УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ СЧЕТЧИКОВ ГАЗА

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к оборудованию для поверки газовых счетчиков на природном газе, и может быть использована для поверки и испытаний промышленных счетчиков газа и расходомеров различных типов.
Требования, предъявляемые к точности и достоверности измерения количества и качества газа, поставляемого потребителю, выявили недостаточный метрологический уровень измерений расхода, проводимых в газовой отрасли России по сравнению с уровнем ведущих иностранных фирм-законодателей в области расходометрии.
В настоящее время крупные газовые компании (США, Германии, Франции, Великобритании) и сравнительно небольшие компании стран Европы (например, Голландии) и Азии имеют в своем составе метрологические расходоизмерительные центры, которые обеспечивают не только единство измерения расхода, но и стимулируют прогресс в развитии перспективных рабочих средств измерений для коммерческого учета расхода газа.
Так, известен стенд "Pigsar" в Дорстене (Германия, см. «Единство измерений и неопределенность немецкого национального стандарта по измерению расхода Pigsar», авторов: Wolfram Bremser, Werber Hässelbarth, Uwe Hirlehei, Hans-Jürgen Hotze, Gudrun Wendt, «PIGSAR - Расширенная испытательная установка и новый немецкий национальный первичный эталон для природного газа высокого давления»), который имеет один из самых больших диапазонов расходов и давлений в Европе. Стенд включает газопровод, подключенный через запорную арматуру к входу регулятора расхода газа магистрального газопровода. Газопровод содержит расположенные по потоку вторую запорную арматуру, регулятор расхода и первый регулятор давления газа, подогреватель газа, измерительный участок, включающий комплект эталонных счетчиков и поверяемый счетчик, третью запорную арматуру, подключенную через второй регулятор давления к выходу регулятора расхода газа магистрального газопровода, байпас и распределительный коллектор. Необходимый для измерения газ направляется из магистрального газопровода на испытательный стенд. Газ через входную арматуру, подогреватель газа поступает в распределительный коллектор и, затем, в измерительный участок трубопровода и проходит сначала через комплект эталонных счетчиков, а затем через поверяемый счетчик. Газ, не используемый для испытания, направляется через выходную арматуру в магистральный газопровод. Измеренные потоки приводятся к нормальному состоянию и сравниваются между собой. Текущие данные анализируются с помощью вычислительного устройства. Распределение газового потока в байпас и измерительный участок осуществляется с помощью регуляторов расхода, управляемых компьютером.
Стенд Pigsar относится к проточным системам, в которых рабочая среда прямым потоком проходит через измерительный участок и возвращается в магистральный газопровод.
Различают две категории счетчиков газа: используемые на магистральных газопроводах (высокого давления) и используемые на газораспределительных сетях (низкого давления).
Большинство известных центров для испытаний и поверки счетчиков газа на природном газе построены по «проточной» схеме. Ее недостатком, как и выше описанной установки, является то, что она, как правило, привязана к одному газопроводу, и в связи с этим не позволяет изменять параметры потока в широких пределах.
Известна также испытательная установка высокого давления "Euroloop" (Голландия, см. «EuroLoop Оборудование поверки для газовых счетчиков и счетчиков жидкости», NMi 2010 г. Презентационные материалы. www.nmi.nl), построенная по кольцевой схеме. Установка включает газовый компрессор переменной производительности, теплообменник, набор эталонных турбинных счетчиков, два измерительных участка для установки калибруемых счетчиков, систему трубопроводов и запорную арматуру, участок для подключения эталонов высшей точности. Управление работой установки осуществляет компьютерная система. Необходимый для измерения газ отбирается из магистрального газопровода. При необходимости давление в кольцевой системе повышается с помощью компрессора. Технологическая схема установки позволяет изменять параметры потока в широких пределах, но она существенно сложнее установки, построенной по проточной схеме.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является любая установка, построенная по проточной схеме (испытательный стенд "Pigsar", Установка для поверки промышленных счетчиков газа, патент ПМ №79998, 2008 г, и др.). В качестве прототипа авторами выбрана установка "Pigsar", описанная выше.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании установки для поверки счетчиков газа, имеющей широкий диапазон изменения давлений и расходов, а также высокую эффективность использования.
Указанный технический результат достигается тем, что в установку для поверки счетчиков газа, включающую первый газопровод, подключенный через первую запорную арматуру к входу регулятора расхода газа магистрального газопровода, при этом первый газопровод содержит расположенные по потоку вторую запорную арматуру, регулятор расхода и первый регулятор давления газа первого газопровода, подогреватель газа, измерительный участок, включающий комплект эталонных счетчиков и поверяемый счетчик, третью запорную арматуру, подключенную через второй регулятор давления к выходу регулятора расхода газа магистрального газопровода, согласно изобретению, введены дополнительный газопровод с байпасом и модульная компрессорная станция, дополнительный газопровод содержит расположенные по потоку четвертую запорную арматуру, газоперекачивающий агрегат, установку охлаждения и пятую запорную арматуру, при этом дополнительный газопровод подключен входом к выходу третьей запорной арматуры, выходом - к входу регулятора расхода газа первого газопровода, а модульная компрессорная станция подключена входом через шестую запорную арматуру к выходу первой запорной арматуры, а выходом - через седьмую и восьмую запорные арматуры соответственно к выходу регулятора расхода газа магистрального газопровода и входу пятой запорной арматуры. Также, согласно изобретению на байпасе установлен регулятор расхода газа, соединенный с пятой запорной арматурой.
Сущность предложенной полезной модели заключается в том, что для решения поставленной задачи - расширения диапазонов изменения давления и расходов, предлагается в установке реализовать два режима транспорта газа: проточный и кольцевой для поверки счетчиков газа высокого и низкого давления. Введение дополнительного газопровода с байпасом и модульной компрессорной станции, позволяет организовать второй режим транспорта газа - кольцевой. При этом при работе в кольцевом режиме транспорта газа обеспечивается стабильность параметров потока газа, более широкий диапазон рабочих давлений, температур и расходов газа, независимость от режима работы магистрального газопровода. Кроме того, установка в целом обеспечивает возможность выполнения калибровки счетчиков газа различных принципов действия и различных областей применения (низкого и высокого давления). Достаточно высокая стоимость комбинированной установки и ее сложность по сравнению с установками, реализующими только проточный или только кольцевой режимы транспорта газа, окупается повышением эффективности ее использования за счет широкого ассортимента испытуемых счетчиков и, следовательно, более полной загрузки установки.
Далее полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема установки для поверки счетчиков газа.
Установка для поверки счетчиков газа содержит первый газопровод 1, подключенный через первую запорную арматуру 2 к входу регулятора расхода газа 3 магистрального газопровода 4. Первый газопровод 1 содержит расположенные по потоку вторую запорную арматуру 5, регулятор расхода 6 и первый регулятор давления газа 7 первого газопровода 1, подогреватель газа 8, комплект эталонных счетчиков 9, поверяемый счетчик 10, третью запорную арматуру 11, подключенную через второй регулятор давления 12 к выходу регулятора расхода газа 3 магистрального газопровода 4. Установка также содержит дополнительный газопровод 13 с байпасом 14 и модульную компрессорную станцию 15. Дополнительный газопровод 13 содержит расположенные по потоку четвертую запорную арматуру 16, газоперекачивающий агрегат 17, установку охлаждения 18 и пятую запорную арматуру 19. Дополнительный газопровод 13 подключен входом к выходу третьей запорной арматуры 11, выходом - к входу регулятора расхода газа 6 первого газопровода 1, а модульная компрессорная станция 15 подключена входом через шестую запорную арматуру 20 к выходу первой запорной арматуры 2, а выходом - через седьмую 21 и восьмую 22 запорные арматуры соответственно к выходу регулятора расхода газа 3 магистрального газопровода 4 и входу пятой запорной арматуры 19. На байпасе 14 установлен регулятор расхода газа 23, соединенный с пятой запорной арматурой 19. Работой установки управляет автоматизированная система управления (на чертеже не показана).
Установка для поверки счетчиков газа при проточном режиме транспорта газа работает следующим образом.
В этом режиме запорная арматура 16, 19, 20, 21 и 22 закрыта, запорная арматура 2, 5 и 11 открыта. Газ из магистрального газопровода 4 через запорные арматуры 2, 5, регулятор расхода 6, регулятор давления 7, подогреватель газа 8 поступает на комплект эталонных счетчиков 9, далее на поверяемый счетчик 10 и через запорную арматуру 11, регулятор давления 12 возвращается в магистральный газопровод 4. Подогреватель газа 8 предназначен для точного поддержания заданной температуры газа при поверке. Газ может быть также сброшен в газораспределительные сети низкого давления (на фигуре не показано). Регулятор давления газа 12 предназначен для снижения давления газа от величины давления в газопроводе 1 до давления в магистральном газопроводе 4, или до давления в газораспределительных сетях при сбросе газа. Регулятор расхода газа 6 обеспечивает точную установку требуемой величины расхода газа при поверке.
После проведения поверки регулятор давления 7 и запорная арматура 5 закрываются, газ сбрасывается в магистральный газопровод 4. Окончательное удаление газа из газопровода 1 может быть произведено после закрытия запорной арматуры 11 с помощью МКС 15. Изменение расхода газа через комплект эталонных счетчиков 9 и поверяемый счетчик 10 осуществляется регулированием степени открытия регулятора расхода газа 3 магистрального газопровода 4, а также регулятора расхода 6 и регулятора давления 7. Поверка осуществляется при давлении газа в диапазоне давлений в магистральном газопроводе 4 от давления на входе регулятора давления 7 до давления на его выходе.
Установка для поверки счетчиков газа при кольцевом режиме транспорта газа работает следующим образом.
Заполнение кольцевой части установки газом производится от магистрального газопровода 4 через запорные арматуры 2, 5, регулятор расхода 6, регулятор давления 7 до давления в магистральном газопроводе 4. Регулятор давления 12 закрыт. При необходимости поверки при давлении большем, чем в магистральном газопроводе 4, запорная арматура 5 закрывается, запорная арматура 20 открывается, и газ подается через открытую запорную арматуру 22 с компримированием в модульной компрессорной станции 15. Кольцевая часть установки заполняется газом до необходимого давления.
В режиме поверки запорная арматура 5, 20, 22 закрыта, регулятор расхода 3 магистрального газопровода 4 полностью открыт, запорная арматура 16, 19 открыта, регулятор давления 12 закрыт. Давление газа, необходимое для поверки, поддерживается регулятором давления 7. Расход газа, необходимый для проведения поверки, поддерживается ГПА 17. В случае, когда расход газа, необходимый для поверки, меньше минимально-допустимого для ГПА 17, часть газа перепускается по байпасу 14. Расход газа при этом регулируется регулятором расхода 23. Требуемое значение температуры газа поддерживается установкой охлаждения 18.
Для сбрасывания газа в магистральный газопровод 4 открывается регулятор давления 12. Газ может быть также сброшен в газораспределительные сети низкого давления (на фигуре не показано). Для снижения рабочего давления в кольцевой схеме до давления в магистральном газопроводе 4, а также до давления ниже давления в магистральном газопроводе 4 используется модульная компрессорная станция 15 в режиме откачки. Снижение давления осуществляется через открытые запорные арматуры 5, 20, 21.
Таким образом, предлагаемая установка для поверки счетчиков газа имеет широкий диапазон изменения давлений, температур и расходов, позволяет осуществлять калибровку счетчиков газа различных принципов действия и различных областей применения (низкого и высокого давления). Установка расширяет арсенал метрологических средств для поверки счетчиков газа и имеет высокую эффективность использования.