Průtokoměr plynu: měření, GOST, metody – podrobně z EMIS

Metrologické služby podniků se často potýkají s úkolem měření a sledování objemového průtoku různých plynů a plynných směsí, jako je zemní plyn, vlhký ropný plyn, stlačený vzduch, oxid uhličitý, dusík, acetylén, čpavek a další. Pro řešení problémů s měřením plynu se zpravidla měří současně tři hlavní parametry prostředí: průtok za provozních podmínek, absolutní tlak a teplota, s následným výpočtem na základě naměřených hodnot průtoku plynu (objemu), redukovaného na standardní podmínky: Rabs=0,101325 MPa, Tc=20℃. Objemový průtok plynu redukovaný na standardní podmínky je konečnou hodnotou používanou při vypořádání s dodavatelem i při sledování technologických parametrů výrobního procesu.

Uvedení do standardních podmínek se provádí pomocí různých metod, které závisí na použitém přístrojovém vybavení a automatizaci, průtokových charakteristikách a metodě stanovení hustoty: T-přepočet, pT-přepočet, pTZ-přepočet nebo ρ-přepočet v souladu s GOST R 8.740-2011, pTZ-přepočet a 8.611ρ-přepočet, v souladu s GOST-2013ρ-XNUMX GOST.XNUMX. Nejpoužívanějšími metodami v praxi jsou pT-recalculation a pTZ-recalculation.

Termofyzikální charakteristiky a fyzikálně-chemické parametry se zjišťují přímým měřením nebo nepřímou výpočetní metodou s použitím referenčních dat.

Pro výpočet termofyzikálních vlastností plynů se používají různé metody: podle GOST 30319-2015, GOST 8.662-2009 pro přírodní; podle GOST 8.733-2011, GSSSD MR 113 pro olej; podle GSSSD MR 134 pro dusík, acetylen, kyslík, oxid uhličitý, čpavek, argon a vodík.
GOST R 8.740-2001, GOST 8.611-2013 upravují požadavky na složení, instalaci, metrologické charakteristiky hlavních měřicích přístrojů a zpracování informací.

Dále je třeba uvést, že požadavky na největší dovolenou chybu měření zemního a ropného plynu v závislosti na rozsahu upravuje vyhláška Ministerstva energetiky č. 179 ze dne 15.03.2016.

Zařízení na měření plynu

Pro stanovení spotřeby plynu snížené na standardní podmínky se používají především měřicí systémy, což jsou sady měřicích přístrojů:

• kalkulačka;
• průtokový měnič;
• snímač tlaku;
• odporový převodník teploty.

Takovými měřicími systémy jsou plynoměrné komplexy „EMIS-Esko 2230“ a „EMIS-Esko 2210“ vyráběné firmou ZAO „EMIS“ (zařazené do Jednotného státního registru SI (č. 48574-11, resp. č. 60577-15). Jako převodníky průtoku v komplexech lze použít jak vírové průtokoměry, tak vírové průtokoměry KEMIS200VI integrovaným systémem a samostatným průtokoměrem s rozšířenou verzí elektronické jednotky a vestavěnou funkcí kalkulátoru.

Vírový průtokoměr plynu

EMIS-VIKHR 200 Univerzální vírový průtokoměr.

Zastavme se samostatně u výhod zařízení, které jsou důležité při zohlednění plynového prostředí a jsou zohledněny v aktualizovaném popisu typu SI.

V roce 2020 obdržel EMIS-VIKHR 200 novou třídu přesnosti s chybou měření plynu 0,7 %, což je v současnosti jeden z nejlepších ukazatelů na světovém trhu vírových průtokoměrů. Další výhodou byla certifikace algoritmů pro převod objemového průtoku média v pracovních jednotkách měření na standardní podmínky. Jedná se o doplňkovou možnost, která je k dispozici při objednání rozšířené verze elektronické jednotky s možností připojení externích snímačů tlaku a teploty. Kontrolor není vyžadován, pokud je archivace informací možná nebo se provádí v automatizovaném systému řízení procesu.

Parametry algoritmu výpočtu:

Zařízení má výstupní signály:

• Analogový 4-20 mA + HART;
• Digitální Modbus RTU s rozhraním RS485/USB; frekvence/puls.

Zároveň je přenosem dat ze sekundárního převodníku zařízení přes digitální protokol Modbus RTU s rozhraním RS-485 možné odečítat parametry nejen průtoku, ale i tlaku a teploty, stejně jako konfigurovat a diagnostikovat jak průtokoměr, tak technologický proces.

Hmotnostní průtokoměr plynu (Coriolis)

Tento typ průtokoměru je určen k měření hmotnostního a objemového průtoku, hustoty, hmotnosti a objemu kapalin a plynů ak využití získaných informací pro technologické účely a účetní a zúčtovací operace.

Přes řadu výhod, jako je vysoká přesnost a žádné požadavky na přímé úseky, bylo použití Coriolisových průtokoměrů jako plynoměrů v Rusku po dlouhou dobu omezeno z důvodu chybějící standardizované metodiky. V současnosti se však hmotnostní konvertory staly široce žádaným prostředkem měření plynného prostředí, a to i na obchodních, nákladových a technologických měřicích jednotkách PJSC Gazprom (V souladu s STO Gazprom 5.35-2010 „Průtok a množství zemního plynu. Metodika provádění měření pomocí Coriolisových průtokoměrů“).

Zvážíme vlastnosti aplikace hmotnostních Coriolisových čítačů na příkladu „EMIS“-MASS 260″.

EMIS-HMOTNOST 260

Měření hmotnosti plynu Coriolisovým průtokoměrem je přímé, v souladu s RMG 29-2013. Zařízení převádí rozsah měření hmotnostního průtoku na rozsah měření objemového průtoku pomocí vzorce:

kde:
Q – horní nebo dolní mez rozsahu hmotnostního průtoku, kg/h;
ρ – hustota měřeného média za provozních podmínek, kg/m³.

Vestavěné algoritmy umožňují výpočet objemového průtoku plynu redukovaného na standardní podmínky při zadání hodnoty hustoty za standardních podmínek, což se odráží v popisu typu měřicího přístroje pro průtokoměr.

Meze dovolené relativní chyby v měření hmotnosti (hmotnostní průtok) δ_mg při registraci výsledku podle indikátoru by frekvence, pulz, aktuální provedení TA a digitální výstupní signály neměly překročit hodnoty vypočítané podle vzorce:

Při použití EMIS-MASS 260, třída přesnosti 0,25, je tedy chyba měření 0,5 %. Současně se při použití objemových měřičů chyba ve složení měřicích systémů zpravidla pohybuje v rozmezí od 1,5 do 2,5%.

• 2 pasivní proudové výstupy 4-20mA (včetně jednoho výstupu s digitálním HART protokolem);
• 3 pulzní výstupy s možností volby provozního režimu „aktivní/pasivní“;
• Výstupní rozhraní ETHERNET s protokolem Modbus TCP-IP;
• Diskrétní výstup pracující v režimu výdejního stojanu nebo poruchové signalizace.

osvědčení

Zařízení značky EMIS jsou certifikována a atestována podle ruských i mezinárodních norem.

Otázky pro inženýry

Vedoucí technického oddělení Ilja Stromov odpovídá na otázky týkající se použití zařízení EMIS. Otázka: Je možné použít přístroj EMIS-VIKHR 200 k měření průtoku směsi plynů: vzduchu s určitými koncentracemi čpavku, sirovodíku a methylmerkaptanu. Koncentrace těchto látek v toku nejsou konstantní a během procesu se mění. Teplota měřeného prostředí je cca 40 °C. Odpověď: Měření směsi plynů se zadanými parametry média lze provádět pomocí vírového průtokoměru EMIS-VIKHR 200. Pro použití v prostředích obsahujících sirovodík je průtoková část zařízení vyrobena z oceli 12X18N10T a celkové provedení (AST) se liší od normy. Pokud potřebujete znát objemový průtok, složení směsi není důležité V případě, že je nutné vzít v úvahu jednotky měření hmotnosti, měla by být uvedena hustota média a jeho složení, protože hodnota hustoty a podle toho i hmotnostní průtok závisí na složení. Proto pro správný výběr zařízení Otázka: Měření vodíku musí být prováděno v rozsahu průtoku do 100 m3/h, třída přesnosti zařízení nesmí být nižší než 2,0 a informace musí být přenášeny přes RS-485. Vyžaduje se přírubové provedení. Bude EMIS-VIKHR 200 vhodný? Odpověď: Měření vodíku lze provádět pomocí měřicích systémů EMIS-Esko 2210 a EMIS-Esko 2230 založených na vírovém průtokoměru EMIS-VIKHR 200. Můžeme nabídnout speciální verzi – „Vd“, navrženou speciálně pro provoz v „vodíkovém“ prostředí. Průtokoměr má příslušné označení ochrany proti výbuchu – pro kategorii II, podkategorii IIC. Otázka: Při rekonstrukci kompresorové stanice plynu plánujeme výměnu ultrazvukového plynoměru za vírový. Uhlovodíkový kondenzát je nutné měřit při okolní teplotě od -60 do +37. Jmenovitý průměr potrubí je 100 mm. Rozsah tlaku měřeného média je 2,1…2,3 MPa. Přírubové provedení. Výstupní signály: 4.20 mA, frekvenčně pulsní. Ochrana proti výbuchu typ Exia. Požadavky na mez dovolené relativní chyby ±1,5 %. Odpověď: Pro vyřešení vašeho problému lze ultrazvukový průtokoměr nahradit vírovým průtokoměrem. Můžeme nabídnout „EMIS“-VIKHR 200″ s DN 100 a průtokovou částí z nerezové oceli. Lze jej použít jak jako součást účetního komplexu, tak samostatně při objednání verze s funkcí kalkulačky. Je schopen provozu při okolních teplotách až -60 stupňů Celsia bez dodatečného ohřevu. Pro správný výběr prosím vyplňte dotazník. Otázka: Při dovybavování výroby chceme přejít na domácí zařízení. Můžete dodat Coriolisův měřič „EMIS“-MASS 260″ s instalačními rozměry dovážených analogů? Odpověď: Společnost EMIS vyrábí zařízení s instalačními rozměry dovážených analogů, přičemž provedení příruby odpovídá normám: GOST 12815, GOST 33259, EN1092-1 (DIN 2513), ASME/ANSI. Otázka: Jak se převádí hmotnostní průtok plynu na standardní podmínky? Má zařízení vestavěný teplotní senzor? Odpověď: Není potřeba žádné teplotní čidlo. Měřič EMIS-MASS 260 má samostatnou funkci pro převod hmotnostního průtoku plynu na objemový průtok za standardních podmínek a samostatný registr, do kterého se zadává hustota plynu za standardních podmínek. V tomto případě se hustota za provozních podmínek měří přímo. Máte-li jakékoli dotazy k provozu průtokoměrů, můžete je položit inženýrům společnosti EMIS: ZEPTEJTE SE