UA52066C2

UA52066C2 - Method for recording gas flow rate

Info

Publication number: UA52066C2
Application number: UA2002020924A
Authority: UA
Inventors: Ihor Stepanovych Petryshyn; Andrii Hryhorovych Bestelesnyi; Mykola Mykolaiovych Honcharuk
Original assignee: State Entpr Ivano Frankivsk Re
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2006-02-15

Abstract

The proposed method for recording gas flow rate implies automatically measuring the parameters that are used for determining gas flow rate in two gas flows that are provided by separating the main gas pipeline into two branches with different carrying capacity. At the said branches of the gas pipeline, gas flow rate meters are installed. To select the specified branch of the gas pipeline according to the measurement procedure, an automatic programmable control unit with a switch is used.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується галузі метрології і може бути застосований для вимірювання та комерційного обліку 2 витрат газу споживачами у газовій, нафтогазовидобувній, нафтопереробній, нафтохімічній промисловостях у складі автоматизованих систем, а також у комунальному господарстві.The invention relates to the field of metrology and can be used for measuring and commercial accounting of 2 gas consumption by consumers in the gas, oil and gas production, oil refining, petrochemical industries as part of automated systems, as well as in utilities.

Спосіб, розроблений на основі винаходу, може бути використаний для чіткої системи метрологічного забезпечення в газорозподільчій сфері, головною проблемою якої є значні втрати газу внаслідок недостовірної інформації при визначенні кількості газу внаслідок недостовірної інформації при визначенні кількості газу, що 70 постачається та споживається. Існуючий рівень системи обчислень і засобів вимірювальної техніки, що застосовують для обліку витрат газу, дають можливість коригувати результати вимірювань в певному діапазоні витрат в сторону збільшення або зменшенні обчислювального об'єму газу, внаслідок чого різниця між об'ємами газу що постачається та споживається становить комерційні збитки газотранспортних та газо збутових організацій. 12 Відомий спосіб обліку об'ємних витрат газу заснований на ультразвуковому часо-імпульсному методі вимірювань об'єму газу зведеного до стандартних умов із застосуванням ультразвукового лічильника |, (21.The method developed on the basis of the invention can be used for a clear system of metrological support in the gas distribution field, the main problem of which is significant gas losses due to inaccurate information when determining the amount of gas due to inaccurate information when determining the amount of gas supplied and consumed. The existing level of the system of calculations and measuring equipment used to account for gas consumption make it possible to adjust the measurement results in a certain range of consumption in the direction of increasing or decreasing the calculated volume of gas, as a result of which the difference between the volumes of supplied and consumed gas is commercial losses of gas transportation and gas distribution organizations. 12 The well-known method of accounting for volumetric gas consumption is based on the ultrasonic time-pulse method of measuring the volume of gas reduced to standard conditions using an ultrasonic meter |, (21.

Згідно з цим способом п'єзоелектричні перетворювачі, що встановлені по осі потоку почергово випромінюють і приймають ультразвукові коливанні за і проти потоку газу, сигнали з яких поступають в обліково-розрахунковий вузол, де по різниці часу розповсюдження ультразвукових коливань визначають об'єм газу, а по температурі і тиску газу, отриманих від перетворювачів тиску і температури, розраховують об'єм газу до стандартних умов.According to this method, piezoelectric transducers installed along the axis of the flow alternately emit and receive ultrasonic vibrations for and against the flow of gas, the signals from which enter the accounting and calculation node, where the difference in the time of propagation of ultrasonic vibrations determines the volume of gas, and based on the temperature and pressure of the gas obtained from the pressure and temperature converters, the volume of gas to standard conditions is calculated.

Цей спосіб використовують при обліко - розрахункових та технологічних операціях в житлових будинках, адміністративних та виробничих приміщеннях, однак він не забезпечує достовірність і точність обліку, внаслідок обмежених діапазонів вимірювань. Відношення мінімальної вимірювальної витрати до максимальної цим способом складає 1 до 160. Так як пальник газової плити в режимі малого полум'я споживає не більше с 29 0,031м, даним способом не можливо контролювати споживання газу, наприклад в багатоквартирних будинках (3 (10 квартир і більше) якщо вони обладнані газовими плитами, які за певних обставин будуть працювати на повну потужність, що може складати бм/год витрату газу і більше.This method is used for accounting - calculating and technological operations in residential buildings, administrative and industrial premises, however, it does not ensure the reliability and accuracy of accounting due to limited measurement ranges. The ratio of the minimum measuring flow to the maximum in this way is 1 to 160. Since the gas stove burner in the low flame mode consumes no more than s 29 0.031m, it is not possible to control gas consumption by this method, for example in apartment buildings (3 (10 apartments and more) if they are equipped with gas stoves, which under certain circumstances will work at full capacity, which can be bm/h of gas consumption and more.

Відомий спосіб обліку споживання газу за допомогою маловитратних лічильників газу роторного типу, які с мають також вузький діапазон вимірювань витрат, що складає 1 до 30; 1 до 50, що також недостатньо для комерційного обліку витрат, що може коливатись у широких діапазонах. Крім того лічильники роторного типу, що (Ф використовуються при цьому способі, незахищені від несанкціонованого втручання в режим їх роботи дією о магнітного поля, що впливає на достовірність Їх показів |З, 4, 5).A known method of accounting for gas consumption using low-cost gas meters of the rotary type, which also have a narrow range of consumption measurements, which is 1 to 30; 1 to 50, which is also not sufficient for commercial cost accounting, which can fluctuate in wide ranges. In addition, counters of the rotary type, which (Ф are used in this method, are not protected from unauthorized interference in their mode of operation by the action of a magnetic field, which affects the reliability of their readings |Z, 4, 5).

Відомий спосіб вимірювання витрати газових потоків по методу змінного перепаду тиску із застосуванням с стандартних пристроїв звуження потоку (1). Однак цей метод вимагає застосування спеціальних пристроїв для ю корекції виміряного значення об'єму, а також на точність вимірювання великий вплив мають як методичні похибки, такі як, похибки визначення коефіцієнта витрати звужую чого пристрою, коефіцієнтів розширення та стиснення, діаметру трубопроводу тощо, так і похибки використаних засобів вимірювальної техніки (діафрагми, вимірювальні перетворювачі тиску та температури, обчислювач (коректор) кількості газу). « 20 Діапазон вимірювань таким методом залежить від точності засобів вимірювальної техніки, що -о застосовуються при його реалізації і при застосуванні одного перетворювача тиску класу точності 0,1 діапазон с вимірювань цим методом при забезпечені гранично допустимої відносної похибки вимірювання об'єму газу 490, :з» що регламентуються державною повірочною схемою, складає від 20 до 100 відсотків від максимальної витрати, тобто співвідношення мінімальної і максимальної витрати складає 1 до 5.There is a known method of measuring the flow rate of gas flows by the variable pressure drop method with the use of standard flow narrowing devices (1). However, this method requires the use of special devices for correcting the measured value of the volume, and the accuracy of the measurement is greatly affected by methodological errors, such as errors in determining the flow coefficient of the narrowing device, expansion and compression coefficients, pipeline diameter, etc., and errors of the used measuring equipment (diaphragms, measuring transducers of pressure and temperature, calculator (corrector) of the amount of gas). " 20 The range of measurements by this method depends on the accuracy of the measuring equipment used in its implementation and when using one pressure transducer of the accuracy class 0.1, the range of measurements by this method, provided the maximum permissible relative error of gas volume measurement is 490, : with" regulated by the state verification scheme, is from 20 to 100 percent of the maximum cost, that is, the ratio of the minimum and maximum cost is 1 to 5.

Відомий метод вимірювання великих витрат газу на газопроводах середнього та малого діаметрів за сл допомогою турбінних лічильників газу (ЄЇ, що дозволяє розширити діапазон вимірювання витрат, який може складати 1 до 100 що також недостатньо: В цьому методі також необхідно застосовувати спеціальні пристрої іме) для корекції виміряного значення об'єму газу з метою зведення його до стандартних умов. До того ж, о достовірність вимірювань цим методом значною мірою залежить від значень допустимих граничних похибок засобів вимірювальної техніки і результати обчислень не коригуються з врахуванням дійсних значень (22) додаткових похибок для конкретних засобів вимірювальної техніки, що застосовується для обліку об'ємнихA well-known method of measuring large gas flows on gas pipelines of medium and small diameters using turbine gas meters (EEI, which allows you to expand the range of flow measurement, which can be 1 to 100, which is also not enough: In this method, it is also necessary to use special devices) for correction of the measured value of the gas volume in order to reduce it to standard conditions. In addition, the reliability of measurements by this method largely depends on the values of the permissible marginal errors of the measuring equipment and the calculation results are not adjusted taking into account the actual values (22) of additional errors for specific measuring equipment used to account for volume

Ф витрат газу в конкретних умовах експлуатації.F of gas consumption in specific operating conditions.

Також відомий, вибраний як прототип, спосіб вимірювання витрат газу І7| згідно з яким, як і в заявленому способі, здійснюють безперервне автоматичне вимірювання параметрів потоку газу, що протікає у трубопроводі, вв З наступним обчисленням, зведених до стандартних умов витрат та об'єму по заданим алгоритмам. Цей спосіб ефективний коли об'ємна витрата газу що протікає через один газопровід, задовольняє вимогам достатності (Ф) нижньої і верхньої границі діапазону вимірювань, що забезпечується існуючими засобами вимірювань. Але уAlso known, selected as a prototype, is the method of measuring gas flow rate I7| according to which, as in the claimed method, continuous automatic measurement of the parameters of the gas flow flowing in the pipeline is carried out, with the following calculation, reduced to standard conditions of flow and volume according to the specified algorithms. This method is effective when the volume flow of gas flowing through one gas pipeline meets the requirements of sufficiency (Ф) of the lower and upper limits of the measurement range provided by the existing means of measurement. But in

Ге випадку., коли витрати газу коливаються у широкому діапазоні від дуже малих до невизначено великих, як наприклад, у побудинковому обліку, коли споживання газу ведеться лише газовими плитами через трубопровід бор низького тиску, при тому, що пальник газової плити в режимі малого полум'я споживає не більше 0,031м, цей спосіб виявляється неефективним через обмеженість границь діапазону вимірювань, що можуть задовольнити існуючі засоби вимірювальної техніки.This is the case when gas consumption varies in a wide range from very small to indeterminately large, such as, for example, in residential accounting, when gas consumption is carried out only by gas stoves through a low-pressure pipeline, while the burner of the gas stove is in the low-flame mode. i consumes no more than 0.031 m, this method turns out to be ineffective due to the limitation of the limits of the measurement range that can be satisfied by existing measuring equipment.

В основу винаходу покладено задачу удосконалення способу обліку витрат газу, який протікає по одному газопроводу, шляхом розширення діапазону вимірювань із забезпеченням вимог достатності нижньої і верхньої 65 границь вимірювань, що дозволить забезпечити достовірність обліку і підвищити точність обліку витрат.The invention is based on the task of improving the method of accounting for gas flows flowing through one gas pipeline by expanding the range of measurements to ensure the adequacy of the lower and upper 65 limits of measurements, which will ensure the reliability of the accounting and increase the accuracy of the accounting of costs.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі обліку витрат газу, згідно з яким здійснюють безперервне автоматичне вимірюваним параметрів потоку газу, що протікає у трубопроводі з наступним обчисленням зведених до стандартних умов витрат та об'єму, потік газу розділюють на нерівні частини з утворенням розгалужень різкої пропускної здатності, підключених до основного трубопроводу в одній точці. В кожному розгалуженні вимірюють витрату відповідного діапазону вимірювань. Вибір конкретного розгалуження для вимірювань потоку здійснюють автоматично порівнюючим вибірковим перемикаючим пристроєм, виходячи із умов його з'єднання з встановленими у кожному розгалужені лічильниками через засоби переключення потоку, які забезпечують зв'язок кожного розгалуження з коректором, який у відповідності з поступленими на його вхід виміряними на вході основного трубопроводу значеннями тиску, а на виході - значеннями температури, по /о заданим алгоритмам обчислює зведену до стандартних умов витрату газу.The problem is solved by the fact that in the method of accounting for gas consumption, according to which continuous automatic measurement of the gas flow parameters flowing in the pipeline is carried out, followed by the calculation of the flow and volume reduced to standard conditions, the gas flow is divided into unequal parts with the formation of branches of a sharp capacity connected to the main pipeline at one point. In each branch, the flow rate of the corresponding measurement range is measured. The selection of a specific branch for flow measurements is carried out by an automatically comparing selective switching device, based on the conditions of its connection with the meters installed in each branch through means of switching the flow, which ensure the connection of each branch with the corrector, which, in accordance with the receipts at its input, are measured at the inlet of the main pipeline with pressure values, and at the outlet - with temperature values, calculates the gas flow reduced to standard conditions according to the specified algorithms.

Запропонований спосіб обліку витрат газу, алгоритм роботи якого задається коректором, дозволяє вести облік витрат газу в реальному масштабі часу, а розділення потоку з утворенням розгалужень різної пропускної здатності забезпечує вимірювання витрати відповідного діапазону вимірювань.The proposed method of accounting for gas consumption, the algorithm of which is set by the corrector, allows accounting for gas consumption in real time, and the separation of the flow with the formation of branches of different throughput ensures the measurement of the consumption of the corresponding measurement range.

Вимога достатності нижньої і верхньої границь вимірювань витрат відповідного діапазону задовольняється 7/5 шляхом зміни режиму роботи відповідного розгалуження певної пропускної здатності, що забезпечується автоматично порівнюючим вибірковим перемикаючим пристроєм, який по сигналу засобів перемикання потоку підключає лічильник з відповідним діапазоном вимірювань до коректора. Точність обліку досягається також врахуванням впливу температурних умов і коливання тиску газу в трубопроводі, для чого у способі для зведення об'єму газу до стандартних умов, вимірюють тиск на вході основного трубопроводу і температуру на виході.The requirement of the sufficiency of the lower and upper limits of the flow measurements of the corresponding range is satisfied 7/5 by changing the operating mode of the corresponding branch of a certain bandwidth, which is provided by an automatically comparing selective switching device, which, according to the signal of the flow switching means, connects the meter with the corresponding measurement range to the corrector. Accounting accuracy is also achieved by taking into account the influence of temperature conditions and gas pressure fluctuations in the pipeline, for which in the method for reducing the volume of gas to standard conditions, the pressure at the inlet of the main pipeline and the temperature at the outlet are measured.

Алгоритм зведення здійснюється автоматично з використанням коректора. Крім того, достовірність обліку інформаційно-вимірювальною системою в цілому, в якій реалізовано спосіб, залежить від достовірності інформації, що поступає від давачів контрольованих параметрів. Ця достовірність досягається запропонованою схемою підключення з розгалуженням потоків, що дозволяє зменшити відносну похибку вимірювання об'єму і витрат газу, зведеного до нормальних умов, яка буде скоригована в залежності від діапазону вимірювальних с ов пристроїв, в яких нормовані похибки.The alignment algorithm is performed automatically using the corrector. In addition, the reliability of accounting by the information and measurement system as a whole, in which the method is implemented, depends on the reliability of the information coming from the transmitters of the controlled parameters. This reliability is achieved by the proposed connection scheme with the branching of flows, which allows to reduce the relative error of measuring the volume and flow of gas reduced to normal conditions, which will be adjusted depending on the range of measuring devices in which the errors are normalized.

Заявлений спосіб здійснюється таким чином. (8)The claimed method is carried out as follows. (8)

Потік газу розділяють на декілька (не менше двох) нерівних потоків різної пропускної здатності, підключених до основного трубопроводу в одній точці паралельно один до одного. В кожному розгалужені лічильниками вимірюють витрату відповідного діапазону вимірювань. Вибір певного потоку газу для вимірювань Ге зо необхідного діапазону здійснюється автоматично засобами перемикання потоку. Вимога достатності, нижньої і верхньої границь і діапазону вимірювань здійснюється шляхом вибору певного розгалуження з встановленими ікс, засобами вимірювань порівнюючим вибірковим пристроєм та комутацією цих розгалужень засобами су перемикання потоку. При цьому діапазон вимірювань лічильників повинен бути вибраний таким, щоб мінімальне значення витрати лічильника, що забезпечує вимогу достатності верхньої границі вимірювань, було рівне с номінальній витраті газу лічильника, який забезпечує достатність нижньої границі вимірювань. юThe gas flow is divided into several (at least two) unequal flows of different capacity, connected to the main pipeline at one point parallel to each other. In each branched meters, the consumption of the corresponding range of measurements is measured. The selection of a specific gas flow for measurements of the gas of the required range is carried out automatically by means of switching the flow. The requirement of sufficiency, lower and upper limits and range of measurements is carried out by selecting a certain branch with installed x, means of measurement by a comparing sampling device and commutation of these branches by means of flow switching. At the same time, the measurement range of the meters must be selected so that the minimum flow rate of the meter, which ensures the adequacy of the upper limit of measurements, is equal to the nominal gas flow rate of the meter, which ensures the adequacy of the lower limit of measurements. yu

Збір інформації про витрату та її обробку ведуть автоматично з імпульсних перетворювачів об'єму газу з врахуванням тиску, температури, фізико - хімічних параметрів газу та зведення виміряного об'єму газу в робочих умовах до стандартних умов.The collection of information about consumption and its processing is carried out automatically from impulse gas volume converters, taking into account pressure, temperature, physical and chemical parameters of gas and reduction of the measured gas volume in working conditions to standard conditions.

Приклад. 1. Облік витрат газу проводили в багатоквартирних будинках, де споживання газу ведеться лише « газовими плитами і коливається у широкому діапазоні. Побудинковий облік здійснювали комплексом із з с застосуванням двох лічильників газу, діапазон витрат яких перекривається і які обладнані перетворювачами . об'єму газу у частотний сигнал. Використовували лічильники: побутовий типорозміру С6 з діапазоном витрат від и"? О,обмЗ/од до 10, м/год (номінальна витрата бм/год), та промисловий типорозміру 0540 з діапазоном вимірювальних витрат від Зм/год до б5м/год, (номінальна витрата 40мЗ/год). Коли сумарне споживання газу будинком не перевищує, наприклад, бмО/год, тобто номінального значення лічильника 6, газ проходить через 1 розгалуження з лічильником Об, при цьому розгалуження з лічильником (340 від основного трубопроводу з від'єднано і на коректор поступають частотні сигнали від лічильника Об, а також інформація про тиск, температуру, та фізико-хімічні параметри газу. Коректор здійснює обчислення об'єму, зведеного до стандартних о умов та витрату газу.Example. 1. Accounting for gas consumption was carried out in multi-apartment buildings, where gas consumption is conducted only by gas stoves and fluctuates in a wide range. House accounting was carried out in a complex with two gas meters, the range of consumption of which overlaps and which are equipped with converters. gas volume into a frequency signal. The following meters were used: a household standard size C6 with a flow rate range from 1" О, volumeZ/od to 10, m/h (nominal flow rate bm/h), and an industrial standard size 0540 with a range of measuring flow rates from 3m/h to 5m/h, ( nominal consumption 40mZ/h).When the total gas consumption of the house does not exceed, for example, bmO/h, i.e. the nominal value of the meter 6, the gas passes through 1 branch with the Ob meter, while the branch with the meter (340 from the main pipeline with disconnected and the corrector receives frequency signals from the Ob meter, as well as information about pressure, temperature, and physico-chemical parameters of the gas.The corrector calculates the volume reduced to standard conditions and gas consumption.

Ге» 20 Якщо споживання газу стане збільшуватись і перевищить бмЗ/год, по сигналу коректора, у відповідності з закладеною в нього програмою роботи, автоматично здійснюється перемикання на розгалуження з лічильником м. (0540 і облік газу буде вестися вже промисловим лічильником. На коректор будуть надходити імпульси з лічильника 540.Ge» 20 If the gas consumption starts to increase and exceeds bmZ/h, according to the signal of the corrector, in accordance with the work program embedded in it, the switch is automatically made to the branching with the m. counter (0540 and gas accounting will be carried out by the industrial meter. The corrector will be receive pulses from counter 540.

При зменшенні споживання відбувається зворотне перемикання.When consumption decreases, reverse switching occurs.

Наведений приклад підтверджує досягнення технічного результату при здійсненні заявленого способу і даєThe given example confirms the achievement of the technical result when implementing the claimed method and gives

ГФ) можливість вести облік газу в діапазоні витрат від 0,06 до бБ5мУ/год, тобто із співвідношенням близьким 1 до 1000. На даний час такс співвідношення витрат не можна забезпечити жодним лічильником газу. о Перелік посилань 1. Говдяк Р.М., Дмитренко І.І., Вілінський О.І. Сучасні засоби вимірювань для комерційного обліку втрати 60 газу на газовимірювальних станціях. Нафтова і газова промисловість. МоЗ, 1998. с. 44 - 45. 2. Технічний паспорт на лічильник ультразвуковий "Гобой-1" ЗАО "Центроприбор", Москва, 2001.GF) the ability to record gas in the consumption range from 0.06 to 5 mU/h, i.e. with a ratio close to 1 to 1000. Currently, the consumption ratio tax cannot be provided by any gas meter. o List of references 1. Hovdyak R.M., Dmytrenko I.I., Vilinskyi O.I. Modern measuring tools for commercial accounting of gas loss 60 at gas measuring stations. Oil and gas industry. MoZ, 1998. p. 44 - 45. 2. Technical passport for the ultrasonic counter "Hoboy-1" CJSC "Tsentropribor", Moscow, 2001.

З. Г. Хенсон "Измерения расхода газа с помощью ротационньїх счетчиков "Рутс" и злектронньх измерительньїх приборов "Рутс". 4. Проспект фірми "Темпо", Україна, Івано-Франківськ, 1999. бо 5. Каталог фірми "Інстромет", (Нідерланди).Z. G. Hanson "Measurement of gas consumption with the help of rotary meters "Roots" and electronic measuring devices "Roots". 4. Prospectus of the company "Tempo", Ukraine, Ivano-Frankivsk, 1999. bo 5. Catalog of the company "Instromet", ( Netherlands).

6. Голдовський В.Д Головач Й.Й. Промьшленнье турбиннье счетчики газа ТБ7-2 (под ред. Дудич И.И.),6. Goldovsky V.D. Holovach Y.Y. Industrial gas turbine counters TB7-2 (edited by I.I. Dudych),

Ужгород, 1998. 7. Комплекси виміру витрат газу "Флоутек". Проспект ТОВ "Унітек", Івано-Франківськ, 1998.Uzhhorod, 1998. 7. "Floutek" gas consumption measurement complexes. Prospectus of Unitek LLC, Ivano-Frankivsk, 1998.

Claims

The formula of the invention is a method of accounting for gas consumption, according to which the parameters of the gas flow 70 flowing in the pipeline are automatically measured, followed by the calculation of the consumption and volume reduced to standard conditions, which is distinguished by the fact that the gas flow is divided into unequal parts with the formation of branches of different capacity, connected to the main pipeline at one point, in each branch, the flow rate of the corresponding range is measured while ensuring the requirements of the sufficiency of the upper and lower limits of measurements, and the selection of a specific branch for flow measurement is carried out by an automatically comparing selective switching device, based on the conditions of its connection with by meters installed on each branch through means of switching the flow, which ensure the connection of each branch with the corrector, which in accordance with the flows measured at the entrance of the main pipeline, and the gas pressure and temperature parameters at its exit according to the given calculation algorithms shows gas consumption reduced to standard conditions. with more 6)

- and? 1 name) («c) (o) 4) name) 60 b5