С учетом факторов, влияющих на метрологическую точность измерений в эксплуатации, можно сформулировать основные принципы и решаемые задачи при выборе технологического оборудования и СИ, предназначенных для оснащения узлов учета газа (см. рис. 1, табл. 1).
Таблица 1. Основные решаемые задачи
Научно-технические | Организационные |
Исследование влияния пульсаций потока на МХ счетчиков Разработка требований к теплоизоляции счетчиков Уточнение требований к длинам прямых участков для высокоточных счетчиков Исследования по влиянию переходов (конфузоров и диффузоров) на МХ счетчиков |
Нормировать требования к функциям узлов измерений в зависимости от их категории и производительности Нормировать требования к методам поверки в зависимости от давления и типа рабочей среды Для высокоточных средств измерений представлять данные о результатах их калибровки в зависимости от числа Re |
Классификация и выбор методов измерения
Количество природного газа при взаимных расчетах с потребителями выражают в единицах объема, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939.
Измерение выполняют на основе МИ, аттестованных или стандартизованных в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563.
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 вышеперечисленные факторы, влияющие на метрологическую надежность узла учета в процессе его эксплуатации. Наряду с режимами течения газа, параметрами его состояния и физико-химическими показателями, а также конструктивными особенностями узла учета, необходимо также нормировать погрешности (неопределенности) измерений.
Существующие устройства учета расхода газа (УУГ) по пропускной способности можно классифицировать на следующие группы:
- бытовые — с пропускной способностью до 10 м3/ч;
- коммунально-бытовые — с пропускной способностью от 10 до 40 м3/ч;
- промышленные — с пропускной способностью свыше 40 м3/ч.
По методу измерения можно классифицировать на следующие группы:
основанные на гидродинамических методах:
- переменного перепада давления (расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами);
- обтекания (ротаметры, поплавковые, поршневые, поплавково-пружинные и с поворотной осью);
- вихревые (струйные, вихревые);
с непрерывно движущимся телом:
- тахометрические (турбинные, камерные, барабанные, ротационные, мембранные, объемные счетчики и др.);
- силовые (кориолисовые — массомеры газа, в работе которых используется эффект Кориолиса);
основанные на различных физических явлениях:
- тепловые (калориметрические, с внешним нагревом, термоанемометрические);
- акустические (ультразвуковые);
- электромагнитные;
- оптические (лазерно-доплеровские анемометры);
основанные на особых методах:
- меточные;
- концентрационные.
Рис. 1. Основные принципы выбора средств измерений для оснащения узлов учета газа
На рис. 2 представлены наиболее часто употребляемые при коммерческом и технологическом учете природного газа РСГ.
Рис. 2. Методы (принципы) измерения природного газа
Тип РСГ | Принцип работы |
Диафрагменный | Основан на перемещении подвижных перегородок измерительных камер под давлением измеряемого газа |
Ротационный | Основан на вращении двух соосно расположенных роторов под воздействием поступающего газа |
Турбинный | Основан на вращении турбинного колеса под воздействием потока измеряемого газа, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу |
Вихревой | Основан на зависимости частоты образования и срыва вихрей, возникающих при обтекании тел, размещенных в потоке, от расхода измеряемого газа |
Переменного перепада давления | Основан на зависимости перепада давления, создаваемого устройством, установленным в трубопроводе, от расхода измеряемого газа |
Ультразвуковой | Основан на зависимости времени распространения ультразвуковых колебаний через поток измеряемого газа в трубопроводе заданного диаметра |
Термоанемометрический | Основан на измерении теплосъема сигнала с нагревательного элемента, который при известной теплопроводности среды пропорционален массовому расходу |
Кориолисовый | Основан на измерении ускорения, сообщаемого потоку измеряемого газа колеблющимся трубопроводом, и связанного с массовым расходом |
Струйный | Основан на измерении частоты переключения струйного генератора, пропорциональной скорости (расходу) газа |