При осуществлении учета расхода газа, требуется измерение трех основных параметров среды: расхода в рабочих условиях, абсолютного давления и температуры, с последующим приведением результатов измерений к стандартным условиям. Для решения данной задачи используются узлы учета на базе расходомеров с различными принципами действия.
Как показывает практика, большинство узлов учета, эксплуатируемых на промышленных объектах потребления газа в настоящее время, имеют в своем составе турбинный, ротационный либо вихревой счетчик газа, преобразователи давления и температуры, и вычислитель (электронный корректор). При этом значение относительной погрешности измерения объема газа в стандартных условиях зависит от класса точности применяемых средств измерений и, в большей степени, от класса точности счетчика (расходомера).
В данной статье мы рассмотрим технические особенности и преимущества ротационных счетчиков газа «ЭМИС-РГС 245», предназначенных для учета объёмного расхода природного газа, свободного нефтяного газа, воздуха, азота и других неагрессивных чистых и сухих газов и газовых смесей в системах контроля и регулирования в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Устройство и принцип действия ротационных счетчиков газа
Ротационный (роторный) счетчик — это камерный счетчик газа, в котором в качестве первичного преобразователя применяются восьмиобразные роторы, расположенные в измерительной камере, имеющей калиброванный объём. Таким образом, счетчик состоит из первичного преобразователя и узла регистрации и индикации. Ниже, на рисунке 1 представлен внешний вид счетчика.
- Корпус
- Отверстие для монтажа датчика давления
- Крышка редуктора
- Корпус счетного механизма
- Роликовый сумматор
- Низкочастотный датчик импульсов (по дополнительному заказу)
- Роторы счетчика
- Фланцевая крышка
- Крышка синхронизатора
- Гильза для монтажа датчика температуры
Синхронно вращаясь в противоположных направлениях, роторы отсекают и вытесняют объем газа, который определяется объемом измерительной камеры счетчика, образованной внутренней поверхностью корпуса и поверхностями двух роторов. При этом объем камеры зависит от типоразмера счетчика и диаметра условного прохода.
Посредством магнитной передачи редуктора вращательные движения роторов передаются на счетный механизм, регистрирующий количество оборотов, и, соответственно, объем прошедшего через счетчик газа.
Технические характеристики
Как следует из таблицы выше, технические характеристики позволяют эксплуатировать счетчик «ЭМИС-РГС 245» на трубопроводах диаметром до 200 мм, при максимальном давлении измеряемой среды до 1,6 МПа, вследствие чего наибольшее распространение прибор получил в газовой отрасли в сетях среднего и низкого давления при газораспределении по потребителям.
Такие преимущества, как отсутствие требований к прямым участкам и широкий динамический диапазон являются критериями выбора ротационного счетчика газа в тех случаях, когда другие расходомеры не соответствуют параметрам технологического процесса.
Таблица 2. Диапазоны измерений
| Типоразмер | Диаметр условного прохода Ду, мм | Динамический диапазон | Qmin, м3/ч | Qmax, м3/ч | Падение давления при Qmax не более, кПа |
|---|---|---|---|---|---|
| G10 | 25 | 1:40 | 0,4 | 16 | 0,05 |
| G16 | 50 | 1:50 | 0,5 | 25 | 0,07 |
| G25 | 50 | 1:80 | 0,5 | 40 | 0,13 |
| G40 | 50 | 1:130 | 0,5 | 65 | 0,13 |
| G65 | 50 | 1:200 | 0,5 | 100 | 0,16 |
| G100 | 80 | 1:200* | 0,8 | 160 | 0,19 |
| G160-80 | 80 | 1:160 | 1,6 | 250 | 0,32 |
| G160-100 | 100 | 1:160 | 1,6 | 250 | 0,32 |
| G250 | 100 | 1:200 | 2,0 | 400 | 0,55 |
| G400-100 | 100 | 1:200 | 3,2 | 650 | 0,65 |
| G400-150 | 150 | 1:100 | 6,5 | 650 | 0,35 |
| G650 | 150 | 1:100 | 10,0 | 1000 | 0,49 |
| G1000 | 200 | 1:100 | 16 | 1600 | 0,5 |
Благодаря отсутствию динамической погрешности при прерывистом (пульсирующем) потоке среды, ротационный счетчик рекомендуется применять в составе узлов учета в блочных газовых котельных, где имеет место неравномерная подача газа.
Класс точности прибора позволяет использовать его в системах коммерческого учета газа, в том числе в составе ГРПШ и ШУУРГ. При этом относительная погрешность измерений счетчика зависит от номинального значения расхода, типоразмера и класса точности.
Таблица 3. Погрешность измерений
| Класс точности счетчика | Предел допускаемой относительной погрешности измерений, % | |
|---|---|---|
| 0.6 | в диапазоне Qmin≤ Q<Qt | ±1,0 |
| в диапазоне Qt≤Q≤Qmax | ±0,6 | |
| 1.0 | в диапазоне Qmin≤Q<Qt | ±2,0 |
| в диапазоне Qt≤Q≤Qmax | ±1,0 | |
Таблица 4. Зависимость переходного значения расхода Qt от типоразмера счетчика
| Типоразмер | Диаметр условного прохода Ду, мм | Переходное значение расхода, Qt |
|---|---|---|
| G10 | 25 | 0,15 Qmax |
| G16 | 50 | 0,10 Qmax |
| G25-G1000 | 50-200 | 0,05 Qmax |
Для получения значений объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, в верхней части корпуса ротационного счетчика «ЭМИС-РГС 245» предусмотрены монтажные отверстия для установки датчиков давления и температуры. Таким образом, при комплектации корректором, преобразователями давления и температуры может быть создан комплекс для учета параметров газа в рабочих условиях и приведения полученных значений к стандартным условиям. При этом одним из основных преимуществ такого комплекса учета газа будут его компактность, конструктивное расположение средств измерения, компонентов узла, по принципу моноблока, удобные габариты и простота в монтаже на трубопровод.
Компания «ЭМИС» не только выпускает ротационный газовый счетчик «ЭМИС-РГС 245», но и предлагает готовый узел учета газа на базе данного счетчика — «ЭМИС-Эско 2230» (внесен в Единый государственный реестр СИ, регистрационный номер 60577-15). В соответствие с описанием типа СИ, в комплектацию узла учета, помимо счетчика газа, могут входить корректор «Суперфлоу 23» или блок коррекции газа «Флоугаз», а также другие вычислители, предусмотренные данным видом разрешительной документации.
Необходимо отметить, что измерение объема газа при рабочих условиях счетчиком газа «ЭМИС-РГС 245» осуществляется в соответствии с ГОСТ 5542-87, в случае применения данного счетчика в составе комплекса учета «ЭМИС-Эско 2230» — в соответствии с ГОСТ 8.740. При этом ГОСТ 8.740 как нормативный документ уже является аттестованной методикой измерений, в связи с чем, для эксплуатирующей организации не требуется разработки и утверждения методики выполнения измерений в соответствии с конкретными параметрами процесса применения.
Ввиду того, что ротационный счетчик газа является механическим прибором по принципу действия, важно соблюдать требование по количеству механических включений, которые могут стать причиной засорения измерительной камеры, а также загрязнения или износа подшипников роторов. Чтобы исключить возникновение данной проблемы, участок трубопровода перед счетчиком должен быть снабжен фильтром для очистки газа от механических примесей со степенью фильтрации не менее 80 мкм. Кроме того, после монтажа счетчика на трубопроводе и перед его вводом в эксплуатацию в картеры счётчика необходимо залить масло, которое входит в комплект поставки.
При соблюдении требований, указанных в руководстве по эксплуатации на прибор, ротационные счетчики газа отличаются бесперебойной работой с высокой степенью точности. Компактные габаритные размеры, энергонезависимость, возможность установки как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах, возможность работы на малых расходах от 0,4 м3/ч и 6-летний межповерочный интервал дополняют перечень преимуществ «ЭМИС-РГС 245».
