Проблемы измерения расхода природного газа

Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ó÷åòà íåôòåïðîäóêòîâ
Â.Ï. Ãîðñêèé
ÏÐÎÁËÅÌÛ ÈÇÌÅÐÅÍÈß ÐÀÑÕÎÄÀ ÏÐÈÐÎÄÍÎÃÎ ÃÀÇÀ
 ñîîòâåòñòâèè ñ [1] ïðèðîäíûé ãàç – ýòî ãàçîâàÿ ñìåñü, êîìïîíåíòàìè êîòîðîé ÿâëÿþòñÿ â îñíîâíîì ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû (Ñ nH 2n+2),
àçîò, äèîêñèä óãëåðîäà è ñåðîâîäîðîä.
Òàáëèöà 1
Õàðàêòåðíûé ñîñòàâ ïðèðîäíîãî ãàçà
Êîìïîíåíò
Îáúåìíàÿ äîëÿ, %
Ìåòàí
60…100
Ýòàí
0…12
Ïðîïàí
0…6
Áóòàíû
0…4
Ïåíòàíû
0…4
Àçîò
0…16
Äèîêñèä óãëåðîäà
0…16
Ñåðîâîäîðîä
0…1
 ñòàòüå ðàññìàòðèâàåòñÿ èçìåðåíèå ðàñõîäà
ñìåñè ãàçîâ, íàõîäÿùåéñÿ â ãàçîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè.  ãàçîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè, êðîìå âûøåïåðå÷èñëåííûõ êîìïîíåíòîâ, â ñîñòàâå ñìåñè ãàçîâ
ìîãóò â íåáîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ íàõîäèòüñÿ è äðóãèå êîìïîíåíòû: âîäÿíîé ïàð, âîäîðîä, êèñëîðîä,
àðãîí, îêñèä óãëåðîäà, ýòèëåí, ãåëèé è ò. ä.
Èçìåðåíèå ðàñõîäà ãàçà âîçìîæíî ïðÿìûì
ìåòîäîì (ïóòåì èçìåðåíèÿ ïëîòíîñòè â ðåàëüíîì
âðåìåíè) è êîñâåííûì (ïóòåì âû÷èñëåíèÿ ïëîòíîñòè êàê ôóíêöèè äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû). Ìû
îñòàíîâèìñÿ íà êîñâåííîì ìåòîäå èçìåðåíèé êàê
íà ïðèìåíÿåìîì ñóùåñòâåííî øèðå.
 ýòîì ìåòîäå äëÿ ðàñ÷åòà òåïëîôèçè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ ïðèðîäíîãî ãàçà (ïëîòíîñòè, ôàêòîðà ñæèìàåìîñòè, ïîêàçàòåëÿ àäèàáàòû, êîýôôèÒàáëèöà 2
Äîêóìåíò
Òèï ãàçà
Ïàðàìåòðû ãàçà
Ñîñòàâ ãàçà
Ðà, ÌÏà
t, °C
ÃÎÑÒ 30319 Ïðèðîäíûé ãàç,
ìåòîä NX19
0,1…12
–23…+66
Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí (íå ìåíåå 70 %), àçîò,
äèîêñèä óãëåðîäà
ÃÎÑÒ 30319 Ïðèðîäíûé ãàç,
ìåòîä GERG-91
0,1…12
–23…+66
Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí (íå ìåíåå 70 %), àçîò,
äèîêñèä óãëåðîäà
ÃÎÑÒ 30319 Ïðèðîäíûé ãàç,
ìåòîä AGA8-92DC
0,1…12
–23…+66
Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí, ýòàí, ïðîïàí, íîðìàëüíûé è èçîáóòàí, àçîò, äèîêñèä óãëåðîäà, ñåðîâîäîðîä, ãåëèé, êèñëîðîä, íîðìàëüíûé è èçîïåíòàí, í-ãåêñàí, í-ãåïòàí,
í-îêòàí, âîäÿíîé ïàð, àðãîí, ìîíîêñèä óãëåðîäà
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
107-98
Ãàçîâûå ñìåñè ØÔËÓ
0,1…0,5
–33…+75
Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí, ýòàí, ïðîïàí, íîðìàëüíûé è èçîáóòàí, íîðìàëüíûé è èçîïåíòàí, íîðìàëüíûé ãåêñàí + âûñøèå, àçîò, äèîêñèä óãëåðîäà, ñåðîâîäîðîä
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
113–03
Íåôòÿíîé ãàç
0,1…15
–10…+226 Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí, ýòàí, ïðîïàí, íîðìàëüíûé è èçîáóòàí, íîðìàëüíûé è èçîïåíòàí, ãåêñàí, ãåïòàí, àçîò,
äèîêñèä óãëåðîäà, ñåðîâîäîðîä, êèñëîðîä, âîäÿíîé ïàð
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
118-05
Óìåðåííî-ñæàòûå ãàçîâûå
ñìåñè ïåðåìåííîãî ñîñòàâà
0,1…10
–73…+125 Ñìåñü ãàçîâ: ìåòàí, ýòàí, ïðîïàí, íîðìàëüíûé è èçîáóòàí, íîðìàëüíûé è èçîïåíòàí, ãåêñàí, àçîò, äèîêñèä óãëåðîäà, âîäîðîä, êèñëîðîä, àðãîí, îêñèä óãëåðîäà,
ýòèëåí, ãåëèé-4, ñåðîâîäîðîä è àììèàê
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
134-2007
Àçîò, àììèàê, àðãîí,
àöåòèëåí, âîäîðîä,
êèñëîðîä, äèîêñèä óãëåðîäà
0,1…10
–73…+150 ×èñòûå ãàçû (7 ãàçîâ)
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
135-2007
Òåõíè÷åñêè âàæíûå ãàçû
è ñìåñè ãàçîâ
0,1…5
–40…+60
ÃÑÑÑÄ ÌÐ
136-2007
Ãàçîâûå
âîäîðîäñîäåðæàùèå ñìåñè
0,1…30
ÏÐÈÁÎÐÛ. 2009. ¹ 5 (107)
Àçîò, âîçäóõ.
Âîäîðîäñîäåðæàùàÿ ñìåñü ãàçîâ: âîäîðîä (>90 %),
êèñëîðîä, äèîêñèä óãëåðîäà
Ñåðîâîäîðîäíàÿ ñìåñü ãàçîâ: ñåðîâîäîðîä (>70 %),
ìåòàí, ýòàí, ó/â ñ3 (ïðîïàí), í-áóòàí, áóòèëåí, àçîò,
äèîêñèä óãëåðîäà, ó/â ñ5 (í-ïåíòàí), ó/â ñ6 (í-ãåêñàí),
ýòèëåí, àììèàê, âîäÿíîé ïàð
–15…+250 Ñìåñü ãàçîâ: âîäîðîä, ìåòàí, àçîò, àììèàê, àðãîí
19
Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ó÷åòà íåôòåïðîäóêòîâ
öèåíòà äèíàìè÷åñêîé âÿçêîñòè) èñïîëüçóþòñÿ
ïðèâåäåííûå â òàáë. 2 äîêóìåíòû.
Êðîìå òåïëîôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ãàçà, äëÿ
âû÷èñëåíèÿ ðàñõîäà íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü
îáúåìíûé ðàñõîä ãàçà â ðàáî÷èõ óñëîâèÿõ. Äëÿ
ýòîãî â îñíîâíîì èñïîëüçóþòñÿ ñëåäóþùèå ïåðâè÷íûå ïðåîáðàçîâàòåëè (ñì. òàáë. 3).
Òàáëèöà 3
Ïðåîáðàçîâàòåëü
Íîðìàòèâíûé äîêóìåíò
Ñóæàþùèå óñòðîéñòâà
ÃÎÑÒ 8.586-2005
Òóðáèííûå, ðîòàöèîííûå è
âèõðåâûå ñ÷åò÷èêè
ÏÐ 50.2.019-2006
Îñðåäíÿþùèå íàïîðíûå
òðóáêè òèïà Àííóáàð
Äðóãèå ïðåîáðàçîâàòåëè
(óëüòðàçâóêîâûå, ñòðóéíûå,
àíåìîìåòðè÷åñêèå è ò. ä.)
ÌÈ 2667-2004
Òåõäîêóìåíòàöèÿ
Äîêóìåíòû [2] è [4] âûïóùåíû âçàìåí äîêóìåíòîâ [3] è [5] è ââåäåíû â äåéñòâèå îòíîñèòåëüíî
íåäàâíî: 1.01.2007 è 1.07.2007 ñîîòâåòñòâåííî.
 ýòèõ äîêóìåíòàõ óñòàíîâëåíû íîâûå òðåáîâàíèÿ ê èçìåðèòåëüíîìó ó÷àñòêó òðóáîïðîâîäà,
ìîíòàæó ñðåäñòâ èçìåðåíèé, èçìåíåíà ìåòîäèêà
îïðåäåëåíèÿ ïîãðåøíîñòè óçëîâ ó÷åòà ãàçà (äàëåå ÓÓÃ).
Îñíîâíûå îòëè÷èÿ ñòàíäàðòîâ [2] è [3], êàñàþùèåñÿ èõ ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ â ÓÓÃ, ñëåäóþùèå (ñì. òàáë. 4).
Îñíîâíûå îòëè÷èÿ [4] è [5] ñëåäóþùèå (ñì.
òàáë. 5).
Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ÓÓà íåîáõîäèìî âûïîëíèòü ðàñ÷åò äèàïàçîíà èçìåðåíèé ðàñõîäà ãàçà è
ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ â ýòîì äèàïàçîíå. Çàòåì
ñëåäóåò âûáðàòü ñðåäñòâà èçìåðåíèé, â ÷àñòíîñòè âû÷èñëèòåëü (êîððåêòîð), êîòîðûå îáåñïå÷èâàëè áû ïîëó÷åíèå â èòîãå ðàñõîäà è êîëè÷åñòâà
ãàçà, ïðèâåäåííîãî ê ñòàíäàðòíûì óñëîâèÿì. Ïðè
ðåøåíèè êàæäîé èç ýòèõ çàäà÷ èñïîëüçóþòñÿ íîðìàòèâíûå äîêóìåíòû, óêàçàííûå âûøå.
Íàøå ïðåäïðèÿòèå ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîò÷èêîì
ïðîãðàììíîãî êîìïëåêñà «ÏÐÎÌÀÂÒÎÌÀÒÈÊÀ-Ñû, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ âûïîëíåíèÿ ðàñ÷åòîâ ÓÓÃ, âûïîëíåííûõ â ñîîòâåòñòâèè ñ [4], è
Òàáëèöà 4
Èçìåíåíèå
Ðåçóëüòàò èçìåíåíèÿ
Èçìåíåíû òðåáîâàíèÿ ê çíà÷åíèÿì β è Re
Ðàñøèðåíà îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ
Èçìåíåíû ôîðìóëû äëÿ ðàñ÷åòà ðÿäà
êîýôôèöèåíòîâ
Èçìåíåíèå â èçìåðåíèè ðàñõîäà â ïðåäåëàõ ± 0,2 %
Ââåäåíû òðåáîâàíèÿ ê òåïëîèçîëÿöèè
èçìåðèòåëüíîãî òðóáîïðîâîäà (ÈÒ)
Òåïëîèçîëÿöèÿ ó÷àñòêà ÈÒ äî è ïîñëå ìåñòà óñòàíîâêè òåðìîìåòðà
Íîâûå òðåáîâàíèÿ ïî øåðîõîâàòîñòè
âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ÈÒ
Òðåáîâàíèÿ ïî øåðîõîâàòîñòè ïðåäúÿâëÿþòñÿ ê ó÷àñòêó ÈÒ äî
äèàôðàãìû íà äëèíå íå ìåíåå 10D è íå ìåíåå 4D ïîñëå ñóæàþùåãî
óñòðîéñòâà (ÑÓ)
Íîâûå òðåáîâàíèÿ ê íåîáõîäèìûì äëèíàì
ïðÿìûõ ó÷àñòêîâ ÈÒ
Ó÷èòûâàþòñÿ òðè ìåñòíûõ ñîïðîòèâëåíèÿ äî ÑÓ.  íåñêîëüêî ðàç óæåñòî÷èëèñü òðåáîâàíèÿ ê ìåñòíûì ñîïðîòèâëåíèÿì òèïà «ãðóïïà êîëåí»
Òàáëèöà 5
Èçìåíåíèå
Ðåçóëüòàò èçìåíåíèÿ
Ðàñøèðåí ñïèñîê òèïîâ ñ÷åò÷èêîâ
Âêëþ÷åíû âèõðåâûå ïðåîáðàçîâàòåëè ðàñõîäà
Ïðèâåäåíû ôîðìóëû ðàñ÷åòà ýíåðãîñîäåðæàíèÿ
ãàçà è ïîãðåøíîñòè åãî èçìåðåíèÿ
Íåîáõîäèìî ðàññ÷èòûâàòü ýíåðãîñîäåðæàíèå ãàçà è ïîãðåøíîñòü
åãî èçìåðåíèÿ
Óòî÷íåíû àëãîðèòìû ðàñ÷åòà ïðåäåëîâ
ïîãðåøíîñòåé ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé
Ðàñ÷åò ïðåäåëîâ ïîãðåøíîñòåé ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé íåîáõîäèìî
âûïîëíÿòü ïðè ïîìîùè ïðîãðàììû
Óòî÷íåíû òðåáîâàíèÿ ê óñëîâèÿì èçìåðåíèé,
ñîñòàâó óçëîâ ó÷åòà, ìîíòàæó ñ÷åò÷èêîâ è
ñðåäñòâ èçìåðåíèé ïàðàìåòðîâ ãàçà
Ïðè ðåêîíñòðóêöèè ÓÓÃ âîçìîæíî ñóùåñòâåííîå èçìåíåíèå åãî ïðîåêòà
Èçìåíåíà ïðîöåäóðà îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ
èçìåðåíèé ñ ó÷åòîì âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ
êîìïîíîâêè ÓÓÃ
Âîçìîæíî óòî÷íåíèå ïîêàçàíèé êîððåêòîðà ïî êîëè÷åñòâó ãàçà
â êîíöå ìåñÿöà
20
ÏÐÈÁÎÐÛ. 2009. ¹ 5 (107)
Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ó÷åòà íåôòåïðîäóêòîâ
ðàçðàáîò÷èêîì âû÷èñëèòåëÿ ÓÂÏ-280, îáåñïå÷èâàþùåãî, â ÷àñòíîñòè, èçìåðåíèå ðàñõîäà è êîëè÷åñòâà ïðèðîäíîãî ãàçà ðàçëè÷íîãî ñîñòàâà (â
ò. ÷. îáû÷íîãî ìåòàíà, ïîïóòíîãî âëàæíîãî íåôòÿíîãî ãàçà, óìåðåííî-ñæàòûõ ãàçîâûõ ñìåñåé,
÷èñòûõ ãàçîâ è ò. ä.) â ñîîòâåòñòâèè c [1]-[9]. Ïîýòîìó âñå ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ïðîåêòèðîâàíèåì ÓÓà è âû÷èñëåíèÿìè ðàñõîäà è êîëè÷åñòâà
ãàçà, íàì áëèçêè, è ìû ïûòàåìñÿ èõ ðåøàòü â òå÷åíèå ïîñëåäíèõ 15 ëåò.
Îñòàíîâèìñÿ íà ýòèõ ïðîáëåìàõ.
Ïåðâàÿ ãðóïïà ïðîáëåì ñâÿçàíà ñ íåñîâåðøåíñòâîì íîðìàòèâíîé áàçû.
1.1 Äèàïàçîíû èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû ïðèðîäíîãî ãàçà, â êîòîðûõ âîçìîæíî
âûïîëíåíèå ðàñ÷åòîâ ðàñõîäà è ïîãðåøíîñòåé
ÓÓÃ, äîëæíû ñîîòâåòñòâîâàòü òðåáîâàíèÿì ñòàíäàðòà [1] è äîêóìåíòàì Ãîñóäàðñòâåííîé ñëóæáû
ñòàíäàðòíûõ ñïðàâî÷íûõ äàííûõ (ÃÑÑÑÄ), à
èìåííî:
• ìèíèìàëüíîå àáñîëþòíîå äàâëåíèå ïðèðîäíîãî ãàçà â ðàáî÷èõ óñëîâèÿõ äîëæíî áûòü íå
ìåíåå 0,1 ÌÏà;
• ìèíèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà ïðèðîäíîãî ãàçà â
ðàáî÷èõ óñëîâèÿõ äîëæíà áûòü:
• –23 °Ñ äëÿ ìåòàíà ïî [1];
• –10 °Ñ äëÿ ïîïóòíîãî íåôòÿíîãî ïî [8].
Äëÿ íåêîòîðûõ ðåàëüíûõ ÓÓÃ â íàøåé ñòðàíå
òåìïåðàòóðà ãàçà ìîæåò áûòü íèæå –23 °Ñ è òåì
áîëåå –10 °Ñ (äëÿ òðóáîïðîâîäîâ â õîëîäíûõ ðåãèîíàõ), à àáñîëþòíîå äàâëåíèå ìåíüøå 0,1 ÌÏà
(äëÿ ÓÓà ñ èçáûòî÷íûì äàâëåíèåì 1...3 êÏà è
áàðîìåòðè÷åñêèì äàâëåíèåì ìåíåå 740 ìì ðò. ñò.).
Êàê âûïîëíÿòü â ýòèõ ñëó÷àÿõ ðàñ÷åò ðàñõîäà ãàçà
â ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ íåïîíÿòíî, ò. ê. ðàññ÷èòàòü êîýôôèöèåíò ñæèìàåìîñòè â ýòîì ñëó÷àå
íåëüçÿ.
1.2 Ïðè èçìåðåíèè ñìåñè ãàçîâ, ñîäåðæàùåé
òÿæåëûå óãëåâîäîðîäû è âîäÿíîé ïàð, â ÃÑÑÑÄ
îòñóòñòâóþò àëãîðèòìû îïðåäåëåíèÿ ôàçîâîãî
ñîñòîÿíèÿ ýòîé ñìåñè. Â [9] òàêîé àëãîðèòì åñòü,
íî è îí ïðèáëèæåííûé. Òàêèå ãàçîâûå ñìåñè ïðè
îòðèöàòåëüíûõ òåìïåðàòóðàõ ëåãêî ïåðåõîäÿò â
äâóõôàçíîå ñîñòîÿíèå, è â ýòîì ñëó÷àå èçìåðåíèå
ðàñõîäà ñ îïðåäåëåííûì ïðåäåëîì ïîãðåøíîñòè
ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíûì. Ïðè ýòîì ôàêò ïåðåõîäà ãàçà â äâóõôàçíîå ñîñòîÿíèå óñòàíîâèòü ïî
êîìïîíåíòíîìó ñîñòàâó, äàâëåíèþ è òåìïåðàòóðå òî÷íî íåëüçÿ.
ÏÐÈÁÎÐÛ. 2009. ¹ 5 (107)
1.3 Äëÿ ÓÓà â ñîîòâåòñòâèè ñ [4] ðàñ÷åò ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ ðàñõîäà ãàçà âûïîëíÿåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
δVc = {δV2 + δâ2 + ϑ2p δ2p + ϑT2 δT2 + δ2Ê } .
0,5
Ïî ñðàâíåíèþ ñ àíàëîãè÷íîé ôîðìóëîé ïðåäûäóùåé ðåäàêöèè â [5]
δV = {δV2 2 + ϑT2 δT2 + ϑ2p δ2p }
0,5
ôîðìóëà â [4] ñîñòàâëåíà ñ ó÷åòîì âñåõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîãðåøíîñòåé, â ÷àñòíîñòè, ó÷èòûâàåòñÿ
ïîãðåøíîñòü îïðåäåëåíèÿ êîýôôèöèåíòà ñæèìàåìîñòè δê.
Ïîãðåøíîñòü îïðåäåëåíèÿ ýòîãî êîýôôèöèåíòà â [4] è [5] ðàññ÷èòûâàþò ïî ôîðìóëå:
2
δ Ê = ( δ2 + δèä
) ,
0,5
ãäå δ – ìåòîäè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü ðàñ÷åòà êîýôôèöèåíòà ñæèìàåìîñòè, îïðåäåëÿåìàÿ ïî òàáë. 1
÷àñòè 2 [1]; δèä – ïîãðåøíîñòü ðàñ÷åòà êîýôôèöèåíòà ñæèìàåìîñòè, ñâÿçàííàÿ ñ ïîãðåøíîñòüþ
èçìåðåíèÿ èñõîäíûõ äàííûõ.
Ðàñ÷åò çíà÷åíèÿ ïîãðåøíîñòè δèä äëÿ ìåòîäîâ
GERG-91 ìîä. è NX19 ìîä. âûïîëíÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ [4] ïî ôîðìóëå (42):
δèä = ϑρc δρc .
 òî æå âðåìÿ â ÷àñòè 2 [1] ðàñ÷åò ýòîé æå ïîãðåøíîñòè âûïîëíÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (86):
δèä = ʖ1 ((KT T δT)2 + (Kp p δp)2 +
+ (Kρc ρc δρc)2 + (Kxa xa δxa)2 + (Kxy xy δxy )2)0,5.
Òàêèì îáðàçîì, â [4] ó÷èòûâàåòñÿ òîëüêî ñîñòàâëÿþùàÿ, ñâÿçàííàÿ ñ ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèÿ ïëîòíîñòè â ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ δρc ñ ñîîòâåòñòâóþùèì êîýôôèöèåíòîì âëèÿíèÿ (â ôîðìóëå (86) ÷àñòè 2 [1] ýòî òðåòüå ñëàãàåìîå Kρc ρc
δρc). Ïðè ýòîì êîýôôèöèåíòû âëèÿíèÿ ïëîòíîñòè â ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ â äîêóìåíòàõ [1] è [4]
ðàññ÷èòûâàþòñÿ ïî ðàçíûì ôîðìóëàì.
1.4 Åùå îäíà ïðîáëåìà, ñâÿçàííàÿ ñ íîðìàòèâíîé áàçîé, – ýòî ââåäåíèå â äåéñòâèå ñ 01.01.2008 ã.
íîâîãî ñòàíäàðòà [6] íà òåðìîìåòðû (òàê òåïåðü
íàçûâàþòñÿ òåðìîïðåîáðàçîâàòåëè ñîïðîòèâëå-
21
Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ó÷åòà íåôòåïðîäóêòîâ
íèÿ) âçàìåí [7].  íîâîì ÃÎÑÒå, â ÷àñòíîñòè, èçìåíåíû ÍÑÕ ìåäíûõ òåðìîìåòðîâ ñ òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì α = 1,428 è ïëàòèíîâûõ òåðìîìåòðîâ ñ α = 0,391, èñêëþ÷åíû ìåäíûå òåðìîìåòðû ñ α = 1,426, èçìåíåíû êëàññèôèêàöèÿ äîïóñêîâ è çíà÷åíèÿ ýòèõ äîïóñêîâ.
Ïîðÿäîê ââåäåíèÿ íîâîãî ñòàíäàðòà [6] ïîêà
íå êîíêðåòèçèðîâàí, ÷òî ïîðîæäàåò ìíîãî âîïðîñîâ ïðè èñïîëüçîâàíèè òåðìîìåòðîâ íà ÓÓÃ.
Ìîæíî ëè óñòàíàâëèâàòü íà êîììåð÷åñêèõ óçëàõ
ó÷åòà òåðìîìåòðû, èçãîòîâëåííûå ïî òðåáîâàíèÿì [7]? Êàê ðàññ÷èòûâàòü ïîãðåøíîñòü òåðìîìåòðà, èçãîòîâëåííîãî ïîñëå 01.01.2008 ã., â çàâèñèìîñòè îò êëàññà äîïóñêà – ïî [6] èëè ïî [7]? Ìîæíî ëè ïðèìåíÿòü âû÷èñëèòåëè, ñåðòèôèöèðîâàííûå íà ðàáîòó ñ òåðìîìåòðàìè ïî [7], ñ
òåðìîìåòðàìè, èçãîòîâëåííûìè ïî [6]?
Âòîðàÿ ãðóïïà ïðîáëåì ñâÿçàíà ñ ïðàêòè÷åñêèì âûïîëíåíèåì ïðîåêòíûõ ðàñ÷åòîâ ðàñõîäà è
ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèÿ ðàñõîäà.
2.1 Ïðîâåðêà ïðÿìûõ ó÷àñòêîâ.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ÑÓ ïî [2] ñåðüåçíî óæåñòî÷èëèñü òðåáîâàíèÿ ê ïðÿìûì ó÷àñòêàì ÈÒ.
Ìíîãèå ñóùåñòâóþùèå ÓÓÃ ïåðåñòàëè ñîîòâåòñòâîâàòü òðåáîâàíèÿì äàííîãî ñòàíäàðòà ê
ðàñïîëîæåíèþ ìåñòíûõ ñîïðîòèâëåíèé íà èçìåðèòåëüíîì ó÷àñòêå òðóáîïðîâîäà. Âàðèàíòîâ ó âëàäåëüöåâ ÓÓà â ýòîì ñëó÷àå äâà: ðåêîíñòðóêöèÿ òðóáîïðîâîäà (êàê ïðàâèëî, ëèáî
äîðîãàÿ, ëèáî ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíàÿ) èëè
ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè âûïîëíåíèÿ èçìåðåíèé
(ÌÂÈ).
Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà ðàçðàáîòêè òàêîé ÌÂÈ
çàêëþ÷àåòñÿ â îïðåäåëåíèè êîíêðåòíîãî çíà÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè, ñâÿçàííîé
ñ íåñîîòâåòñòâèåì äëèí ïðÿìûõ ó÷àñòêîâ èçìåðèòåëüíîãî òðóáîïðîâîäà òðåáîâàíèÿì [2]. Òàê
êàê íîðìàòèâíûå äîêóìåíòû, ðåãëàìåíòèðóþùèå ðàñ÷åò òàêîé ïîãðåøíîñòè, îòñóòñòâóþò, òî
çàäà÷à åå îïðåäåëåíèÿ äîñòàòî÷íà ñëîæíà.
Äàæå ïîëó÷èâ çíà÷åíèå ýòîé ïîãðåøíîñòè êàêèìè-ëèáî ðàñ÷åòíûìè ìåòîäàìè, îïðåäåëèòü
çàòåì åå äîñòîâåðíîñòü ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî.
2.2 Ïàðàìåòðû, íåîáõîäèìûå äëÿ ðàñ÷åòà ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ ðàñõîäà ãàçà, ëèáî îòñóòñòâóþò â îñíîâíîé òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè
(ÒÄ): îïèñàíèå òèïà, ïàñïîðò, ðóêîâîäñòâî ïî
ýêñïëóàòàöèè, ëèáî èõ íåâîçìîæíî èñïîëüçîâàòü.
22
Ïîÿñíþ íà êîíêðåòíûõ ïðèìåðàõ.
Ðàññ÷èòûâàåì ïîãðåøíîñòü ÓÓÃ, âûïîëíåííîãî ïî Ïðàâèëàì [4]. Ýòè Ïðàâèëà ( êàê, âïðî÷åì, è ñòàíäàðò [2] ) òðåáóþò âûïîëíÿòü ðàñ÷åò
ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ îáúåìà ãàçà, ïðèâåäåííîãî ê ñòàíäàðòíûì óñëîâèÿì, êàê ñóììó îñíîâíîé è äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòåé. Äîïîëíèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü îáóñëîâëåíà íàëè÷èåì äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè äàò÷èêà äàâëåíèÿ ñ
èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû
îòíîñèòåëüíî íîðìàëüíûõ óñëîâèé ïîâåðêè ýòîãî äàò÷èêà.  ÒÄ íà ìíîãèå ïðèáîðû ïàðàìåòð
äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè äàò÷èêà äàâëåíèÿ
îòñóòñòâóåò. À íå ó÷èòûâàòü ýòîò ïàðàìåòð ïðè
òåìïåðàòóðå âîçäóõà â çîíå ýêñïëóàòàöèè, ñóùåñòâåííî îòëè÷àþùåéñÿ îò íîðìàëüíûõ óñëîâèé
ýêñïëóàòàöèè äàò÷èêà äàâëåíèÿ, íåëüçÿ.
Âîò ïðèìåð, êîòîðûé èëëþñòðèðóåò ýòîò
ôàêò.
 ñîñòàâ ÓÓà âõîäèò äàò÷èê àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ ñ âåðõíèì ïðåäåëîì 1 ÌÏà. Äàò÷èê èìååò
äîïîëíèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü 0,9 % íà êàæäûå
10 °Ñ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû âîçäóõà îòíîñèòåëüíî 20 °Ñ (çíà÷åíèå ðåàëüíîå, âçÿòî äëÿ äàò÷èêà «Ìåòðàí-100»). Òåìïåðàòóðà âîçäóõà â çîíå
ýêñïëóàòàöèè îòëè÷àåòñÿ îò íîðìàëüíûõ óñëîâèé
ýêñïëóàòàöèè äàò÷èêà äàâëåíèÿ íà 30 °Ñ. Ïðè
ýòîì ïðåäåë ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ ðàñõîäà ãàçà
ðàâåí 4,7 %. Ïðè îáåñïå÷åíèè òåìïåðàòóðû âîçäóõà â çîíå ýêñïëóàòàöèè, ðàâíîé òåìïåðàòóðå
íîðìàëüíûõ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè äàò÷èêà äàâëåíèÿ, ïðåäåë ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ ðàñõîäà
ãàçà ñîñòàâèë 2,1 %.
Äðóãîé ïðèìåð, êîòîðûé èëëþñòðèðóåò íåâîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â ðàñ÷åòàõ ïàðàìåòðà,
ïðèâåäåííîãî â îïèñàíèè òèïà ñðåäñòâà èçìåðåíèé (ÑÈ). Âîò ñòðîêà èç îïèñàíèÿ òèïà êîððåêòîðà: «Ïðåäåë äîïóñêàåìîé îòíîñèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè ïðè èçìåðåíèè òåìïåðàòóðû â äèàïàçîíå îò –20 äî +60 °Ñ ðàâåí 0,1 %».  òàêîì ïðèáîðå ïðè èçìåðåíèè òåìïåðàòóðû, áëèçêîé ê 0 °C,
ïîãðåøíîñòü ñòðåìèòñÿ ê áåñêîíå÷íîñòè, ÷òî,
êîíå÷íî, íå òàê.
Åùå ïðèìåð, êîãäà ôîðìàëüíî ïðèìåíèòü ÑÈ,
â äàííîì ñëó÷àå êîððåêòîð, íåëüçÿ.  ïàñïîðòå
íà êîððåêòîð íàïèñàíî ñëåäóþùåå: «Êîýôôèöèåíò ñæèìàåìîñòè ãàçà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî îäíîìó èç ìåòîäîâ: AGA8, AGA NX19, AGA NX19
mod, S-GERG88».
ÏÐÈÁÎÐÛ. 2009. ¹ 5 (107)
Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ó÷åòà íåôòåïðîäóêòîâ
 çàêëþ÷åíèå õî÷ó ñêàçàòü, ÷òî äëÿ ðåøåíèÿ
îáîçíà÷åííûõ ïðîáëåì è îáëåã÷åíèÿ ðàáîòû ïî
ïðîåêòèðîâàíèþ è ïðîâåðêå ÓÓà íàäî ïîðàáîòàòü âñåì: è ðàçðàáîò÷èêàì ÑÈ, è Ôåäåðàëüíîãî
àãåíòñòâó ïî òåõíè÷åñêîìó ðåãóëèðîâàíèþ è ìåòðîëîãèè â ëèöå åãî èíñòèòóòîâ è ìåòðîëîãè÷åñêèõ öåíòðîâ.
 ñîîòâåòñòâèè æå ñ òðåáîâàíèÿìè [2] è [4],
«êîýôôèöèåíò ñæèìàåìîñòè ãàçà Ê ðàññ÷èòûâàþò ïî ÃÎÑÒ 30319.2. Ïðè ýòîì äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíÿòü ñëåäóþùèå ìåòîäû ðàñ÷åòà êîýôôèöèåíòà ñæèìàåìîñòè:
• ìîäèôèöèðîâàííûé ìåòîä NX19 ìîä.;
• ìîäèôèöèðîâàííîå óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ
GERG–91 ìîä.;
• óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ AGA8–92DC;
• óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ ÂÍÈÖ ÑÌ».
2.3  [4] âïåðâûå ïîÿâèëîñü òðåáîâàíèå ïåðåðàñ÷åòà ïîêàçàíèé êîððåêòîðà â ñëó÷àå ïðèíÿòèÿ
ïëîòíîñòè ãàçà ïðè ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ è áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ çà óñëîâíî-ïîñòîÿííûå
âåëè÷èíû. Òàêîé ïåðåðàñ÷åò ñâÿçàí ñ òåì, ÷òî ïðè
ââîäå âðó÷íóþ çíà÷åíèé ïëîòíîñòè ãàçà ïðè ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ èëè áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ýòè çíà÷åíèÿ ââîäÿòñÿ â êîððåêòîð ñ îïîçäàíèåì, êàê ïðàâèëî, íà ñóòêè, à íå â ðåæèìå ðåàëüíîãî âðåìåíè.
Ïðîáëåìà ïåðåðàñ÷åòà ïî èçìåíåíèþ ïëîòíîñòè äëÿ áîëüøèíñòâà ÓÓà íåàêòóàëüíà. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî íà áîëüøèíñòâå ÓÓà èçìåíåíèå
ïëîòíîñòè ãàçà íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ íå áîëåå
0,01 êã/ì3, ÷òî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 2 %. Äëÿ òàêîãî èçìåíåíèÿ ïëîòíîñòè ãàçà ïðè äàâëåíèÿõ äî
1 ÌÏà â ñîîòâåòñòâèè ñ [4] ïåðåðàñ÷åò íå òðåáóåòñÿ.
À âîò ïðè èñïîëüçîâàíèè â ñîñòàâå ÓÓà äàò÷èêà èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ è ââîäå åæåäíåâíî
âðó÷íóþ áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ïåðåðàñ÷åò
ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ. Íàïðèìåð, ïðè àáñîëþòíîì äàâëåíèè ãàçà, ðàâíîì 0,4 ÌÏà, ïåðåðàñ÷åò
ïðèäåòñÿ ïðîâîäèòü ïðè èçìåíåíèè áàðîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ âñåãî íà 3 ìì ðò. ñò.
Âûïîëíåíèå òàêèõ ïåðåðàñ÷åòîâ âðó÷íóþ äîñòàòî÷íî òðóäîåìêî, ò. ê. äëÿ ìåñÿ÷íîãî îò÷åòà
íàäî ñäåëàòü 60 (30 ïî ïëîòíîñòè ïëþñ 30 ïî áàðîìåòðè÷åñêîìó äàâëåíèþ) ïðîâåðîê è âîçìîæíûõ ïåðåðàñ÷åòîâ ïî ôîðìóëàì ÏÐ. Äëÿ àâòîìàòèçàöèè ïðîöåññà íåîáõîäèìà äîïîëíèòåëüíàÿ
ïîääåðæêà ñî ñòîðîíû êîððåêòîðîâ (âû÷èñëèòåëåé) èëè ïðîãðàììû âåðõíåãî óðîâíÿ.
*
ÏÐÈÁÎÐÛ. 2009. ¹ 5 (107)
*
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû:
1. ÃÎÑÒ 30319.(0-3)-96 Ãàç ïðèðîäíûé. Ìåòîäû ðàñ÷åòà ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ.
2. ÃÎÑÒ 8.586.(1-5)-2005 Èçìåðåíèå ðàñõîäà è êîëè÷åñòâà æèäêîñòåé è ãàçîâ ñ ïîìîùüþ ñòàíäàðòíûõ
ñóæàþùèõ óñòðîéñòâ.
3. ÃÎÑÒ 8.563.(1-3)-97 Èçìåðåíèå ðàñõîäà è êîëè÷åñòâà æèäêîñòåé è ãàçîâ ìåòîäîì ïåðåìåííîãî ïåðåïàäà äàâëåíèÿ.
4. ÏÐ 50.2.019-2006 ÃÑÈ. Ìåòîäèêà âûïîëíåíèÿ èçìåðåíèé ïðè ïîìîùè òóðáèííûõ, ðîòàöèîííûõ è
âèõðåâûõ ñ÷åò÷èêîâ.
5. ÏÐ 50.2.019-96 ÃÑÈ. Ìåòîäèêà âûïîëíåíèÿ èçìåðåíèé ïðè ïîìîùè òóðáèííûõ è ðîòàöèîííûõ
ñ÷åò÷èêîâ.
6. ÃÎÑÒ Ð 8.625-2006 Òåðìîìåòðû ñîïðîòèâëåíèÿ èç
ïëàòèíû, ìåäè íèêåëÿ. Îáùèå òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ è ìåòîäû èñïûòàíèé.
7. ÃÎÑÒ 6651-94 Òåðìîïðåîáðàçîâàòåëè ñîïðîòèâëåíèÿ. Îáùèå òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ è ìåòîäû èñïûòàíèé.
8. ÃÑÑÑÄ ÌÐ 113-03 Îïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè, ôàêòîðà ñæèìàåìîñòè, ïîêàçàòåëÿ àäèàáàòû è êîýôôèöèåíòà äèíàìè÷åñêîé âÿçêîñòè âëàæíîãî íåôòÿíîãî ãàçà â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð 263...500 Ê ïðè
äàâëåíèÿõ äî 15 ÌÏà.
9. ÃÑÑÑÄ ÌÐ 118-05 Ðàñ÷åò ïëîòíîñòè, ôàêòîðà ñæèìàåìîñòè, ïîêàçàòåëÿ àäèàáàòû è êîýôôèöèåíòà
äèíàìè÷åñêîé âÿçêîñòè óìåðåííî-ñæàòûõ ãàçîâûõ
ñìåñåé.
Âëàäèìèð Ïàâëîâè÷ Ãîðñêèé,
çàì. äèðåêòîðà,
ÎÎÎ «ÑÊÁ «Ïðîìàâòîìàòèêà»,
ã. Çåëåíîãðàä,
e-mail: [email protected]
*
*
*
23