Однониточная газоизмерительная станция Вымпел

Однониточная газоизмерительная станция - новая концепция построения ГИС

ОГИС - измерительные комплексы для коммерческого учёта газа на базе ультразвуковых преобразователей расхода большого диаметра с узлом поверки на месте эксплуатации. Это современные технические решения в области контроля качества и измерения расхода газа. Основным преимуществом однониточной ГИС является сокращение в несколько раз затрат на капитальное строительство объекта ГИС и его техническое обслуживание за счёт использования существующей арматуры магистрального трубопровода и байпасного трубопровода компрессорной станции.

Высокую стабильность измерения расхода (0,1%) обеспечивают технические решения:

• количество измерительных каналов в четыре раза больше, чем у стандартных ультразвуковых расходомеров (16 против 4, соответственно);
• температура окружающей среды и рабочей среды постоянна в летний и зимний периоды благодаря подземному расположению измерительного комплекса (допускается и надземное расположение);
• длина прямого участка существующего магистрального трубопровода перед узлом измерения превышает DN 100. Контроль метрологических характеристик осуществляется непрерывно за счет наличия дублирующего измерительного комплекса, каждый из которых содержит по восемь измерительных каналов.

Важной особенностью данного решения является поверка измерительного комплекса непосредственно на объекте, без его демонтажа и сброса давления в системе. Однониточная ГИС является узлом измерения класса А в соответствии с СТО Газпром 5.37-2011.

Газоизмерительные станции (ГИС) магистральных газопроводов предназначены для измерения количественных и качественных показателей газа на объектах транспортировки и распределения и представляют собой сложные и дорогостоящие комплексы оборудования. Традиционный метод измерения расхода газа диафрагмами по-прежнему находит широкое применение, несмотря на ограниченную точность метода. Для уменьшения стоимости, увеличения пропускной способности и улучшения метрологических характеристик многие станции за рубежом переходят с диафрагм и турбинных счетчиков на ультразвуковые расходомеры. В статье описан инновационный подход к решению проблемы — создание однониточной ГИС на трубопроводе большого диаметра с использованием ультразвукового преобразователя расхода.

Принципы действия ОГИС

По принципу действия измерительный комплекс относится к времяимпульсным ультразвуковым расходомерам, работа которых основана на измерении разности времени прохождения зондирующих импульсов ультразвуковых колебаний по направлению скорости потока рабочей среды в первичном преобразователе и против него.

Попеременная коммутация режимов «прием-передача» пар датчиков обеспечивается электронным блоком. При движении газа происходит снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению времени распространения ультразвукового сигнала между датчиками. Время распространения сигнала по потоку уменьшается, а против него — возрастает.

Ультразвуковой измерительный комплекс имеет 16 измерительных каналов: 8 — основной узел измерения и 8 — дублирующий, для непрерывного контроля метрологических параметров основного.

Однониточная газоизмерительная станция состоит из нескольких узлов

Магистральный ультразвуковой измерительный комплекс

Магистральный ультразвуковой измерительный комплекс (МУИК) предназначен для измерения расхода газа и его приведения к стандартным условиям. МУИК встраивается непосредственно в магистральный газопровод (Ду 700мм — 1400 мм) и расположен под землей в специальном кессоне, с возможностью проведения его технического обслуживания.

В измерительном комплексе реализована многохордовая схема расположения измерительных каналов с погружными пьезоэлектрическими датчиками углового ввода. Такая схема хорошо учитывает неравномерность скоростей в эпюре потока измеряемой среды.

По принципу действия измерительный комплекс относится к времяимпульсным ультразвуковым расходомерам, работа которых основана на измерении разности времени прохождения зондирующих импульсов ультразвуковых колебаний по направлению скорости потока рабочей среды в первичном преобразователе и против него. Попеременная коммутация режимов «прием-передача» пар датчиков обеспечивается блоком электронным. При движении газа происходит снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению времени распространения ультразвукового сигнала между датчиками. Время распространения сигнала по потоку уменьшается, а против него — возрастает.

Ультразвуковой измерительный комплекс имеет 16 измерительных каналов: 8 — основной узел измерения и 8 — дублирующий, для непрерывного контроля метрологических параметров основного.

МУИК является узлом измерения класса А в соответствии с СТО Газпром 5.37-2011.

Необслуживаемый блок контроля физико-химических показателей газа

• Блок физико-химических показателей газа (ФХП)

  Предназначен для автоматизированного определения состава газа и параметров качества газа, индикации показаний аналитических приборов и передачи данных о результатах измерений на диспетчерский пункт. Блок ФХП обеспечивает измерение компонентного состава газа до С6+, точки росы по воде, температуры конденсации углеводородов, концентрации кислорода. Блок ФХП состоит из хроматографа «Хромос ПГХ-1000» (измерение компонентного состава газа до С6+), двух преобразователей точки росы «КОНГ-Прима-2М» (измерение точки росы по воде и температуры конденсации углеводородов) и Анализатора кислорода Oxy-V (измерение концентрации кислорода).

• Промышленный хроматограф «Хромос ПГХ-1000» с системой подготовки газа

  Предназначен для определения компонентного состава природного газа С6+, и расчёта физико-химических показателей согласно ГОСТ 31371.7-08.

• Преобразователь КОНГ-Прима-2М в составе с СПГ-003

  Предназначен для измерения точки росы природного газа при рабочем давлении, а также для фильтрации исследуемого газа. Инерционно-гравитационный фильтр, входящий в состав СПГ-003, обеспечивает очистку газа для всего аналитического оборудования блока ФХП.

• Анализатор кислорода Oxy-V с СПГ-008

  Обеспечивает потоковое непрерывное измерение концентрации кислорода в природном газе.

• Защита от сторонних шумов

  Защищенность от сторонних акустических шумов, благодаря использованию преобразователей с рабочими частотами 200 кГц.

• Измерительно-вычислительный комплекс «ГиперФлоу-УИВК»

  предназначен для сбора, хранения и представления информации с аналитических приборов физико-химических показателей и расходомеров, входящих в состав однониточной ГИС.

Автоматизированное рабочее место оператора

Программное обеспечение позволяет в графическом формате выводить все текущие данные о состоянии измерений в реальном времени, а также диагностические сведения о состоянии аппаратной части блока электроники.

Узел поверки

Узел поверки представляет собой эталон сличения на базе 8-ми канального ультразвукового расходомера газа «Вымпел-500» Ду1000. На время поверки эталон сличения встраивается непосредственно в байпасный трубопровод компрессорной станции. После обеспечения режима последовательного включения поверяемого и эталонного расходомеров производится поверка.

После завершения поверки эталон демонтируется для использования на других объектах, вместо него устанавливается замещающая катушка.

Для поверки магистрального ультразвукового измерительного комплекса (МУИК) с классом точности 0.5% эталон должен иметь общую расширенную неопределенность 0.3% в рабочих условиях.

Основным преимуществом переносного эталона является возможность «синхронизации» показаний нескольких МУИК с погрешностью 0.2%.

Разработанная технология обеспечивает возможность монтажа (врезки) оборудования в существующий МГ; требует существенно меньшего количества запорно-регулирующей арматуры, фасонных и трубных изделий по сравнению с ГИС классической (многониточной) компоновки; позволяет выполнять непрерывное измерение объема транспортируемого природного газа без остановки технологического процесса для технического обслуживания, ремонта и поверки расходомера DN 1400; дает возможность проводить поверки измерительного комплекса непосредственно на объекте без его демонтажа и сброса давления в системе, а также эксплуатировать ГИС в автоматическом режиме.