3 Анализ факторов влияющих на дисбаланс учета газа. Выводы и рекомендации по оптимизации учета

3.1 Погрешность узла учета газа

Рассмотрим влияние факторов погрешности измерения узлом учета и приведения к стандартным условиям объема газа.

Объем газа, измеренный счетчиком газа, приводится к стандартным условиям по формуле:

Из формулы видно, что учет температуры и давления являются необходимыми условиями измерения объема газа и приведения его к стандартным условиям.

Выбор класса точности прибора учета газа

Уменьшение влияния на дисбаланс погрешности измерения, определяемой относительной погрешностью счетчика достигается путем выбора прибора повышенного класса точности.

Турбинные и ротационные счетчики ведущих фирм-изготовителей, таких как Schlumberger, Elster, Dresser имеют очень малую систематическую составляющую погрешности, поэтому при калибровке этих счетчиков, кривая погрешности вполне укладывается в диапазон 0,5%, а при снижении кратности измеряемых расходов Q_min/Q_max до 1:10 возможно откалибровать эти счетчики в пределах 0,3%. Такие счетчики используются как мастер-счетчики в калибровочных стендах.

Выводы и рекомендации по выбору класса точности прибора учета

Требования к классу точности приборов учета должны определяться, в первую очередь, расходом газа. Чем больше расход газа, проходящего через прибор учета, тем должен быть выше класс точности.

Наиболее подходящими типами приборов учета для верхних уровней ГРО являются турбинные и ротационные счетчики.

Учет влияния температуры на погрешность измерения

Погрешность измерения объема газа достаточно сильно зависит от температуры — газ изменяет свой объем примерно на 1% при изменении Температуры на 3 градуса:

Учитывая, что температура газа в трубопроводе в различное время года может в зависимости от положения трубопровода меняться в широких пределах (от -20°С до +40°С), отсутствие измерения температуры газа и соответственно учета поправки объема газа от температуры может приводить к большим погрешностям в расчетах объема газа в стандартных условиях:

Выводы и рекомендации по учету влияния температуры на погрешность измерения

Для уменьшения погрешности расчета объема газа в стандартных условиях в зависимости от температуры газа необходимо измерять температуру газа в зоне счетчика газа с погрешностью не более (0,5-1 )°С и желательно в реальном масштабе времени (или в течение времени, пока температура газа не изменилась более, чем на 0,5°С) вводить поправку на температуру газа. Для расходов газа свыше 10 м³/час и колебании температуры газа, проходящего через прибор учета, свыше 5°С рекомендуется вводить поправку по температуре.

Наиболее точным способом учета влияния температуры является применение электронных корректоров по температуре — Т или давлению, температуре и коэффициенту сжимаемости — PTZ.

Для бытовых счетчиков, устанавливаемых внутри помещения, требование по температурной коррекции не предъявляется.

На практике, уменьшение дисбаланса в учете потребления газа населением можно решить следующим образом.

Для многоквартирного дома:

• домовой счетчик имеет коррекцию по температуре, и по нему определяется объем газа, потребляемого жильцами дома;
• квартирные счетчики, устанавливаются в одинаковых условиях (либо все в квартирах, либо на лестничных площадках и не имеют коррекции по температуре).

По квартирным счетчикам определяется относительная погрешность потребления газа каждой квартирой от объема, определенного по домовому счетчику. В обобщенном случае, при наличии достоверной статистики, это должно закладываться в тариф оплаты за год по показаниям квартирного счетчика

Влияние давления газа на погрешность измерения

Давление газа прямо пропорционально меняет плотность или объем газа и поэтому относительная погрешность расчета газа в стандартных условиях прямо пропорционально зависит от относительной погрешности в измерении давления газа:

В сети ГРО газ, по мере его распределения проходит несколько ступеней редуцирования. Чем выше давление измеряемого газа, тем существеннее влияние погрешности измерения давления на величину дисбаланса.

Измерение и регистрация давления являются обязательными для измерения объема газа при его подаче из магистрального газопровода в сеть ГРО, а также на всех узлах учета на участках высокого и среднего давления сети ГРО (от 12 бар до 0,05 бар). При этом рекомендуемый диапазон погрешности измерения должен быть в пределах 0,2 — 0,5%.

На все узлы учета, работающие в сетях высокого и среднего давления, рекомендуется устанавливать корректоры PTZ.

Датчик давления, как любой прибор с упругим элементом, со временем теряет свои свойства и погрешность измерения давления возрастет. Поэтому нужно очень тщательно подойти к выбору надежного датчика давления, сохраняющего свои параметры в течение длительного промежутка времени.

Как показывает мировая практика на сетях низкого (менее 0,05 бар) коррекцию по давлению производить неэффективно по следующим причинам:

• колебания давления газа в сетях низкого давления находятся в пределах 15 мбар, что вызывает погрешность измерения объема в пределах 1,5%;
• в формуле приведения газа к стандартным условиям используется абсолютное давление.

Учитывая, что атмосферное давление колеблется в пределах, соизмеримых с колебаниями давления, приводить газ к стандартным условиям только по колебанию газа в сети, без учета соизмеримого колебания атмосферного давления будет некорректно.

Потребителями газа из сети низкого давления являются, в основном, население и коммерческо-бытовые предприятия, что порой составляет тысячи и десятки тысяч узлов учета (включая квартирные счетчики). Оснащение этой разветвленной периферии сложными приборами резко снижает надежность системы и требует значительных средств на ее поддержание, что экономически не окупает увеличения учитываемого объема газа на 1,5% Это подтверждает печальный опыт Бритиш Газ (British Gas), который был вынужден демонтировать сотни тысяч ультразвуковых счетчиков и заменять их мембранными из-за низкой надежности системы и дорогостоящего обслуживания.

Проблема решается просто — введением единого коэффициента к показаниям счетчиков низкого давления (скажем 1,03-1,05), который учитывает приведение регистрируемого счетчиком объема к стандартным условиям, заведомо перекрывая возможные колебания давления газа в сети.

Выводы и рекомендации по уменьшению влияния давления на погрешность измерения

Узлы учета сетей высокого и среднего давления рекомендуется в обязательном порядке оснащать корректорами по PTZ.

Узлы учета сетей низкого давления с расходами более 10 мЗ/час рекомендуется оснащать корректорами по Т.

Квартирные счетчики рекомендуется устанавливать внутри помещений, уменьшая тем самым влияние температурной составляющей погрешности и их показания использовать как коэффициент при распределении газа, учтенного домовым счетчиком.

Погрешность обработки результатов измерений

Абсолютная погрешность обработки результатов измерений при использовании самописцев может колебаться от 1 до 5%, что очень существенно при больших расходах.

Для уменьшения погрешности обработки данных необходимо полностью перейти на использование электронных средств регистрации и обработки данных.