Определение расхода газа счетчиком

Определение расхода газа счетчиком

Особенности измерений объемов и расхода газа при коммерческом и технологическом учете.

В последние годы в связи с увеличением цен на природный газ до мирового уровня повышаются требования к объективности учета расходов газа и потребленных объемов. Коммерческие расчеты за количество потребленного газа ведутся по объему, приведенному к стандартным условиям: давлению 101,325 кПа и температуре 20 С. Пересчет рабочего объема в стандартный объем осуществляется по данным с датчика давления, температуры и первичного преобразователя расхода счетчика газа. Поэтому задача объективного определения стандартного объема является многоплановой и зависит от точности счетчика газа, каналов измерений давления, температуры и точности вычисления стандартного объема. Точность учета количества газа пропорционально зависит от точности первичного преобразователя расхода газа. Кроме того, что первичные преобразователи расхода должны отвечать требованиям по точности измерений, каждый из них имеет свои особенности применения, которые должны быть учтены при их выборе. Выбор первичного преобразователя зависит от множества факторов, например, таких, как диапазоны рабочих температур, давлений, величины межповерочного интервала, стоимости монтажных и эксплуатационных работ и целого ряда других. Рассмотрим особенности конкретных первичных преобразователей расхода.

Мембранные счетчики газа
Патент на мембранные счетчики был выдан в Англии в 1844 году. Но и сегодня в области учета потребленного газа низкого давления в коммунальном хозяйстве мембранным счетчикам практически нет альтернативы.
Принцип работы мембранных счетчиков основан на перемещении подвижных перегородок, разделяющих измерительные камеры, при поступлении газа в счетчик. Движение диафрагм передается через кулисный механизм на клапаны, управляющие процессом попеременного заполнения рабочих камер газом.
По диапазонам расходов и назначению мембранные счетчики газа подразделяются на:
• бытовые счетчики: G1,6; G2,5; G4 с диапазоном расходов от 0,016 до 6 м3/ч;
• коммунальные счетчики: G6; G10; G16; G25 с диапазоном расходов от 0,006 до 40 м3/ч;
• промышленные счетчики: G40, G65, G100 с диапазоном расходов от 0,4 до 160 м3/ч.
Погрешность измерений этих счетчиков составляет 3% в диапазоне от Qmin до 0,1Qnom и 1,5% в диапазоне от 0,1Qnom до Qmax.

Турбинные счетчики газа
Наибольшее распространите в области коммерческого учета газа в диапазоне расходов от 100 до 25000 м3/ч получили турбинные счетчики газа. Они реализуют косвенный метод измерений. Скорость вращения измерительного турбинного колеса в таких счетчиках пропорциональна расходу газа. Диапазон измерений этих счетчиков 1: 10, 1:20.
Достоинствами турбинных счетчиков газа является их высокая точность, надежность и простота эксплуатации. В целях избежание дополнительной погрешности следует обеспечивать их работу преимущественно в непрерывном режиме.
Ротационные счетчики газа
В отличие от турбинных ротационные счетчики газа реализуют не косвенный, а прямой метод измерений объема газа, прошедшего через счетчик газа. Прямой метод измерений объема заключается в периодическом заполнении измерительной камеры, образованной корпусом счетчика, и вращающимися роторами, выполненными в виде восьмерки, газом, поступающим на вход счетчика и вытеснении этого объема на выход счетчика.
Применение ротационных счетчиков серии RVG позволяет решить задачу обеспечения динамической точности при работе в импульсном режиме. Это достигается путем высокоточного конструктивного исполнения, обеспечивающего очень малые зазоры между корпусом и роторами. При прекращении потребления газа роторы останавливаются разрежением по входу счетчика, т.е. этот счетчик пригоден для прерывистого режима работы.
Следует отметить, что метрологические характеристики ротационных счетчиков газа не зависят от характера газового потока (его прямолинейности и однородности). Поэтому при их установке не требуется прямолинейных согласующих участков до счетчика и после счетчика, что упрощает и делает компактнее их монтаж.

Квантометры
В области промышленных измерений расхода газа при различных технологических процессах широкое применение нашли квантометры. Квантометры по своему принципиальному устройству идентичны турбинным счетчикам газа. Число оборотов турбинного измерительного колеса пропорционально объемному расходу прошедшего через прибор газа.
Квантометры имеют большую погрешность измерений, чем турбинные счетчики газа. Допускаемые пределы погрешности квантометров составляют порядка 3% в нижнем (от Qmin до 0,2Qmax) и 1,5% в верхнем (0,2Qmax до Qmax) диапазонах измерений. При этой причине квантометры не допущены правилами Госстандарта для коммерческого учета газа. Квантометры применяют преимущественно для промышленных измерений расхода природного газа, сжатого воздуха, азота, водорода и кислорода, т.е. в технологических целях.

Методы измерений больших расходов газа
Для измерений больших расходов газа (свыше 2500 м3/ч) в настоящее время в отечественной практике наибольшее применение имеют измерители на сужающих устройствах. Тем не менее, метод определения расхода газа с помощью сужающих устройств имеет ряд недостатков. Точность этого способа измерений в большей степени зависит от точности и надежности работы датчиков перепада давления, которые в свою очередь имеют один известный существенный недостаток, заключающийся в крайне узком диапазоне измерений (соотношение Qmin/Qmax не превышает 1/3), обусловленным наличием зоны нечувствительности в области малых расходов. Помимо малого диапазона измеряемых расходов существенными недостатками данного метода является сильная зависимость точности измерений от степени загрязненности сужающего устройства (шайбы) и стабильности его геометрии, а также малый межповерочный интервал (1 год) и необходимость прямолинейных участков трубопровода очень большой длины до и после сужающего устройства (от 7 до 62 Ду).
Совокупность этих недостатков расходомеров на основе сужающих устройств обуславливает целесообразность применения турбинных счетчиков газа больших типоразмеров (Ду = 250 600 мм), которые позволяют измерять расходы газа вплоть до 25000 м3/ч при рабочем давлении до 10 МПа.
Турбинные счетчики газа серии TRZ

Турбинные счетчики газа серии TRZ имеют ряд конструктивных особенностей, которые делают их более удобными в эксплуатации. Одной из главных особенностей является наличие измерительного патрона, т.е. разбиение проточной части счетчика на прочный фланцевый корпус и заменяемый измерительный патрон.
На погрешность измерений турбинного счетчика газа влияет конструкция и точность изготовления только измерительного патрона. Корпус счетчика не является составной частью внутреннего проточного канала. Поэтому не имеет влияния на величину его погрешности. Измерительный патрон выполнен в виде конструктивно законченного узла и может быть откалиброван в так называемых мастер-корпусах на испытательных стендах. Таким образом, за короткое время, прямо на месте эксплуатации может быть проведена замена старого загрязненного либо вышедшего из строя измерительного патрона, на новый, предварительно откалиброванный измерительный патрон. Кроме того, при помощи специального адаптера во фланцевом корпусе определенного типоразмера возможна установка измерительного патрона с меньшим номинальным внутренним диаметром для более точных измерений ограниченного количества газа. Это целесообразно при ограниченном во времени (временном) режиме измерений расхода газа, (например, если крупный потребитель еще не подключен к газовой сети, либо в случае летнего режима потребления газа).

Узлы коммерческого учета
Комплексно решить задачу расчета стандартного объема при коммерческих расчетах за газ позволяют измерительные комплексы. Состоящие из первичного прибора учета (рабочий объем газа) и электронного корректора объема газа (расчет нормированного объема газа при стандартных условиях), с помощью которых обеспечивается полноценный коммерческий учет газа. Пересчет рабочего объема и расхода к стандартному проводится посредством автоматической коррекции показаний счетчика газа по температуре, давлению и коэффициенту сжимаемости, с учетом вводимых значений относительной плотности газа, удельной теплоты сгорания газа в соответствии с ГОСТ 30319-96 и ПР 50.2.019.
Измерительный комплекс СГ-ЭК включает в себя турбинный (вариант СГ-ЭК-Т) или ротационный счетчик газа (вариант СГ-ЭК-Р) и электронный корректор ЕК-88 со встроенным в корпус датчиком абсолютного давления; датчик температуры, установленный в корпус счетчика газа. Диапазон расходов газа комплекса соответствует диапазону расходов счетчика газа, диапазон давлений от 1 до 70 бар абс. Комплекс СГ-ЭК представляет собой готовый узел коммерческого учета газа, что обеспечивает простоту монтажа, аттестации и проверки функционирования. Комплекс имеет автономное электропитание (сроком службы 5 лет при обычной эксплуатации), межповерочный интервал 5 лет, сертификат Госстандарта России, свидетельство о взрывозащищенности, разрешение Госгортехнадзора на применение.
Погрешность комплексов СГ-ЭК при измерениях объема газа не превышает 1,5% на базе турбинных счетчиков в диапазоне 1:5, на базе ротационных счетчиков в диапазоне 1:10. Корректор ЕК-88 имеет возможность ввода с клавиатуры данных по сертификату газа, влияющих на его плотность. Следует отметить, что реальный состав газа в рабочих условиях может отличаться от введенного с сертификата. Первичные преобразователи расхода турбинных или ротационных счетчиков в разной степени чувствительны к изменению реальной плотности. Поэтому с точки зрения обеспечения максимальной точности измерений в диапазонах расходов, где можно использовать комплекс СГ-ЭК и на основе турбинного и на основе ротационного счетчика, ротационный предпочтительно использовать на низком, а турбинный счетчик на среднем и высоком рабочем давлении.
Корректор ЕК-88 содержит интерфейс RS-232, позволяющий проводить дистанционную передачу данных измерений с помощью дополнительной аппаратуры в центры сбора и обработки информации. Корректор Е-88 обеспечивает так же:
• хранение среднечасовых значений рабочего и стандартного объема за предыдущие 6 месяцев, хранение среднечасовых значений давления и температуры, вычисление коэффициента сжимаемости по GERG-91 и NX-19 в зависимости от удельной теплоты сгорания газа;
• наблюдение за давлением и температурой (фиксацию основных параметров);
• индикацию на 8-ми разрядном дисплее измеряемых и вычисленных параметров по запросу с клавиатуры.
Важным достоинством комплекса СГ-ЭК является то. Что он поступает к потребителю в полной заводской готовности. Не требуется дополнительных затрат на приобретение комплектующих, не требуется услуг монтажных организаций для установки датчиков давления и температуры. Отсутствуют затраты на поверку отдельных составляющих узла коммерческого учета газа.
Таким образом, измерительный комплекс СГ-ЭК удовлетворяет всем основным требованиям, предъявляемым поставщиками и потребителями газа, и является простым и удобным в эксплуатации узлом коммерческого учета газа, позволяющим интегрировать его в действующие системы учета газа, и обладает функциональными возможностями построения АСУ и контроля потребления газа.

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА

Процесс получения опытным путем численного соотношения между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения. Прибор, измеряющий количество вещества, протекающего через данное сечение газопровода за некоторый промежуток времени, называется счетчиком. При этом количество вещества определяют как разность двух последовательных показаний счетчика в начале и в конце этого промежутка. Показания счетчика выражают в единицах объема. Прибор, измеряющий расход газа, проходящего через данное сечение газопровода в единицу времени (ч), называется газовым расходомером; измерение в нем происходит по перепаду давления в сужающемся устройстве — диафрагме или сопле. Для определения расхода газа с давлением не более 0,1 МПа и температурой газа и окружающего воздуха 0—50°С используют ротационные счетчики.
В счетчике для получения сравниваемых результатов измерений расход газа приводит к нормальным условиям. При промышленных измерениях нормальными показателями считают температуру, равную 20 С, давление, равное 10 — 325 Па, и относительную влажность, равную 0. Объемный расход газа выражают в м/ч. Счетчики располагают по ходу газа после регуляторов давления газа, при использовании сужающих устройств (диафрагм) — до регуляторов давления и предохранительного запорного клапана, но после фильтров с целью уменьшения эрозии острой кромки диафрагм.
Ротационный счетчик состоит из измерителя, счетного механизма и дифферентного манометра. В чугунном корпусе измерителя расточены два полуцилиндра, в каждом из которых размещен один ротор, имеющий вид восьмерки. Располагают роторы взаимно перпендикулярно. В боковых стенках корпуса смонтированы подшипники — опоры для роторов. Газ поступает через верхний патрубок, давление газа в котором всегда несколько меньше, чем во входном. За счет этого перепада давления роторы вращаются. За один полный оборот пространство между стенками корпуса и ротора, являющееся измерительным объемом, наполняется дважды и дважды выталкивается газ из этого объема через нижний патрубок. Счетный механизм роликового типа закрыт герметичной крышкой и работает в газовой среде. Дифференциальный манометр служит для определений потерь давления газа в ротационном счетчике. По показываемому им перепаду давления можно судить о работе счетчика: резкое возрастание или колебания перепада свидетельствуют о его засорении. Для восстановления нормальной работы счетчик промывают. В зависимости от общего расхода на объекте монтируют один или два параллельно присоединенных ротационных счетчика.
В газовом расходомере перепад давления измеряют с помощью дифманометра. Сужающее устройство, выполняющее функции первичного преобразователя, устанавливают в газопроводе. При протекании через него газа скорость потока в суженном сечении повышается по сравнению с его скоростью в газопроводе. Увеличение скорости, а следовательно, и кинетической энергии вызывает уменьшение потенциальной энергии потока в суженном сечении. Соответственно и статическое давление в нем будет меньше, чем до него. Перепад давления связан с расходом квадратической зависимостью. В качестве сужающих устройств применяют стандартные диафрагмы, представляющие собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого лежит на оси трубы. Сужение потока начинается до диафрагмы, и на некотором расстоянии от диафрагмы оно достигает минимума. Далее сечение потом постоянно расширяется до тех пор, пока не станет равным полному сечению трубопровода. При протекании газа через диафрагму за ней в углах образуется мертвая зона, где вследствие разности давлений возникает обратное движение газа, на преодоление которого затрачивается значительная часть энергии. При этом происходит потеря давления. Отбор давлений осуществляют с помощью двух отдельных отверстий, располоенных до и после диска диафрагмы в углах, образуемых ее плоскостью и внутренней поверхностью трубопровода. Дифманометры могут быть показывающими или самопишущими. Последние кроме устройства, записывающего перепад давления, могут иметь дополнительную запись давлений и интегратор. Привод диаграммы может быть от часового механизма или от синхронного микроэлектродвигатела. По конструктивному устройству дифманометры бывают сильфонные, поплавковые и трубчатые.

Измерение расхода жидкостей и газов в технике.

Измерительные приборы для измерения и учета расхода жидкостей и газов. Самыми распространенные приборы учитывающие расход жидкости — влагомеры и расходомеры. Учет газа осуществляется приборами газоанализаторами.

Содержание статьи

• Расходомеры и газоанализаторы
• Расходомеры обтекания
• Скоростные счетчики расхода
• Электрические расходомеры
• Тепловые расходомеры
• Ультразвуковые расходомеры

Расходомеры и газоанализаторы

Существуют понятия измерения расхода и измерения количества вещества и приборы для измерения этих параметров называются , соответственно , расходомерами и счётчиками.

Расходомеры измеряют количество вещества протекающего по трубе в единицу времени. По способу измерения они бывают:

Расходомеры переменного перепада давления на установленном в трубопроводе сужающем устройстве. Расходометрические счетчики переменного перепада давления состоят из трёх частей:

• 1.преобразователь расхода , создающий перепад давления;
• 2.соединительное устройство передающее этот перепад к измерительному прибору;
• 3.дифференциальный манометр измеряющий этот перепад давления и отградуированный в единицах расхода;

Расходомеры обтекания к содержанию

Расходомеры обтекания, или расходомеры постоянного перепада давления, принцип действия которых основан на реагировании чувствительного элемента, помещённого в поток, на динамический напор протекающего по трубопроводу вещества.

Чувствительный элемент перемещается на величину служащую мерой расхода. Расходомеры обтекания включают составные части в форме обтекаемых тел в виде: поршня, поплавка, шара, диска. Величина перемещения или угла поворота обтекаемого тела является мерой расхода. Самые распространённые расходомеры обтекания—ротаметры, в которых при движении жидкости или газа по стеклянной конусной трубке со шкалой, снизу вверх перемещается поплавок, пока сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка.

Скоростные счетчики расхода к содержанию

Расходомеры с непрерывным движением приёмных устройств—скоростные счётчики. Чувствительный элемент совершает вращательное или колебательное движение и скорость этого движения служит мерой расхода. Суммирование числа оборотов вращающегося устройства указывает на расход за какое-то время. Скорость вращения пропорциональна скорости протекающей жидкости т.е. расходу. Все бытовые водомеры относятся к скоростным счётчикам.

Электрические расходомеры к содержанию

Принцип их действия основан на измерении электрических параметров системы в зависимости от расхода: измеряемое вещество—чувствительный элемент прибора. При движении жидкости между полюсами электромагнита , по закону электромагнитной индукции, на концах диаметра трубы образуется разность потенциалов , величина которой пропорциональна расходу.

Тепловые расходомеры к содержанию

Принцип действия тепловых счетчиков расхода веществ основан на измерении количества тепла, отданного нагретым элементом прибора, потоку вещества. По характеру теплового взаимодействия с потоком тепловые расходомеры подразделяются на калориметрические, термоконвективные, термо-анемометрические.

Термоанемометрические расходомеры для измерения местных скоростей потоков появились раньше остальных. Калориметрические расходомеры с внутренним нагревом, появившиеся позже, не получили заметного применения. Позднее стали разрабатываться термоконвективные расходомеры, которые благодаря наружному расположению нагревателя находят все более широкое применение в промышленности.

Термоконвективные расходомеры делят на квазикалориметрические (измеряется разность температур потока или мощность нагрева) и теплового пограничного слоя (измеряется разность температур пограничного слоя или соответствующая мощность нагрева). Они применяются для измерения расхода главным образом в трубах небольшого диаметра от 0,5—2,0 до 100 мм.

Достоинством калориметрических и термоконвективных расходомеров является неизменность теплоёмкости измеряемого вещества при измерении массового расхода. Помимо этого в термоконвективных расходомерах отсутствует контакт с измеряемым веществом, что также является их существенным достоинством. Недостаток и тех и других расходомеров — их большая инерционность. Для улучшения быстродействия применяют корректирующие схемы, а также импульсный нагрев. Термоанемометры в отличие от остальных тепловых расходомеров весьма малоинерционны, но они служат преимущественно для измерения местных скоростей. Калориметрические расходомеры основаны на зависимости от мощности нагрева среднемассовой разности температур потока.

Ультразвуковые расходомеры к содержанию

Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на измерении величины ультразвуковых колебаний, которые распространяются в потоке измеряемого вещества.

Приборы для измерения количества вещества называются расходометрическими счётчиками. Если это вода — влагомеры, если измеряется расход газа — газоанализаторы. Они измеряют массу вещества протекающего по трубопроводу. По способу измерения они разделяются на:

• 1.скоростные счётчики, принцип действия которых основан на суммировании числа оборотов помещённого в поток жидкости вращающегося элемента.
• 2.объёмные счетчики, принцип действия которых основан на суммировании объёмов вещества, вытесненного из измерительной камеры прибора.

Наибольшее распространение получили скоростные счётчики.

Расчет максимального часового расхода газа

При разработке проектов газоснабжения частных, многоэтажных жилых и офисных зданий, промышленных предприятий и других объектов необходимо решать много сопутствующих задач. Одной из них является расчет планируемого максимального часового расхода газа.
Он нужен, чтобы обеспечить расчетный режим работы оборудования (отопления, горячего водоснабжения, производственных процессов) при пиковых затратах (максимум потребления в зимнее время).

Наши сотрудники помогут вычислить величину максимального часового расхода газа. Компания гарантирует индивидуальный подход к каждому клиенту.

Необходимо заранее планировать необходимое количество газа, чтобы система была максимально безопасной и эффективной при минимальном потреблении ресурсов.

Для чего необходимо определять максимальный часовой расход газа

Среди задач, которые нужно выполнить, чтобы газифицировать отапливаемое здание, этот расчет является одним из основных.

Его правильность контролирует в Москве АО «МОСГАЗ», в московской области АО «Мособлгаз». При составлении вычисляется величина тепловой нагрузки. Также нужно посчитать количество тепла, которое должна вырабатывать система отопления, и требуемый для этого почасовой объем газа, измеряемый в м3/час. Потребление должно соответствовать потоку в магистрали распределения.

При помощи такого расчета вычисляется максимальный часовой расход газа для частного дома во время максимума потребления. Это отображает пик потребления топлива объектом. И затем данные сравниваются с возможностями газопровода.

Определение размера максимального часового расхода газа в м3 является обязательным при подготовке:

• документов на получение ТУ подключения;
• заявки на технологическое присоединение к магистрали.

Формы подаются как физическими, так и юридическими лицами при составлении документов, необходимых чтобы газифицировать частный дом. Образец заполнения заявок и шаблон можно найти на сайте.

Как осуществляется расчет часового расхода газа

Чтобы спланировать максимальный почасовой ресурс, не нужно проводить регулярные замеры. Оценить расчетный максимум потребления можно при помощи калькулятора на нашем сайте. Но для получения ТУ и документов необходимо сделать заявку в лицензированной компании. Специалисты ООО «Проект-Сервис» выполнят все мероприятия для подключения к системе распределения с большой точностью и за минимальное время.

Для получения необходимых результатов оставьте заявку, образец (шаблон) которой можно скачать с нашего сайта. Вы можете распечатать бланк для предоставления его в письменном виде. Пример заполнения документа на получение ТУ также можно найти на нашем веб-ресурсе. Заполнив бланк, необходимо вместе с пакетом документов предоставить его в «Проект-Сервис». Или заполните форму онлайн-калькулятора, чтобы узнать приблизительное значение при планировании и выборе газового оборудования.

Наши сотрудники помогут вычислить величину максимального часового расхода газа. Компания гарантирует индивидуальный подход к каждому клиенту.

Автономная газификация частного дома: расход газа и учитываемые приборы

Рассчитать максимальный расход при работах по автономной газификации можно с помощью онлайн-калькулятора. Он дает возможность посчитать объем газа (в м3), при совместной работе всего оборудования. Пример расчета можно увидеть на сайте.

Главным потребителем топлива, который и определяет его максимальный расход в частном доме, остается газовый котел. Основанием для подсчета являются теплотехнические параметры, который позволяют планировать оптимальную конфигурацию отопления. Точно рассчитать размер потребления с учетом прочих параметров смогут сотрудники ООО «Проект-Сервис».

Рассчитывайте расход автономной газификации частного дома в «Проект-Сервис»

Правильное определение размеров потребления является главным фактором при подаче документов и составлении технических условий на автономное подключение к газопроводу.

Это важный этап в создании комфорта в частном доме, поэтому рассчитывать потребление газа должны исключительно квалифицированные специалисты.

Расход должен планироваться в строгом соответствии с действующими ГОСТ и СНиП. Ошибки в подсчете приведут к тому, что придется или мерзнуть зимой, или напрасно переплачивать за дорогостоящий ресурс и устанавливать лишнее оборудование.

В ООО «Проект-Сервис» вам гарантирован индивидуальный подход и снижение затрат на получение ТУ. Мы предлагаем весь комплекс услуг по проектированию частного дома.

Чтобы заказать расчет расхода газа в час, необходимый для автономного газоснабжения частного дома в Москве, необходимо предоставить:

• запрос на осуществление данного типа работы (образец есть на сайте);
• документы гражданина РФ (паспорт);
• документацию на здание (поэтажный план).

Высокий профессионализм сотрудников ООО «Проект-Сервис» – гарантия быстрого, качественного и доступного по стоимости результата.

Стоимость работ по расчету максимального часового расхода газа