Счетчики газа: виды, типы учета природного газа и особенности

Cчетчик-манометр для учета и контроля природного газа

Счётчик-манометр для контроля и учета газа на транспорте обычно в моноблочном исполнении и во взрывозащищенном корпусе. Прибор такого типа имеет индикатор и бортовой аккумулятор для записи данных, когда нет питания. Устройство устанавливается в промежутке между редуктором и баллоном для снятия параметров входящего и выходящего газа.

Данный счётчик используется на транспорте для контроля и учета газа на газобаллонном оборудовании 4 типа (компримированный газ метан). Прибор показывает расход заправке температуру оставшееся время на газу и оставшийся объём газа в баллоне.

Преимущества:

• Компактный;
• Питание 12-24 Вт;
• Высокая точность;
• Пылевлагозащита;
• Высокий класс взрывозащиты.

На сегодняшний день счетчик данного типа выпускает только компания ЭРА-ГЛОНАСС, модель прибора АГС 478 ЭРА ГЛОНАСС.

Вихревой расходомер газа

Отдельно остановимся на преимуществах прибора, имеющих значение при учете газовых сред и получивших отражение в обновленном описании типа СИ. В 2020 году «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» получил новый класс точности с погрешностью измерения газа 0,7 %, что на сегодняшний день является одним из лучших показателей на мировом рынке вихревых расходомеров.

Еще одним преимуществом стала аттестация алгоритмов приведения объемного расхода среды в рабочих единицах измерения к стандартным условиям. Это дополнительная опция, доступная при заказе расширенной версии электронного блока с возможностью подключения внешних датчиков давления и температуры. Контроллер при этом не требуется, если архивирование информации возможно или осуществляется в АСУТП.

Параметры алгоритмов расчета:

Прибор имеет выходные сигналы:

• Аналоговый 4-20 мА HART;
• Цифровой Modbus RTU с интерфейсом RS485 / USB; частотный/импульсный.

При этом посредством передачи данных с вторичного преобразователя прибора по цифровому протоколу Modbus RTU с интерфейсом RS-485 возможно осуществлять считывание параметров не только расхода, но и давления, и температуры, а также производить настройку и диагностику, как расходомера, так и технологического процесса.

Вихревые расходомеры  для природного газа

Вихревой принцип фиксации расхода также практически не применим в быту на малых объёмах природного газа. А вот на газораспределительных станциях или в промышленности вихревые счетчики используются активно. Компактные разновидности приборов вихревого типа также могут применяться в коммунальной сфере — особенно на объектах, для которых характерен высокий уровень потребления природного газа.

Принцип работы вихревой аппаратуры достаточно сложен:

• Для оценки объема пропущено газообразного топлива фиксируется количество колебаний давления, после того как струе газа придают вихреобразную форму.
• За фиксацию количества колебаний отвечает микропроцессор, потому что другие способы регистрации не обеспечивают нужную точность.

Выбор расходомера

При выборе устройства для конкретного проекта необходимо учитывать характеристики измеряемого вещества, пропускную способность расходомера и бюджет. Кроме того, стоит обратить внимание на рабочую температуру и точность измерений. Такие усилия будут обязательно вознаграждены, и вы приобретете качественный прибор, полностью соответствующий вашим потребностям.

Принцип работы у современных расходомеров также может быть разным. Различают следующие типы устройств:

Давление

Далее следует уточнить давление измеряемой среды. Обычно для измерений сжатого воздуха (например, в компрессорных) и для измерения расхода воздуха при давлении близком к атмосферному (например, в вентиляционых системах) используются разные типы расходомеров.

Верхний допустимый предел давления у различных расходомеров отличается, поэтому в случае, если необходимо измерять расход газа под давлением, следует уточнить значение рабочего давления среды. Так, например, расходомер SS 20.261 можно использовать при давлении до 10 бар, SS 20.600 – до 16 бар (опционально – до 40), VA 400 – до 50 бар.

Диаметр трубопровода

Независимо от того, врезной, погружной или накладной расходомер будет использоваться, следует уточнить диаметр трубопровода на участке, где требуется установить расходомер.

При выборе врезного расходомера диаметр трубопровода является одним из основных параметров, так как данные приборы отличаются диаметром встроенной измерительной секции. Что касается погружных расходомеров, то может показаться, что при ни использовании диаметр не имеет значения, так как зонд расходомера можно погрузить в поток при любом диаметре, однако из-за того, что чувствительный элемент прибора (находящийся на конце зонда) должен быть помещен точно в центре трубопровода, следует удостовериться, что длины зонда хватит для монтажа на конкретном участке.

Допустим, внешний диаметр трубопровода составляет 200 мм. Значит погрузить зонд нужно будет на 100 мм. Еще 100-120 мм потребуется на осуществление монтажа. Таким образом, минимальная длина зонда при данном диаметре должна составлять 220 мм. Большинство расходомеров доступны в различных исполнениях, отличающихся длиной зонда. Так для расходомера VA 400 существуют исполнения с длиной 120, 220, 300 и 400 мм.

Зачем нужен счетчик учета природного газа

Потребление газа домохозяйством или промышленным объектом, а также объем газообразного топлива, закаченного в цистерну или газовоз, нужно фиксировать. При этом Фактический объем газа зависит от давления и температуры, потому современные счетчики оснащаются корректирующими механизмами.

Установленный на объекте счетчик газа дает возможность:

• Зафиксировать фактический объем потребленного или израсходованного газообразного топлива.
• Сократить финансовую нагрузку, потому что оплата за фактически потребленный газ (по счетчику) почти всегда меньше, чем оплата по средним значениям, на основе которых формируются тарифы.

Кроме того, учет расхода газа очень важен при его транспортировке с применением спецтехники. Использование счетчиков с достаточным уровнем точности дает возможность пресечь махинации с объемами и выявить хищения. Таким образом, оснащение транспортных средств учетными приборами окупается очень быстро.

Зондовое устройство дрг мз л

Зондовый датчик проводит линейное изменение газа или пара в электрический ток. При этом применяется способ «площадь-скорость». Расходомер устанавливается в газопроводах с диаметром 100-1000 мм.

Основная особенность датчика ДРГ.МЗЛ – это наличие лубрикатора. Благодаря этому не нужно перекрывать подачу газа или пара, чтобы выполнить обслуживающие работы.

При использовании датчиков важно учитывать химический состав расходных материалов, которые замеряет устройство. Модель ДРГ.М относятся к универсальным приборам.

Измерение по перепаду давления

Чаще всего данный способ предполагает использование диафрагмы. В этом случае в трубопроводе для сужения потока устанавливается диафрагма, обычно представляющая собой пластину с отверстием в середине. Давление проходящего через диафрагму газа падает, при этом разница давлений до сужения и после него пропорциональна скорости, а значит и расходу проходящего газа. Используя дифференциальные датчики давления, можно узнать разницу давлений и перевести эти значения в значение расхода.

Подвидом трубы Вентури можно считать измерительное сопло, в котором, присутствует конус сужения, но в отличие от трубы Вентури, отсутствует расширяющаяся часть. Данный прибор используется в случае, если турбулентность потока крайне высока.

Также существуют расходомеры, в которых сужение потока создается при помощи клинового ограничителя. В остальном данные расходомеры аналогичны прочим приборам, использующим принцип измерения по перепаду давления.

Преимуществом данных расходомеров является достаточно высокая точность измерения, а также не столь значительное повышение стоимости при увеличении диаметра трубопровода. Основным недостатком же является то, что установленная диафрагма вызывает значительные потери напора проходящего по трубопроводу газа.

На следующем графике можно увидеть значения потерь давления для разных типов сужающих устройств:

Продолжение:

Классификация расходомеров газа – часть 2

Классификация расходомеров газа – часть 3

Подобрать расходомер, подходящий для решения Вашей задачи, можно в каталоге продукции или обратившись к нашим техническим специалистам.

Измерение расхода газа, требования

Перед метрологическими службами предприятий зачастую ставится задача по измерению и контролю объемного расхода различных газов и газовых смесей, таких как природный газ, влажный нефтяной газ, сжатый воздух, диоксид углерода, азот, ацетилен, аммиак и другие.

Как правило, для решения задач учета газа выполняется одновременное измерение трех основных параметров среды: расхода в рабочих условиях, абсолютного давления и температуры, с последующим вычислением, по измеренным значениям, расхода (объема) газа, приведенного к стандартным условиям: Рабс=0,101325 Мпа, Тс=20℃.

Объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, является окончательным значением, используемым при взаиморасчетах с поставщиком, а также при контроле технологических параметров производственного процесса.

Приведение к стандартным условиям выполняют разными методами, которые зависят от используемых КИПиА, характеристик потока и метода определения плотности: T-пересчета, pT-пересчета, pTZ-пересчета, либо ρ-пересчета в соответствии ГОСТ Р 8.740-2022,

– pTZ-пересчета и ρ-пересчета, в соответствии с ГОСТ 8.611-2022 Наибольшее распространение на практике получили методы pT-пересчета и pTZ-пересчета.

Измеряемая среда

Избыточное давление газа составляет от 0 до 1,6 МПа. В обычных условиях плотность не должна быть меньше 0,6 кг/м3. Количество механических частиц – не больше 50 мг/м3. Температура измеряемой среды должна быть в районе от -4 ºC до 25ºС. Датчик может производится и в высокотемпературном диапазоне, который достигает 300 ºС.

Какие бывают типы расходомеров?

Стандартные расходомеры определяют расход газа или жидкости за единицу времени. Принцип действия максимально прост: расходомер регистрирует количество газа или жидкости, которое прошло через сечение трубы. Расходомер-счетчик также может подсчитывать общее количество газа или жидкости.

В ассортименте компании «Иннотех» представлены различные типы расходомеров. Кроме того, здесь вы можете получить полный комплекс услуг по сервисному обслуживанию и ремонту такого оборудования.

Классификация и конструктивные исполнения расходомеров | эталон-прибор

Классификация расходомеров–счётчиков газа по их пропускной способности

Пропускная способность — диапазон расходов, в котором обеспечивается заявленная производителем погрешность измерения счетчика.Максимальный расход (Qмакс) большинством производителей выбирается из ряда 1; 1,6; 2,5; 4; 6(6,5)

с множителем 10n, м3/ч.Значением минимального расхода (Qмин) характеризуется ширина диапазона измерений счетчика. Принято определять ширину диапазона измерений как соотношение Qмин/Qмакс. У выпускаемых в настоящее время счетчиков ширина диапазона составляет от 1:10 до 1:250 и шире.

От Qмин следует отличать чувствительность (характеристика, как правило, механических приборов) — такой самый минимальный расход, при котором счетный механизм еще находится в движении и происходит изменение его показаний, но погрешность такого измерения не соответствует нормативной.

Бытовые счетчики газаС максимальной пропускной способностью от 1 до 6 м³/ч. Чаще всего используют в квартирах, домах, офисах, небольших топочных для локального учёта потребления газа.Это, как правило, небольшие мембранные (камерные, диафрагменные), реже ультразвуковые, струйные, небольшие ротационные счетчики газа.

Коммунально-бытовыеС максимальной пропускной способностью от 10 до 40 м³/ч. Применяются для учёта потребления газа небольшими котельными, технологическими установками и т. п.Это, как правило, более крупные мембранные (камерные, диафрагменные), ротационные, ультразвуковые, струйные счетчики газа.

Промышленные расходомеры–счетчики газаС максимальной пропускной способностью свыше 40 м³/ч.В основном используются на узлах учёта крупных потребителей — газовых котельных, промышленных и сельхозпредприятий, узлах учёта газораспределительных сетей (ротационные, турбинные, вихревые, ультразвуковые, струйные счетчики газа), на магистральных сетях (сужающие устройства, турбинные, вихревые, ультразвуковые счетчики газа).

Массовый расходомер газа (кориолисовый)

Данный тип расходомеров предназначен для измерения массового и объемного расхода, плотности, массы и объема жидкостей и газов, и использования полученной информации для технологических целей и учетно-расчетных операций. Несмотря на ряд таких преимуществ, как высокая точность и отсутствие требований к прямым участкам, применение кориолисовых расходомеров в качестве газовых счетчиков в России долгое время сдерживалось по причине отсутствия стандартизованной методики.

Однако, в настоящее время массовые преобразователи стали широко востребованным средством измерения газовых сред, в том числе, на коммерческих, хозрасчетных и технологических узлах учета ПАО «Газпром» (В соответствии СТО «Газпром» 5.35-2022 «Расход и количество природного газа. Методика выполнения измерений с помощью кориолисовых расходомеров»).

Особенности применения массовых кориолисовых счетчиков рассмотрим на примере «ЭМИС»-МАСС 260».

Мембранные газовые счётчики

В частных домах и квартирах для регистрации объемов потребляемого газа в большинстве случаев устанавливают мембранные счетчики. Устроены они достаточно сложно:

• Корпус имеет двухсекционную конструкцию, причем верхняя и нижняя секции соединяются между собой.
• Внутри размещается несколько отдельных камер, соединенных клапанами.
• Регистрация объема происходит при фиксации перепускания между камерами — чем больше камер внутри аппарата, тем выше будет его точность.

Такая конструкция надежна — служит прибор учета около 20-30 лет. Частые поверки тоже не требуются — минимальный межповерочный интервал составляет 10 лет. Устройство хорошо защищено от перепадов давления и температуры, при этом нетребовательно к качеству газовой смеси. Низкую цену многиетакже рассматривают в качестве преимущества мембранных моделей.

Минусов всего два:

• Большой размер (корпус прибора помещается не везде).
• Шум при работе.

Оба фактора нужно учитывать, выбирая счетчик газа для установки внутри дома или квартиры.

Мембранный расходомер

Данные приборы обладают широким диапазоном и относительно недороги, однако из-за невысокой точности, неустойчивости к повышенному давлению и невозможности измерения больших расходов, они являются практически неприменимыми в промышленной сфере.

Модификации

Существует 2 разновидности зондового датчика ДРГ.МЗ(Л):

• ДРГ.МЗ – устанавливается на оси трубопровода (слева на картинке ниже);
• ДРГ.МЗЛ – оборудован лубрикатором, благодаря чему удается осуществлять уход за оборудованием без отключения счетчика (справа на картинке ниже).

Назначение

Устройство используется для фиксации расхода всех разновидностей газа в конструкции прибора учета СВГ.МЗ(Л). Также датчик позволяет контролировать количество водяного пара в конструкции счетчика СВП.З(Л). Прибор широко используется и в других системах, где наибольшая частота не превышает 250 Гц.

Общие сведения

Датчики изготовляются для фиксирования количества расхода разных по составу газов. Устройство ДРГ.М измеряет вещества с плотностью не меньше 0,6 кг/м3 и температурными показателями в пределах от -40ºС до 25ºС. Избыточное давление при этом не должно превышать 4,0 МПа.

Датчики эксплуатируются в системе измерительных приборов, счетчиков. Устройства примеряется как для коммерческого, так и для технологического учета газа и пара. Расходомеры используется во всех промышленных отраслях. Все устройства ДРГ.М обладают видом взрывозащиты nA и их разрешается монтировать в помещениях с взрывоопасным классом B-la и B-lr. Конструкция оборудована взрывонепроницаемой оболочкой.

Для химической и медицинской промышленности лучшим выбором являются датчики от компании Honeywell. Особенность устройств – отсутствие подвижной части. Расходомеры AWM работают в диапазоне от 0 до 30 см3/мин. Конструкция датчиков Honeywell включает чувствительный элемент, который состоит из нагревательной детали и двух мостов измерения.

Приборы для измерения газа

Для определения расхода газа, приведенного к стандартным условиям, преимущественно используются комплексы учета, представляющие собой совокупность СИ:

• вычислителя;
• преобразователя расхода;
• датчика давления;
• термопреобразователя сопротивления.

Такими измерительными системами являются

«ЭМИС-Эско 2230» и «ЭМИС-Эско 2210» производства ЗАО «ЭМИС» (внесены в Единый государственный реестр СИ (№ 48574-11 и № 60577-15 соответственно). В качестве преобразователей расхода в составе комплексов, применяются

, при этом осуществлять учет возможно как комплексной системой, так и отдельно расходомером с расширенной версией электронного блока и встроенной функцией вычислителя.

Расходомер межфланцевый дрг м

Устройство предназначено для измерения количества используемого газа на различных объектах промышленного и бытового назначения. Датчик расхода газа дрг м 160 – это базовый прибор, который устанавливается на трубах с диаметром от 50 до 200 мм. Крепление проводится фланцевым соединением.

Характеристики измеряемой среды стандартные. Избыточное давление не должно превышать 4,0 МПа. Допустимое количество механических примесей – 50 мг/м3. Плотность газа не должна быть меньше 0,6 кг/м3. Оптимальные температурные показатели – от -40 до 250 ºС.

Расходомеры разрешается устанавливать как в доме, так и на улице, но только обязательно под навесом. Температура воздуха должна находиться в пределах от -40 до 50 С. Влажность воздуха не должна превышать 95 %. Размер труб в диаметре для установки ДРГ М – от 50 до 200 мм.

Ротационные счетчики газа

Альтернатива универсальной мембранной модели — ротационный газовый счетчик. Внутри компактного корпуса размещаются две лопасти, которые вращаются при прохождении газового потока за счет разности давлений. Количество оборотов фиксируется, и на его основе автоматически рассчитывается объём прокачанного через ротационное устройство природного газа.

Ротационные модели точны, компактны, надежны и недороги. Но есть у них и особенности, который нужно учесть при выборе и монтаже:

• Устанавливать счетчик можно только на вертикальном участке трубопровода, по которому происходит нисходящий поток газообразного топлива.
• Для ротационных моделей характерен короткий межповерочный интервал, да и саму аппаратуру нужно менять чаще, чем в случае с мембранными приборами учета.
• Риск утечки достаточно высок — даже если просто повреждено наружное окошко циферблата.
• Работа сопровождается негромким, но отчетливым шумом.

Ротационный расходомер

В измерительной камере ротационного расходомера находятся два ротора, расположенные поперек потока и соединенные шестернями так, что одним краем каждый ротор касается стенки камеры, а противоположным – другого ротора. При поступлении воздуха роторы под его напором приходят в движение и начинают обкатываться друг по другу, отсекая определенные порции газа так, что каждый оборот соответствует определенному объему.

Данные расходомеры имеют широкий диапазон, низкую погрешность и высокую стабильность, однако крайне восприимчивы к загрязнению, имеют подвижные части и могут использоваться только для относительно малых диаметров.

Свойства

Датчик преобразовывает расход газа в последовательный электрический ток в газопроводах, диаметр которых составляет от 100 до 1000 мм. Оптимальная частота импульсов – 0-250 Гц. Токовый сигнал при этом составляет 4-20 мА.

Сертификация

Приборы торговой марки «ЭМИС» аттестованы и сертифицированы как по российским, так и по международным стандартам.

Тахометрические расходомеры газа

Тахометрические модели с турбинным механизмом используются либо на производствах, либо для групповой фиксации расхода топлива (в многоквартирных домах). Бытовых моделей с таким принципом действия нет, что обусловлено:

• Большими габаритами.
• Потребностью в использовании внешнего электропитания.

Внутри цилиндрического корпуса тахометрического устройства размещаются выпрямитель и турбина, оснащённая подшипниками. Высокий уровень нагрузки на подшипниковый узел приводит к тому, что система не может работать без постоянной подачи смазки — именно поэтому счетчик оснащается специальным насосом, который отвечает за подачу масла.

При прохождении газообразного топлива по магистрали лопасти турбины вращаются, и количество оборотов регистрируется для вычисления объема. Устройство для фиксации показателей может быть электронным или механическим.

Преимуществ у турбинных промышленных и коммунально-бытовых приборов достаточно много:

• Эффективная работа при высоком давлении в магистрали.
• Повышенная надежность (отказоустойчивость, коррозионная стойкость, большой ресурс).
• Возможность интеграции с аппаратурой для автоматического считывания показателей и передачи их в систему обработки информации.
• Низкий уровень требовательности к качеству горючего.
• Тихая работа (особенно с учетом пропускной способности).

При выборе и монтаже турбинного тахометрического счетчика нужно учесть, что работа в прерывистом режиме (частые остановки и пуски) может приводить к росту погрешности измерений за счет инерции турбины. Это — еще одна причина, по которой такой принцип замеров не используется при производстве бытовых контрольных приборов учета.

Температура

Большинство расходомеров рассчитаны на не слишком высокие и не слишком низкие температуры измеряемой среды (например, от -30 до 120° у SS 20.600). Поэтому, если температура среды превышает 100°С, следует удостовериться, что выбранный расходомер может работать в подобных условиях или выбрать специальный прибор, рассчитанный на работу в высокотемпературных средах (к примеру, SS 20.650).

Следует также обратить внимание на температуру окружающей среды. Температурные диапазоны для электронных компонентов (находящихся вне трубопровода) обычно уже, чем для чувствительного элемента. Поэтому если датчик предполагается эксплуатировать, например, зимой на открытом воздухе, необходимо удостовериться, что нижний предел допустимого температурного диапазона позволит прибору перенести сильный мороз.

Технические характеристики

Мощность, которая требуется датчику для работы, обычно не превышает 0,5 Вт. Линия связи, которая соединяет расходомер и счетчик, в длине составляет не больше 500 м.

Типы счётчиков природного газа по конструкции

Большинство приборов учета, которые используются для фиксации объемов потребляемого или расходуемого газообразного топлива, устроены по единой схеме. Основу изделия составляет герметичный корпус, который может присоединяться к магистрали. Внутри корпуса размещается расходомер, который фиксирует расход топлива и вычислительный комплекс. Фиксация расхода счетчиком может проводиться либо с помощью механических устройств, либо посредством электронных датчиков.

Приборы, которые используются на транспорте, в быту или промышленности, работают по принципиально разным схемам.

Требования к использованию

Устройство разрешается монтировать как в помещении, так и на открытом воздухе (но обязательно требуется обеспечить защиту от осадков). В месте эксплуатации температура должна находиться в пределах от -40°С до 50 °С. Оптимальная влажность воздуха не должна превышать 95 %.

Ультразвуковые приборы для учета газа

Обзор модификаций аппаратуры для фиксации расхода газа будет неполным, если не упомянуть об ультразвуковых моделях. Они появились на рынке сравнительно недавно, при этом сочетание высокой точности измерений и компактных размеров сделало такие приборы достаточно популярными.

Принцип действия базируется на измерении скорости прохождения ультразвука через камеру, заполненную газом. Внутри прибора отсутствуют движущиеся части, потому сам он может иметь минимальные размеры и не требовать регулярного сервиса.

К плюсам ультразвуковых моделей относят:

• Высокую герметичность и стойкость к перепадам давления.
• Защиту класса не ниже IP54.
• Возможность использования как внутри помещений, так и на открытом воздухе.
• Встроенный электронный вычислитель с энергонезависимой памятью, рассчитанной на хранение данных за 12 месяцев.
• Возможность дистанционного сбора данных.

Межповерочный интервал большинства ультразвуковых моделей составляет 6 лет. Это также облегчает их эксплуатацию — приборы учета не нужно часто поверять и обслуживать, а при интеграции в систему сбора данных они работают независимо и не доставляют хлопот в принципе.

Точный учет потребления газа важен и в жилом доме или квартире, и на производстве, и при транспортировке топлива. Организовать его можно только при условии правильного подбора контрольного устройства, а также при монтаже приборов для учета по всем правилам и регулярном ее обслуживании для поддержания работоспособности.