Спосіб приведення об’єму газу до стандартних умов

Спосіб приведення об'єму газу до стандартних умов, що включає оцінку значень об'єму за інформативними параметрами, який відрізняється тим, що при дійсних параметрах газового потоку вимірюють дійсний об'єм газу і визначають поправковий коефіцієнт за допомогою багатопараметричної номограми, побудованої на основі експериментально отриманих даних середньомісячної температури, температури повітря в приміщенні, де встановлено лічильник, відстані від точки входу газопроводу в приміщення до точки входу лічильника, різниці атмосферних тисків залежно від висоти розташування точки вимірювань над рівнем моря, після чого обчислюють величину об'єму газу, приведену до стандартних умов. Спосіб стосується галузі метрології, а саме, методів уточнення вимірювання та обліку природного газу промисловими підприємствами і комунальними господарствами з метою визначення адекватної оплати за нього. Широке використання природного газу як енергоносія потребує удосконалення методів уточнення спожитих об'ємів газу, що визначають справедливу суму оплати за нього. Облік газу перш за все вимагає точного його вимірювання. Процес вимірювання витрати та кількості газу характеризується значною кількістю факторів методичного та фізичного змісту, які в кінцевому випадку визначають результуючу похибку вимірювань при обліку. Вимога високої точності обліку природного газу пред'являє вимоги забезпечення високої точності вимірювань засобами витратовимірювальної техніки. Так, основні допустимі похибки турбінного або роторного лічильника не повинні перевищувати 1%. Клас точності засобів вимірювальної техніки не є безпосереднім показником точності вимірювань об'єму, що виконують за допомогою цих за собів, оскільки точність залежить також від методу вимірювань і умов середовища в яких їх виконують. Що стосується достовірності вимірювання об'ємної витрати газу, то цей показник залежить від багатьох впливових факторів, найсуттєвішими з яких є температура і тиск. Так, із зміною температури газу на 1 С, його об'єм змінюється на 0,34%, а при зміні тиску на 100Па, об'єм змінюється на 0,1%. Оптимальним варіантом досягнення необхідної точності вимірювань є зменшення границь допустимих похибок лічильників завдяки вимірюванню всіх впливових факторів. Наприклад, одним із способів усунення похибки від впливу температури є використання побутових газових лічильників з температурною компенсацією (в першу чергу мембранних та ультразвукових). Але застосування вбудованих термокомпенсаторів (механічних та електронних) збільшує вартість таких лічильників. Для достовірного обліку газу необхідною є вимога здійснювати вимірювання його об'єму в умовах наближених до стандартних, або добитися незалежності результатів вимірювань від впливо (19) UA (11) 70683 (13) C2 (21) 20031212122 (22) 23.12.2003 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Петришин Ігор Степанович, Кузь Микола Васильович, Гончарук Микола Іванович, Панасюк Валерій Лукич (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ІВАНОФРАНКІВСЬКИЙ РЕГІОНАЛЬНИЙ НАУКОВОВИРОБНИЧИЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦІЇ, МЕТРОЛОГІЇ ТА СЕРТИФІКАЦІЇ" (56) WO 98/57131, 17.12.1998 US 4173891, 13.11.1979 US 4238825, 09.12.1980 Петришин І.С., Кузь М.В., Гончарук М.І. Вплив температурного фактора навколишнього та робочого середовищ на достовірність обліку газу в комунально-побутовій сфері // Розвідка та розробка нафтових та газових родовищ. - 2002. - № 1. - С.22-26 3 70683 4 вих факторів і збереження заданих характеристик нього середовища та газу, і у процесі обчислень після дії цих факторів. Ці характеристики відобраусувають похибку вимірювань, спричинену вплижають реакцію витратовимірювальної техніки на вом цих параметрів. зміну умов експлуатації, тому один із шляхів заЗадача, що ставилась при створенні винаходу безпечення точності вимірювань та обліку природ- на основі методів математичної статистики шляного газу - це використання функції впливів збухом врахування впливових факторів, а саме, відрюючих зовнішніх факторів як інструмент хилень середньомісячних температур та атмосвведення поправок в результати вимірювань. Для ферних тисків, характерних для конкретних досягнення високої точності вимірювань необхідно географічних точок, в яких проводяться вимірюоптимальним чином узгодити результат вимірювання, привести дійсний об'єм газу, виміряний за вань об'єму лічильником з врахуванням впливових допомогою лічильника при дійсних параметрах факторів зміни умов експлуатації, з подальшим газового потоку в трубопроводі, в об'єм при станобчисленням відкоректованих результатів вимірюдартних параметрах, що забезпечить достовірний вань для отримання достовірного значення об'єму. облік і справедливу оплату спожитого газу. В практичних умовах експлуатації таке узгодження Поставлена задача вирішується тим, що у пов'язане з труднощами, оскільки у більшості споспособі приведення об'єму газу до стандартних живачів уже встановлені лічильники, які в резульумов, що впливає на оцінку значень об'єму за інтаті вимірювань не відображають результат дії формативними параметрами, згідно з винаходом впливових факторів і важко сформулювати загадійсний об'єм газу вимірюють при дійсних парамельні правила визначення об'єму газу із заданою трах газового потоку в газопроводі і за допомогою точністю. багатопараметричної номограми (дальше - ПКГВідомі методи уточнення об'ємів газу, які ґрунномограми) визначають поправковий коефіцієнт, туються на використанні законів фізики газів, де величина якого визначається із врахуванням клідля приведення виміряного реального об'єму газу матичних та географічних факторів, на підставі в об'єм, що відповідає стандартним параметрам, якого обчислюють об'єм газу приведений до станвикористовують відповідні залежності, побудовані дартних умов. на законі газового стану. Такими методами є споАвторами були проведені теоретичні та експесіб уточнення об'єму при змінній температурі і фікриментальні дослідження впливу температури та сованих значеннях абсолютного тиску і коефіцієнтиску на достовірність обліку газу в комунальнота стиснення. Метод використовують у побутовій сфері на підставі яких були розроблені вимірювальних системах з регуляторами, розраПКГ- номограми для визначення поправочних кохованих на невеликі об'єми і низький тиск. Другий ефіцієнтів до показів лічильників з метою привеметод побудовано на цьому ж принципі - це метод дення виміряного при дійсних параметрах потоку уточнення об'єму, при змінних тиску і температурі і об'єму газу в об'єм при стандартних умовах. фіксованому коефіцієнту стисливості газу. Ці меЗа фізичним змістом поправковий коефіцієнт тоди побудовані на визначенні об'єму при деяких враховує зміну середньомісячних температур в змінних параметрах, що впливають на фізичний даному регіоні та атмосферних тисків, характерстан газу, при фіксованих значеннях інших. Цей них для конкретних точок вимірювань в залежності метод також не дозволяє отримати достовірне від висоти розташування над рівнем моря, оскільзначення спожитого газу, оскільки не враховує ки атмосферний тиск зменшується із збільшенням додаткові похибки змін фізичного стану газу в зависоти розташування точки вимірювань, що прилежності від кліматичних та географічних факторів водить до адекватного зменшення абсолютного [1]. тиску, а відтак і густини спожитого газу і, як насліНайбільш близьким до запропонованого сподок, обліковане лічильником газу значення пересобу по функціональному призначенню відомий вищує приведене, що вносить у процес вимірюнепрямий метод уточнення об'єму природного газу вання додаткову похибку, яка враховується у математично-розрахунковим шляхом, який поляпоправочному коефіцієнті. гає в тому, що лічильником вимірюють об'єм газу Температура атмосферного повітря також міза даної температури та абсолютного робочого няється з висотою, що вносить додаткову темпетиску газу. Обчислення здійснюють із врахуванням ратурну похибку. Таким чином, виміряний лічильстандартних параметрів тиску і температури. Одником об'єм відрізняється від приведеного на нак цей спосіб трудомісткий і вимагає додаткового величину сумарних похибок, які враховані у попвстановлення у споживачів датчиків тиску і темперавочному коефіцієнті і усуваються при обчисленратури [2]. ні об'єму, приведеного до стандартних умов. На діапазон похибок при визначенні точного В основу винаходу покладена розрахункова об'єму великою мірою впливають атмосферний формула перетворення виміряного дійсного об'єму тиск, який змінюється з висотою розташування в об'єм, що відповідає стандартним умовам. витратоміра над рівнем моря і температура навкоP ТСГ VП Vд д Vд k лишнього середовища та температура газу, а таРС Т д кож точність вимірювання об'єму газу лічильником. де VП - об'єм газу, що відповідає стандартним Тому зменшення діапазонів похибок вимірювання здійснюється з врахуванням цих впливових параумовам; метрів. Вирішення задачі полягає в тому, що враVд - дійсний об'єм газу, виміряний лічильниховують вплив розташування витратомірів над ком рівнем моря, зміну атмосферного тиску відносно Р д - абсолютний тиск газу виміряний в серенормального тиску, зміну температури навколиш 5 70683 6 довищі лічильника фіг.1. Заявлений спосіб здійснюється таким чином. РСГ - абсолютний тиск газу за стандаНа ПКГ - номограмі для даного типорозміру ліртних умов чильника на шкалі температур вибирають темпеТСГ - абсолютна температура газу за стандаратуру робочого середовища (температура повітртних умов ря в приміщенні), середньомісячну температуру навколишнього середовища (атмосферного повітТ д - дійсна абсолютна температура в середоря) та висоту над рівнем моря на шкалі висот навищі лічильника селеного пункту. З'єднавши ці точки лініями, згідно Т д визначається із формул, наведених в роключа до даної номограми, визначають темпеработі [1]. туру газу, тиск та поправковий коефіцієнт до показів лічильника. Помноживши поправковий коефіціkm Dнx k лF Т д Тс (Тнс Тс ) exp єнт на покази лічильника, отримують величину CpQ об'єму газу приведену до стандартних умов. Спосіб ілюструється наступним прикладом. де Tc - температура робочого середовища Приклад 1. (повітря в приміщені, де Лічильник типу МКМ G6 фірми „Premagas" встановлений лічильник газу) встановлений в побутового споживача в м. ІваноTнс - температура атмосферного повітря наФранківську, розташованому на висоті 275м над рівнем моря. Відстань між входом газопроводу в вколишнього середовища приміщення і лічильником, встановленим в приміk m – коефіцієнт теплообміну трубопроводу, щені, 0,5м. Температура повітря навколишнього що знаходиться в тому ж приміщені, що і лічильсередовища -10 С, температура повітря в приміник, довжина якого x - це відстань від точки входу щенні 20 С. Показ лічильника за даний місяць даного газопроводу в приміщення до точки входу 100м3. лічильника k л - коефіцієнт теплообміну лічильниПоправковий коефіцієнт до показів даного ліка газу чильника за номограмою обчислюється наступним Dн – діаметр труби газопроводу чином. Точку А з'єднують лінією з точкою -10 на F - площа поверхні теплообміну в лічильнику шкалі температур Т. Точку В з'єднують лінією з – густина газу точкою 20 на шкалі температур Т. Точку 0,5 на шкалі відстаней х з'єднують лінією з точкою переCp – питома теплоємність газу тину двох попередніх ліній і продовжують до шкаQ - об'ємна витрата газу. ли температур Т, на якій отримують точку, значенСкладовими частинами абсолютного тиску ганя якої відповідає температурі газу в лічильнику. зу, виміряного в середовищі витратоміра є атмосОтриману точку з'єднують з лінією з точкою 275 на ферний Pa і Pн надлишковий на вході шкалі висот над рівнем моря h, яка відповідає вилічильника. соті розміщення м. Івано-Франківська. На перетині Pд=Pа+Pн цієї лінії із шкалою коефіцієнтів К отримують знаРа визначається за формулою, наведеною в чення поправочного коефіцієнта до показів даного роботі [2]. лічильника газу 0,98. Помноживши отримане значення на покази лічильника, отримують значення Mgh Pa P0 exp об'єму газу, приведене до стандартних умов RTнс 98м3. Перелік посилань Р 0 - атмосферний тиск на висоті, прийнятій за 1. Петришин І.С., Кузь M.B., Гончарук M.I. початок відліку, M - молярна маса повітря, g – Вплив температурного фактору навколишнього та прискорення вільного падіння, h - висота розташуробочого середовища на достовірність обліку газу вання точки вимірювань над рівнем моря, r - унів комунально-побутовій сфері // Розвідка та розверсальна газова стала. робка нафтових та газових родовищ. - 2002. - № 1. Суть винаходу пояснюється графіками, де зо- С. 22-26. бражені: 2. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: В 3-х т. - на фіг.1 - залежність поправочного коефіцієT.I: Механика. Молекулярная физика. - М.: Наука. нта k від зміни температури і тиску з врахуванням Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 352с. висоти розташування над рівнем моря; - на фіг.2 - ключ до користування графіками 7 Комп’ютерна верстка M. Клюкін 70683 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601