СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЕДИНИЦЫ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ГАЗА С ЗАДАННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ТОЧНОСТИ ОТ ЭТАЛОННОГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ К РАБОЧЕМУ СРЕДСТВУ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШЕГО ДИАМЕТРА НА РАБОЧЕЙ СРЕДЕ С ПОДТВЕРЖДЕНИЕМ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТРИСТИК РАБОЧЕГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ СЛИЧЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КОМПАРАТОРА Российский патент 2020 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к транспортировке газа по магистральным трубопроводам, а именно к способу поверки расходомера большого диаметра, входящего в состав однониточной газоизмерительной станции.

Для однониточного узла учета проведение поверки рабочего расходомера большого диаметра, встроенного в магистральный газопровод, путем его демонтажа неприемлемо, так как требует прецизионной точности встраивания поверяемого расходомера сначала в измерительный трубопровод для проведения поверки и затем обратно магистральный газопровод. При этом проведение работ по поверке требует длительного прекращения подачи газа по магистральному газопроводу, стравливания газа из участка магистрального газопровода, что является невыгодным.

Известен способ поверки расходомера, встроенного в магистральный газопровод (RU 169290 U1, 14.03.2017), согласно которому эталонный расходомер устанавливают на время проведения поверки в дополнительно сооруженный измерительный трубопровод, который подключен через отсекающие запорные краны параллельно байпасному трубопроводу, предназначенному для обхода компрессорной станции магистрального газопровода.

Приведенный способ позволяет без демонтажа встроенного в магистральный газопровод рабочего расходомера проводить его периодическую поверку путем прямого сличения показаний с показаниями эталонного расходомера.

Данный способ предполагает проведение поверки в зоне узла подключения к компрессорной станции. В таком случае поверяемый расходомер и эталонный расходомер находятся на значительном расстоянии друг от друга, то есть в разных условиях измерений, что приводит к искажению результатов поверки. Также недостатком решения является близость компрессорной станции, являющейся источником дополнительных шумовых помех, наличие избыточного количества технологической трубопроводной арматуры и технологических перемычек, которые приводят к неконтролируемым утечкам и перетокам газа (неизмеримым потерям).

Известен способ поверки расходомера, встроенного в магистральный газопровод (RU 2639601 C1, 21.12.2017), принятый за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, заключающийся в том, что эталонный расходомер устанавливают на время проведения поверки вместо извлекаемой проходной втулки, которой снабжен байпасный трубопровод, предназначенный для обхода компрессорной станции магистрального газопровода, пропускают газовый поток последовательно через поверяемый и эталонный расходомеры и сличают их показания.

Данный способ также предполагает проведение поверки в зоне подключения к компрессорной станции, что предусматривает расположение рабочего расходомера и эталонного расходомера на значительном удалении друг от друга, то есть в разных условиях измерений, и приводит к искажению результатов поверки. Кроме того, рассмотренный способ предполагает извлечение проходной втулки и установки на ее место эталонного расходомера на время поверки, что является трудоемким и неудобным ввиду необходимости отдельного хранения, транспортировки, монтажа и демонтажа эталонного расходомера.

Оба вышеуказанных способа поверки не обеспечивают проведение поверки расходомера большого диаметра, установленного на магистральном газопроводе, и передачу единицы расхода газа с заданными показателями точности на рабочей среде во всем рабочем диапазоне расхода.

Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является создание способа поверки расходомера большого диаметра, встроенного в магистральный газопровод, обеспечивающего передачу единицы расхода газа с заданными показателями точности на рабочей среде во всем рабочем диапазоне расхода.

Техническим результатом изобретения является прямое подтверждение возможности поверки расходомера большого диаметра во всем рабочем диапазоне расхода при помощи расходомера меньшего диаметра, то есть подтверждение возможности создания узла поверки по месту эксплуатации для расходомера большого диаметра, а также повышение точности такой поверки расходомера большого диаметра, встроенного в магистральный газопровод, за счет максимального приближения эталонного расходомера к поверяемому расходомеру и использования метода сличения с компаратором.

Технический результат достигается при использовании способа передачи единицы объемного расхода газа с заданными показателями точности от эталонного средства измерения к рабочему средству измерения большего диаметра на рабочей среде с подтверждением метрологических характеристик рабочего средства измерения методом сличения при помощи компаратора, заключающегося в том, что с помощью блока запорно-переключающей арматуры подключают поверяемый расходомер большого диаметра к эталонному расходомеру меньшего диаметра, задают расход газа через поверяемый расходомер и эталонный расходомер с помощью клапана-регулятора расхода газа, калибруют поверяемый расходомер с использованием эталонного расходомера в диапазоне от минимального значения расхода газа поверяемого расходомера до максимального значения расхода газа эталонного расходомера, далее используют измерительные линии, имеющие меньший диаметр, чем диаметр поверяемого расходомера, либо используют измерительные линии, содержащие расходомеры, имеющие меньший динамический диапазон измерения расхода, чем динамический диапазон поверяемого расходомера, при этом измерительные линии включают параллельно друг к другу и подключают к эталонному расходомеру с помощью блока запорно-переключающей арматуры, затем задают расход газа через эталонный расходомер с помощью клапана-регулятора расхода и с использованием эталонного расходомера по отдельности калибруют измерительные линии, после чего откалиброванные измерительные линии подключают к поверяемому расходомеру с помощью блока запорно-переключающей арматуры и осуществляют поверку поверяемого расходомера в диапазоне от максимального значения расхода газа эталонного расходомера до максимального значения расхода поверяемого расходомера, при этом расход газа через поверяемый расходомер и измерительные линии задают путем перепуска части газа по байпасной линии, отключая при этом эталонный расходомер.

Вышеуказанные признаки способа позволяют провести подтверждение возможности поверки расходомера большого диаметра в составе однониточной газоизмерительной станции непосредственно на месте его эксплуатации. Данный фактор значительно уменьшает вероятность погрешности, связанной с отсутствием возможности поверки расходомера большого диаметра на рабочей среде во всем рабочем диапазоне расхода и удаленным расположением поверяемого и эталонного расходомеров, которая имела место в случае аналогов. При этом, в силу формирования более компактного узла поверки, возникновение утечек и перетоков газа также сводится к минимуму, что способствует повышению точности проведения процедуры поверки и достоверности передаваемых сведений.

Следует отметить, что калибровка с помощью эталонного расходомера измерительных линий, включенных параллельно друг другу, и дальнейшее их использование для калибровки верхней части диапазона расхода газа поверяемого расходомера позволяет оригинальным образом провести поверку расходомера любого большого диаметра без потери точности. При этом не требуется проведения работ по монтажу, транспортировке и демонтажу эталонного расходомера.

На Фиг. 1 представлена система, реализующая заявляемый способ.

Система содержит один или несколько последовательно установленных поверяемых ультразвуковых преобразователей расхода газа (УЗПР) 1 больших диаметров (Ду700 – Ду1400), запорно-переключающую арматуру (клапаны, задвижки с приводом) 2, эталонный расходомер 3 или эталон-переносчик единицы объемного расхода газа с заданными показателями точности, клапан-регулятор расхода газа 4, параллельно включенные измерительные линии 5 малого диаметра или с меньшим динамическим диапазоном измерения расхода, чем у поверяемых УЗПР 1, измерительную аналитическую систему 6 для измерения и обработки полученных результатов, систему автоматизации 7 для управления запорно-переключающей арматурой 2 и клапаном-регулятором расхода газа 4.

Сначала поверяемый УЗПР 1 или несколько последовательно соединенных УЗПР большого диаметра (Ду700 – Ду1400) в малом диапазоне расходов (от минимального значения расхода до расхода, соответствующего максимальному расходу эталонного расходомера 3) калибруют с помощью эталонного расходомера 3, имеющего меньший диаметр, чем поверяемый УЗПР 1. Например, могут быть использованы поверяемый УЗПР 1 Ду1400, эталонный расходомер 3 Ду700, при этом УЗПР Ду1400 поверяется в диапазоне скоростей газа от 0,3 до 7 м/с, что соответствует расходам от 1660 м³/ч до 38800 м³/ч, то есть диапазону измерений эталонного расходомера 3 Ду700. При этом максимальный расход через УЗПР Ду1400 составляет 88700 м³/ч.

Расход через УЗПР 1 больших диаметров и эталонный расходомер 3 задают с помощью технологического режима работы участка магистрального газопровода и клапана-регулятора расхода газа 4. Подключение эталонного расходомера 3 к УЗПР 1 больших диаметров осуществляют путем перекоммутации потоков газа с помощью запорно-переключающей арматуры 2.

Далее с помощью эталонного расходомера 3 также по отдельности калибруют (градуируют) каждую измерительную линию 5, то есть осуществляют передачу единицы расхода газа на измерительные трубопроводы существующей газоизмерительной станции на обводной линии магистрального газопровода. Измерительные линии 5 могут иметь меньший диаметр, чем диаметр УЗПР 1. Например, для УЗПР 1 Ду1400 могут быть использованы измерительные линии 5 Ду500 - Ду1000, то есть которые не перекрывают весь диапазон расходов УЗПР 1 Ду1400. Либо на измерительных линиях 5 могут быть использованы расходомеры с меньшим динамическим диапазоном измерений расхода. Например, при использовании стандартных сужающих устройств, у которых динамический диапазон составляет 1:10, что меньше динамического диапазона УЗПР, который составляет 1:100.

Динамический диапазон – это отношение максимального расхода газа через расходомер к его минимальному значению. Чем меньше данное соотношение, тем меньше диапазон измерений у расходомера.

Подключение измерительных линий 5 к эталонному расходомеру 3 осуществляют с помощью запорно-переключающей арматуры 2. Расход через эталонный расходомер 3 и измерительные линии 5 задают с помощью технологического режима работы участка магистрального газопровода и клапана-регулятора расхода газа 4.

Поверку УЗПР 1 больших диаметров (Ду700 – Ду1400) в верхней части диапазона расхода (от значений максимального расхода эталонного расходомера 3 до максимального расхода УЗПР 1 больших диаметров) осуществляют с помощью откалиброванных (отградуированных) измерительных линий 5. Максимальное значение расхода УЗПР 1 больших диаметров достигается за счет подключения дополнительных откалиброванных (отградуированных) измерительных линий 5 до достижения максимального значения расхода на УЗПР 1 больших диаметров (Ду700 – Ду1400).

Подключение измерительных линий 5 к УЗПР 1 больших диаметров осуществляют с помощью запорно-переключающей арматуры 2. Расход через УЗПР 1 больших диаметров и измерительные линии 5 задают путем перепуска части газа по байпасной линии (минуя УЗПР 1 и блок измерительных линий 5). В этом случае линии эталонного расходомера 3 перекрывают.

Полученные данные поступают в измерительную аналитическую систему 6. Управление запорно-переключающей арматурой 2 и клапаном-регулятором расхода газа 4 осуществляют с помощью системой автоматизации 7.

Заявляемое решение предусматривает прямое подтверждение возможности поверки расходомера большого диаметра во всем рабочем диапазоне расхода при помощи расходомера меньшего диаметра, то есть подтверждение возможности создания узла поверки по месту эксплуатации для расходомера большого диаметра, а также повышение точности такой поверки расходомера большого диаметра, встроенного в магистральный газопровод, за счет максимального приближения эталонного расходомера к поверяемому расходомеру и использования метода сличения с компаратором.

Изобретение относится к транспортировке газа по магистральным трубопроводам, а именно к способу поверки расходомера большего диаметра, входящего в состав однониточной газоизмерительной станции. Способ заключается в том, что подключают поверяемый расходомер большего диаметра к эталонному расходомеру меньшего диаметра, задают расход газа через поверяемый расходомер и эталонный расходомер, калибруют поверяемый расходомер с использованием эталонного расходомера в диапазоне от минимального значения расхода газа поверяемого расходомера до максимального значения расхода газа эталонного расходомера. Далее используют измерительные линии, имеющие меньший диаметр, чем диаметр поверяемого расходомера, либо используют измерительные линии, содержащие расходомеры, имеющие меньший динамический диапазон измерения расхода, чем динамический диапазон поверяемого расходомера, при этом измерительные линии включают параллельно друг к другу и подключают к эталонному расходомеру. Затем задают расход газа через эталонный расходомер с помощью клапана-регулятора расхода и с использованием эталонного расходомера по отдельности калибруют измерительные линии, после чего откалиброванные измерительные линии подключают к поверяемому расходомеру и осуществляют поверку поверяемого расходомера в диапазоне от максимального значения расхода газа эталонного расходомера до максимального значения расхода поверяемого расходомера. При этом расход газа через поверяемый расходомер и измерительные линии задают путем перепуска части газа по байпасной линии, отключая при этом эталонный расходомер. Технический результат - возможность поверки расходомера большего диаметра во всем рабочем диапазоне расхода при помощи расходомера меньшего диаметра, то есть подтверждение возможности создания узла поверки по месту эксплуатации для расходомера большого диаметра, а также повышение точности такой поверки расходомера большого диаметра, встроенного в магистральный газопровод, за счет максимального приближения эталонного расходомера к поверяемому расходомеру и использования метода сличения с компаратором. 1 ил.

Способ передачи единицы объемного расхода газа с заданными показателями точности от эталонного средства измерения к рабочему средству измерения большего диаметра на рабочей среде с подтверждением метрологических характеристик рабочего средства измерения методом сличения при помощи компаратора, заключающийся в том, что с помощью блока запорно-переключающей арматуры подключают поверяемый расходомер большего диаметра к эталонному расходомеру меньшего диаметра, задают расход газа через поверяемый расходомер и эталонный расходомер с помощью клапана-регулятора расхода газа, калибруют поверяемый расходомер с использованием эталонного расходомера в диапазоне от минимального значения расхода газа поверяемого расходомера до максимального значения расхода газа эталонного расходомера, далее используют измерительные линии, имеющие меньший диаметр, чем диаметр поверяемого расходомера, либо используют измерительные линии, содержащие расходомеры, имеющие меньший динамический диапазон измерения расхода, чем динамический диапазон поверяемого расходомера, при этом измерительные линии включают параллельно друг к другу и подключают к эталонному расходомеру с помощью блока запорно-переключающей арматуры, затем задают расход газа через эталонный расходомер с помощью клапана-регулятора расхода газа и с использованием эталонного расходомера по отдельности калибруют измерительные линии, после чего откалиброванные измерительные линии подключают к поверяемому расходомеру с помощью блока запорно-переключающей арматуры и осуществляют поверку поверяемого расходомера в диапазоне от максимального значения расхода газа эталонного расходомера до максимального значения расхода поверяемого расходомера, при этом расход газа через поверяемый расходомер и измерительные линии задают путем перепуска части газа по байпасной линии, отключая при этом эталонный расходомер.