Теорія обліку газу, Статті про газове обладнання

Сьогодні вітчизняний ринок промислових лічильників газу перенасичений пропозицією. Що не тільки благо, а й створює певні труднощі. У цих умовах не існує, а, можливо, і не повинно існувати єдиної думки щодо того, які засоби вимірювання використовувати краще.

У той же час, практична робота з узгодження технічних умов з представниками газових служб, проектно-монтажних організацій та рядовими споживачами свідчить про те, що основна проблема найчастіше полягає не в різноманітності підходів та думок, а в елементарному дефіциті інформації з питань застосування та експлуатації. Ця обставина і наштовхнула на думку зробити серію публікацій, які б роз'яснили найчастіше виникаючі неясності в підборі обладнання, дискусійні питання нормативної бази і намалювали б загальну ринкову ситуацію, що склалася з вимірювальним газовим обладнанням.

Зазвичай ми часто підмінюємо два поняття для позначення засобів вимірювань: «лічильник» та «витратомір». У чому різниця між цими термінами? Для роз'яснень звернемося до одного з класиків теоретичної школи – Кремлівського П.П. У його роботі «Витратоміри та лічильники кількості» пояснюється, що «прилад, що служить для вимірювання витрати речовини, називається витратоміром, а прилад для вимірювання кількості речовини лічильником кількості або просто лічильником…».

Іншим наріжним каменем теорії лічильників та витратомірів є поняття «нормального», або «наведеного» обсягу. Розуміння створює основу для правильного підбору обладнання відповідно до технічних умов. При вимірах кількості речовини, особливо газів, щільність яких залежить від тиску і температури, застосовують корекцію навеличину t та P відповідно. Прийнято результати вимірювання приводити до одних і тих самих стандартних, або так званих нормальних умов. Раніше такими умовами були температура 0 °C і тиск 760 мм рт. ст., тепер же відповідно до ГОСТ 2939-63: температура 20 ОC та тиск 101325 Па (760 мм рт. ст.), що є більш доцільним. Звідси вживається термін - «нормальний кубічний метр» і відповідне позначення «нм3», що не відповідає ГОСТу, що визначає ставити індекс «п»(наведений) або індекс «н» (нормальний) у літери, що позначає обсяг V або об'ємний витрата Q .

Правила підбору будь-якого лічильника, чи то вітчизняного, чи імпортного виробництва - абсолютно однакові і не залежать від виробника. У технічних умовах на вузол обліку, як правило, позначають наведені максимальні та мінімальні витрати газу, а також межі зміни тиску, температурний діапазон вимірюваного середовища та експлуатації. Як грамотно підібрати лічильник? Можна скористатися таблицями пропускну здатність чи програмами автоматичного підбору. Але якщо їх немає під рукою, необхідно визначити робочу витрату при стандартному тиску 0,1 МПа, оскільки даний принцип закладено в основу класифікації лічильників газу. Для цього, приймаючи температуру газу за константу, необхідно наведену витрату розділити на абсолютний тиск газу в трубопроводі в одиницях кгс/см2: Qраб = Qприв./Pабс.

Наведемо приклад 1, початкові умови для яких такі: максимальна наведена витрата газу становить 800 м3/год; мінімальна наведена витрата газу – 40 м3/год, тиск газу у трубопроводі – 0,2 МПа.

По-перше, визначимо абсолютний тиск газу в трубопроводі за формулою Pабс = Ризб + Ратм, де Ризб - надлишковий тиск газу, Ратм -атмосферний тиск.

У нашому прикладі Різб = 0,2 МПа, оскільки в технічних умовах тиск газу завжди дається в надлишкових одиницях, а Ратм = 0,1 М а; звідси Pабс = 0,3 МПа.

Крім того, для простоти обчислень переведемо МПа кгс/см 2 (1 МПа=10 кгс/см 2), відповідно Pабс=3 кгс/см2.

Визначаємо по черзі максимальне та мінімальне значення робочої витрати: Q™=800/3=267 м3/год, Qminраб=40/3=13 м3/год.

Отримавши значення, поки відкладемо обчислення та поговоримо про класифікацію лічильників. Вітчизняний ГОСТ 28724-90 передбачає такі принципи класифікації:

де Х – назва приладу; XX – умовний прохід лічильника; XXX - максимальна робоча витрата.

Наведемо приклад 2. СТГ 80-160 (відповідно СТГ - назва лічильника, 80 - умовний прохід лічильника в мм, 160 - максимальна робоча витрата м3/год). Європейська система класифікації відрізняється від української. Відповідно до норм стандартів РЕВ класифікувати лічильники прийнято за номінальною (60% від максимальної) витрати, що позначається літерою G, суворо дотримуючись стандартного розмірного ряду, єдиного для максимальної та номінальної витрати (65, 100, 160, 250, 400, 0 .).

Візьмемо для прикладу лічильник одного з європейських виробників TZ/Fluxi DN 80 G 100 (TZ/Fluxi - назва лічильника, DN 80 - умовний прохід лічильника в мм, G 100 - номінальна витрата м3/год). Максимальна витрата цього лічильника становить 160 м3/ч, тобто. це лічильники з порівнянними параметрами витрати. Зазначена різниця стандартів та позначень нерідко створює плутанину при заміні виробника приладу у проекті. Хоча за позначення побутових мембранних лічильників вже давно перейшли на європейську систему класифікації.

Крім того, існує стандартний розмірний ряд умовнихпроходів промислових лічильників газу: . 25, 40, 50, 80, 100, 150. Вітчизняні виробники приладів обліку воліють переважно дотримуватися його, за винятком, мабуть, Івано-Франківського заводу «ПромПрилад» (Україна), що має у своїй лінійці лічильники з умовним проходом 12 800 м3/год.

Повернемося до результатів обчислень у прикладі 1. Максимальна робоча витрата 267 м 3/год потрапляє в інтервал між 250 і 400 м3/год. Лічильник підбирається за найбільшим із значень обраного інтервалу.

Таким чином, вже відомо, що нам необхідний лічильник із максимальною витратою 400 м3/год. Отримуємо:

Х-ХХ-400 (для українського лічильника), X-XX-G 250 (для імпортного приладу).

оскільки і вартість самого приладу та всіх монтажних робіт суттєво знижується. Однак не завжди у подібних ситуаціях є вибір. Наприклад, на лінійці лічильників "Сигнал" такий вибір є. Зокрема, є лічильник СТГ 80-400 та СТГ 100-400. Дане технічне рішення прийнято називати «більшу витрату на меншому умовному проході», у вказаному випадку розробка належить Actaris, GMBH. Звідси: Х-80 (100) -400.

Остаточний вибір лічильника пов'язані з поняттям динамічного діапазону виміру. Йдеться про співвідношення максимальної та мінімальної робочої витрати. Нам залишилося визначити, чи потрапляє мінімальна робоча витрата, обчислена на підставі даних технічних умов, в інтервал вимірювань конкретного приладу. Як правило, виробник наводить ці дані у посібнику з експлуатації на обладнання. Наприклад, мінімальна межа робочої витрати для лічильника СТГ 80-400 становить 13 м3/год, що не більш ніж отриманого нами раніше значення О^б. а діапазон вимірюваних витрат лічильника становить 1:30.

Тепер дещо ускладнимо завдання, додавши сезонніколивання тиску газу. Приймемо, що в зимовий період тиск газу знижується до 50 кПа або 0,05 МПа. У подібних ситуаціях необхідно визначати значення робочого витрати кожному за значення тиску, та був брати найменше з значень О^б і найбільше з xраб, або одночасно обчислювати значення для «жорстких» умов експлуатації, тобто. ділити максимальну витрату на мінімальний тиск і навпаки. Наприклад 1 отримаємо: раб=800/1,5=533 м3/ч, Q™Ј =40/3=13 м3/ч.

За максимальними витратами обраний лічильник вже не підійде. А оскільки отримане значення Qmaxраб = 533 м3/год потрапляє в інтервал 400. 650 м3/год, то необхідний лічильник з максимальною робочою витратою 650 м3/год (для імпортного позначення G 400).

Безумовно, сезонні коливання тиску газу негативно позначаються на метрологічній точності вимірювань та вартості комерційного вузла обліку, оскільки потрібні засоби вимірювань з розширеним діапазоном вимірюваних витрат стосовно лічильників газу та вимірюваних тисків стосовно коректорів за тиском і температурою. Як правило, у літній період споживання газу істотно падає через відсутність потреби в опаленні, а взимку споживання, навпаки, зростає, а тиск газу відповідно падає. У ряді випадків, якщо не дозволяє діапазон лічильника, то доводиться ставити два лічильники газу на один вузол обліку. Наприклад, мембранний лічильник на літо та турбінний лічильник на зиму. На жаль, виробники не можуть собі дозволити виготовити лічильник, що охоплює будь-який (досить широкий) діапазон. Існуючі технології такі, що стандартом для мембранних лічильників газу діапазон 1:160; для більшості ротаційних –1:30, 1:50, 1:100; для турбінних лічильників –1:30; для вихрових – 1:50, 1:100; для ультразвукових – 1:30, 1:50, 1:100. УВ загальному випадку визначитися з типом обладнання можливо, попередньо визначивши діапазон робочих витрат на підставі технічних умов.

Тепер повернемося до прикладу 1 діапазон становить 1:20. Тому з великою ймовірністю підійде турбінний лічильник, дешевший і менш примхливий в експлуатації. Якщо діапазон витрат вище 1:30, Вам слід зупинитися на ротаційному, вихровому або ультразвуковому лічильнику газу. Слід, однак, мати на увазі загальну закономірність, що чим ширший діапазон і відповідно точніше механіка ротаційного лічильника, точніше п'єзоелектричні датчики вихрових приладів, тим краще повинна бути газопідготовка, спеціально підібрана запірна арматура, «м'який» пуск газу, підвищені вимоги до персоналу ін.

Все сказане вище дозволяє стверджувати, що немає поганих або хороших лічильників: у кожного приладу є своя ринкова ніша.

---