсолютного давления «ЭМИС-Бар» с погрешностью 0,065% и термопреобразователем класса точности А с погрешностью 0,15% расчетная погрешность комплекса составит 1,126%, что укладывается в сертифицированный класс точности комплекса 1,5%, который и будет указан в паспорте на узел учета.

В этой связи еще раз отметим, что заказчик получает именно готовое средство измерения с утвержденным описанием типа СИ как узла учета, что позволяет не делать отдельно методику выполнения измерений и не заказывать расчет погрешности. При этом на выбор имеется ряд сертифицированных классов точности: 1,0%, 1,5%, 2,5%, 3%. В зависимости от выбора корректора вычисления могут производиться в соответствии с ГОСТ Р 8.740-20011 для природного газа, а также нефтяных товарных и других однокомпонентных и многокомпонентных газов и ГОСТ Р 8.733-2011 для учета свободного нефтяного газа.

Однако, что делать, если составные части комплекса учета газа приобретены заказчиком по отдельности или осуществляется частичная замена КИП и А, вышедших из строя или подлежащих замене в связи с истечением срока эксплуатации? При необходимости аттестовать составной комплекс учета газа необходимо выполнить разработку индивидуальной методики выполнения измерений и оформить паспорт на составной комплекс учета газа с выполнением расчета погрешности комплекса. Далее необходимо получить акт реализации требований методики измерения у аккредитованной организации. в заключении необходимо подписать акт ввода в эксплуатацию с поставщиком газа.

Важно подчеркнуть, что вихревой расходомер «ЭМИС-ВИХРЬ 200» имеет погрешность измерения газа 0,7 %, что на сегодняшний день является одним из лучших показателей на мировом рынке среди известных аналогов. В совокупности с интеллектуальным датчиком давления «ЭМИС-БАР», погрешность которого составляет от 0,04%, достигается высокий класс точности узла учета «ЭМИС-Эско 2210».

Фото: комплекс учета «ЭМИС-Эско 2210» на базе вихревого расходомера «ЭМИС-ВИХРЬ 200» на объекте установки

Отметим, что расходомер «ЭМИС-ВИХРЬ 200» является наиболее востребованным преобразователем расхода в комплектации узлов учета, не только торговой марки «ЭМИС», но и ряда других производителей комплексных измерительных систем газа, таких как: «ЛОГИКА 6742», «ЛОГИКА 6764» "ИМ-2300ГК", «ТЭКОН-20К», также имеющих единое описание типа средства измерения и установленную нормированную погрешность.

Наряду со стандартным исполнением прибора в продуктовой линейке производителя, ЗАО «ЭМИС», также представлены вихревые счетчики-расходомеры, способные вычислять объем и объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям без подключения внешнего корректора/вычислителя. Такая функция появилась в 2020 году, когда была реализована аттестация алгоритмов вычисления массы воды и пара и приведения объемного расхода природного газа и ПНГ к стандартным условиям для счетчика – расходомера «ЭМИС-Вихрь 200» с расширенной версией электронного блока: со встроенным вычислителем и возможностью подключения внешних датчиков давления и температуры. Корректор (вычислитель) при этом не требуется, если архивирование информации возможно или осуществляется в АСУТП.

Следующим этапом развития линейки вихревых расходомеров «ЭМИС-Вихрь 200» стала разработка исполнения «3 в 1», которое стало доступным к заказу в 2023 году. В результате опытно-конструкторских работ в продуктовой линейке «ЭМИС» появился вихревой счетчик-расходомер со встроенным в сенсор изгибающего момента датчиком температуры и датчиком давления, вмонтированным в корпус первичного преобразователя через пробоотборник.

Преимуществом модификации вихревого счетчика-расходомера «3 в 1» стало его конструктивное исполнение, которое обладает функциональными свойствами узла учета. При этом нет необходимости монтировать датчики давления и температуры на трубопроводе в непосредственной близости с прибором, в результате чего имеет место экономия кабеля, отсутствие внешнего вычислителя (корректора), отсутствие монтажных устройств, сохранение требований длин прямых участков (без учета устанавливаемых на трубопроводе датчиков давления и температуры), а также снижении последующих расходов при поверке при истечении межповерочного интервала.

Важным преимуществом является тот факт, что в соответствии с утвержденным ОТ СИ на счетчик-расходомер «ЭМИС-Вихрь 200» и методикой поверки, межповерочный интервал 5 лет распространяется и на сам вихревой расходомер, и на входящие в его состав датчики давления и температуры. Такое техническое решение, именно, с пятилетним межповерочным интервалом на рынке на текущий момент является уникальным.

Вне зависимости от варианта исполнения, все вихревые расходомеры торговой марки «ЭМИС» обладают общими преимуществами:

• Класс точности 0,7% измерения объемного расхода газа;
• Содержание газовых включений в жидкости не более 2,5% по объёму для расходомеров-счетчиков класса точности 0,5% и не более 4% для классов точности 1 и 1,5%;
• Возможность измерения расхода жидкостей с содержание газовых включений до 15% по объёму с погрешностью до ±6,5%;
• Цифровая фильтрация сигнала;
• Отсутствие дополнительной погрешности по токовому выходу;
• Возможность эксплуатации при температуре окружающей среды до -60º С без дополнительных средств термоизоляции и обогрева;
• Имитационная поверка, в том числе без демонтажа с трубопровода и остановки технологического процесса;
• Удаленная передача данных, настройка, поверка и диагностика через Modbus RTU по интерфейсам RS-485, USB, HART;
• Функции диагностики и самодиагностики;
• Соответствие выходных сигналов протоколам NAMUR NE 107 и NAMUR NE 43;
• Межповерочный интервал 5 лет.

Кроме необходимой разрешительной документации вихревые расходомеры ТМ «ЭМИС» имеют сертификаты соответствия ГОСТ Р-53678 и ГОСТ Р-53679 для применения в средах, содержащих сероводород; сертификаты соответствия европейским директивам ATEX, PED и EMC, а также сертифицированы в системе добровольной сертификации на соответствие корпоративным стандартам ПАО «Газпром» СДС «Интергазсерт» и имеют заключение АО «Газпром-ВНИИГаз» о соответствии РТМ ПАО «Газпром» № 311.001-90 «Приборы для установок добычи и переработки природного газа и нефти, содержащих сероводород и углекислый газ. Требования к материалам приборов и условиям эксплуатации».

Следует отметить, что именно вихревой расходомер «ЭМИС-ВИХРЬ 200» стал первой собственной разработкой компании «ЭМИС», которая в этом году отмечает свой 20-летний юбилей. За годы становления и развития предприятия совершенствовалась и расширялась продуктовая линейка контрольно-измерительных приборов торговой марки «ЭМИС». И на сегодняшний день компания предлагает для измерения газа не только ротационные газовые счетчики, вихревые расходомеры и комплексы учета на их базе, но и кориолисовые счетчики-расходомеры «ЭМИС-Масс 260» и металлические ротаметры «ЭМИС-Мета 215», а также приборы и узлы учета жидкости.