Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу

Реферат: Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу містить корпус, в якому розміщено систему під'єднання до об'єктів обліку газу через вхідний і вихідний патрубки, вхідну засувку, фільтр, пряму ділянку трубопровода, оснащену місцем для підключення засобів контролю, та систему керування. Корпус виконаний у вигляді термозахисного звукоізольованого мобільного контейнера, оснащеного системами забезпечення, і включає засоби контролю загазованості, пожежогасіння та інші контрольно-вимірювальні прилади контролю безпеки та промислової санітарії, система підключення до об'єкту обліку газу оснащена еталонними і повірочною калібрувальною трубопровідними лініями та під'єднувальним газопроводом до існуючого вихідного газопроводу об'єкта обліку газу, система керування установки обладнана автоматизованим робочим місцем оператора. UA 95885 U (12) UA 95885 U UA 95885 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вимірювальної техніки та метрології, зокрема до установок для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу як за місцем розташування без демонтажу обладнання, так і демонтованих лічильників та витратомірів на реальному газі в діапазоні робочих об'ємів, тиску і температури з урахуванням хімічного складу газу в режимі реального часу. З погляду на те, що облік витрат газу має особливо важливе значення і з метою забезпечення необхідної точності визначення метрологічних характеристик лічильників газу різних типів, повірка і калібрування яких на даний момент виконується лише на стаціонарних повірочних стендах на повітрі під атмосферним тиском, а повірка та калібрування лічильників різного типу на реальному газі в діапазоні робочого тиску в Україні не проводиться як за місцем розташування, так і на стаціонарних стендах, вказане технічне рішення корисної моделі мобільної установки для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу, що заявляється, набуває гострої актуальності у вирішенні цієї проблеми. Відомий пристрій для експрес-контролю лічильників газу (патент України на корисну модель № 507, G01F 1/00, Бюл. № 4, 2000 р.) містить корпус, в якому розміщено систему під'єднання через вхідний і вихідний патрубки до об'єкта перевірки, на якій розміщено вхідну засувку, фільтр і контрольний лічильник, та електронний блок керування. Крім того, в корпусі пристрою додатково розміщено насосний агрегат з електродвигуном і кульовий клапан, при цьому електронний блок керування з'єднаний з електродвигуном насосного агрегату, на вході якого стоїть повітряний фільтр, а зверху нагнітальної порожнини насосного агрегату встановлено кульовий клапан та пробковий кран і вихідний патрубок, з'єднаний з манометром. Пристрій використовують для здійснення контролю працездатності побутових лічильників. Перед перевіркою лічильник необхідно демонтувати від газорозподільної мережі, а сам пристрій підключити до зовнішнього джерела живлення від електромережі, що є не завжди доступним. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі і прийнятий за прототип є відомий мобільний комплекс для експрес-контролю і технічної перевірки стаціонарного вузла обліку газу (патент України на корисну модель № UA 40259, дата публікації 25.03.2009, Бюл. № 6, 2009), що містить корпус, в якому розміщено систему під'єднання до об'єкта перевірки через вхідний і вихідний патрубки з засувками, фільтром і контрольним лічильником. Система під'єднана до стаціонарного вузла обліку газу і обладнана додатковим контрольним лічильником іншого типорозміру і двоканальним коректором об'єму газу, що виконана у вигляді трубопроводу з послідовним розміщенням вхідної/вихідної засувки, фільтра, прямої ділянки та двох контрольних лічильників різних типорозмірів, причому пряма ділянка трубопроводу обладнана місцями підключення перетворювача тиску і температури і включає електронний блок керування. Даний комплекс забезпечує проведення перевірки або експресконтролю вузла обліку газу на лічильниках лише в малих діапазонах витрат (від G 10 до G 65), при цьому газ, що проходить через стенд стравлюється в повітря, що забруднює атмосферу і потребує додаткових вибухозахисних та протипожежних заходів. Вказаний комплекс за своїми технічними характеристиками може використовуватися як повірочний або калібрувальний пристрій в обмежених можливостях і тільки для одного типу лічильників, потребує додаткових засобів для його установки на місці використання і забезпечує лише фіксацію стану приладу відносно його працездатності «придатний - непридатний». Задачею корисної моделі, що заявляється, є розробка нової мобільної установки універсального призначення для повірки та калібрування як демонтованих лічильників газу різного типу, так і за місцем їх розташування, що призначені для комерційного обліку газу, без демонтажу в умовах експлуатації при реальних фізико-хімічних показниках газу, таких як тиск, температура, хімічний склад, витрата в реальному часі, що дає змогу точно виявити похибку вимірювання в реальних умовах і мінімізувати час та вартість проведення повірки або калібрування, а також зменшити витрати газу при проведенні зазначених робіт і отримати в автоматичному режимі достовірні результати вимірювань у ізольованому від впливу зовнішніх факторів середовищі, в тому числі за рахунок утримання самих повірочних та еталонних приладів в еталонному стані та уникнути викид газу і негативних наслідків викиду його в атмосферу. Слід зазначити, що корисна модель, що заявляється, як додатковий технічний результат, дає також можливість проводити наукові дослідження шляхом порівняння результатів різних методів вимірювання об'єму газу при різних реальних значеннях тиску, температури та хімічному складі газу. Вказані роботи та дослідження на даний час проводяться лише за кордоном. Поставлена задача корисної моделі вирішується тим, що мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу, як і прототип, включає корпус, систему 1 UA 95885 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 під'єднання до об'єкту обліку природного газу, фільтр, вхідну і вихідну засувки, прямі ділянки, контрольні лічильники та систему керування, але на відміну від прототипу, установка розміщена у корпусі, виконаному у вигляді термозахисного звукоізольованого мобільного контейнера з системами забезпечення і який включає засоби контролю загазованості, пожежогасіння та інші контрольно-вимірювальні прилади безпеки та промислової санітарії. Окрім того, установка включає систему обліку газу та його хімічного складу, засоби регулювання витрати газу, систему керування, оснащену автоматизованим робочим місцем оператора. Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу, згідно з корисною моделлю, включає еталонні калібрувальні трубопровідні лінії та повірочну калібрувальну лінію, які розміщені паралельно і оснащені контрольно-регулюючими засобами і знімними прямоточними ділянками та компенсатором довжини в діапазоні можливих варіантів і розмірів газопроводу та типорозмірів вимірювальних приладів для повірки або калібрування засобів 3 3 обліку в повному діапазоні можливих витрат від 2,5 м /год. до 6000 м /год, з номінальним 2 діаметром трубопроводу 40...300 мм і тиском 3...55 кгс/см . Під'єднувальний газопровід до існуючого вихідного газопроводу оснащено електропровідною засувкою та запобіжним клапаном для попередження зворотного руху робочого газового середовища і скидання надлишкового тиску. Застосування нових конструктивних елементів, нового характеру зв'язку складових запропонованого технічного рішення, зокрема наявність паралельних еталонних калібрувальних та повірочної калібрувальної трубопровідних ліній, оснащених знімними прямоточними ділянками і компенсатором довжини в діапазоні можливих варіантів і розмірів газопроводу та типорозмірів вимірювальних приладів з урахуванням їх номінальних діаметрів, технічне рішення корисної моделі набуває нових ознак і розширює методологічні можливості в області метрологічних засобів забезпечення обліку та вимірювань об'ємів газу при реальних умовах і реальних експлуатаційних показниках тиску, температури та хімічного складу газу. Розміщення станції у термозахисному звукоізольованому мобільному контейнері та оснащення станції вказаними контрольно-вимірювальними засобами та системами створюють оптимальні умови проведення повірки та калібрування об'єктів обліку газу, а обладнання автоматизованої системи керування автоматизованим місцем оператора забезпечує використання новітніх інформаційних технологій в галузі метрологічних вимірювань і їх наукових досліджень. Окрім того, завдяки запропонованому рішенню корисної моделі, мінімізуються витрати газу та часу на проведення повірки та калібрування вузлів та засобів обліку газу і забезпечується можливість отримання достовірних результатів вимірювань в автоматичному режимі і підвищується загальна екологічна безпека проведення таких робіт і навколишнього середовища. Наведене нижче креслення і опис конкретної реалізації мобільної установки для повірки та калібрування вузлів та засобів обліку газу на прикладі еталонних калібрувальних ліній DN 200 та DN 80 представлене лише для ілюстрації заявленої корисної моделі і не обмежує обсяг прав, визначених формулою корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На фігурі зображена функціональна схема мобільної станції для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу на реальному газі і в діапазонах витрат, передбачених методикою повірки лічильників. Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу складається з таких частин і включає: Звукоізольований термозахисний контейнер (1), в якому розміщується технологічне обладнання, а саме: під'єднувальні вхідний (2) та вихідний (26) газопроводи, на яких послідовно розташовані вхідна (3) та вихідна (25) електропривідні засувки, вхідна електропровідна засувка (3) під'єднана до фільтра (4), який з'єднується з регулятором тиску (5) та еталонними калібрувальними лініями DN 200 і DN 80 (6, 12). Еталонна калібрувальна лінія DN 200 (6) обладнана кульовим краном (7) з ручним приводом, що під'єднується до прямоточної вимірювальної дільниці (8) та до еталонного лічильника (9), який через прямоточну дільницю (10) під'єднується до кульового крана з пневмоприводом (11). Еталонна калібрувальна лінія DN 80 (12), яка під'єднана паралельно до лінії 6, обладнана вхідним кульовим краном (13), що під'єднується до прямоточної вимірювальної дільниці (14), який в свою чергу під'єднується до еталонного лічильника (15). Еталонний лічильник (15) через прямоточну дільницю (16) під'єднується до кульового крана з пневмоприводом (17), далі дві паралельні еталонні (калібрувальні) лінії DN 200 та DN 80 (6,12) під'єднуються через набір знімних прямоточних вимірювальних дільниць (18) компенсатора довжини (21) до повіряємого (калібруємого) лічильника (19). 2 UA 95885 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Повірочна калібрувальна лінія (20) через компенсатор довжини (21) послідовно з'єднується з регулятором витрати (22), регулятором тиску (23) та запобіжним клапаном (24), вихідною електропривідною засувкою (25), вихідний газопровід (26) під'єднується до існуючого вихідного газопроводу об'єкта обліку природного газу за допомогою запірно-регулюючих засобів К1, К2 та К3. В контейнері мобільної станції розташовано автоматизоване робоче місце оператора та системи забезпечення мобільної станції, як то: контролю загазованості в приміщенні та пожежогасіння, вентиляції, кондиціювання, обігріву та освітлення, а також інші засоби обліку, контролю, керування та регулювання процесу повірки або калібрування (не вказано). Корисну модель мобільної станції для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу використовують наступним чином: Повірка або калібрування демонтованих лічильників. Лічильник, що повіряється або калібрується (19), за допомогою відповідних знімних прямоточних вимірювальних дільниць (18) та компенсатора довжини (21) монтується на повірочну калібрувальну лінію (20), яка за допомогою під'єднувальних вхідного та вихідного газопроводів (2, 26) під'єднується до діючого об'єкту обліку природного газу, наприклад на ГРС. Газ через під'єднувальний вхідний газопровід (2), вхідну електропривідну засувку (3), фільтр (4), регулятор тиску (5) подається на еталонну лінію DN 200 (6), через кульовий кран (7), прямоточну вимірювальну дільницю (8), еталонний лічильник DN 200 (9), прямоточну дільницю (10), кульовий кран з пневмоприводом (11) або еталонну лінію DN 80 (12), кульовий кран (13), прямоточну вимірювальну дільницю (14), еталонний лічильник DN 80 (15) прямоточну дільницю (16), кульовий кран з пневмоприводом (17), повірочну калібрувальну лінію (20), знімну прямоточну вимірювальну дільницю (18), повірюваний або калібрований лічильник (19), компенсатор довжини (21), регулятор витрати (22), регулятор тиску (23), запобіжний клапан (24) до закритої вихідної електропривідної засувки (25). Перевіряють герметичність з'єднувальних газопроводів та працездатність системи контролю загазованості в приміщенні та пожежогасіння, систему обліку газу, роботу запобіжного клапана (24) та регулятора витрати (22). Після перевірки вказаних систем відкривають вихідну електропривідну засувку (25). Мобільна установка готова до роботи. У комп'ютер автоматизованого робочого місця оператора вводять всі необхідні параметри повірюваного або каліброваного лічильника (ціну імпульсу, діаметр, тиск, діапазон вимірювань типорозмірів тощо). Система автоматично вибирає режим повірки або калібрування встановленого лічильника за допомогою регулятора тиску (5) відповідної еталонної калібрувальної лінії DN 200 (6), через кульовий кран (7), прямоточну вимірювальну дільницю (8), еталонний лічильник DN 200 (9), прямоточну дільницю (10), кульовий кран з пневмоприводом (11) або еталонну лінію DN 80 (12), кульовий кран (13), прямоточну вимірювальну дільницю (14), еталонний лічильник DN 80 (15), прямоточну дільницю (16), кульовий кран і пневмоприводом (17), повірочну калібрувальну лінію (20), знімні прямоточні вимірювальні дільниці (18), повірюваний або калібрований лічильник (19), компенсатор довжини (21), регулятора витрати (22) та регулятора тиску (23), запобіжний клапан (24), відкриту вихідну електропривідну засувку (25) та під'єднувальний вихідний газопровід (26). Регулятором витрати (22) автоматично з робочого місця оператора задаються необхідні для повірюваного або каліброваного лічильника (19) діапазони витрат, відповідно до вимог Методики повірки лічильників, від Q min та Qmax. Об'єм газу, який пройшов з вхідного газопроводу через еталонні калібрувальні лінії (6, 12) та через відповідні еталонні лічильники (9, 15), які регулюються за допомогою кульових кранів з пневмоприводом (11, 17), в діапазоні витрат від Q min до Qmax, та через повірюваний або калібрований лічильник (19), обраховується за допомогою системи обліку газу та подається у вихідний газопровід ГРС. В процесі повірки або калібрування програма в автоматичному режимі з робочого місця оператора порівнює результати вимірювань об'єму газу еталонних лічильників 80 (9, 15) та повірюваного (каліброваного) лічильника (19), обчислює похибку вимірювання і встановлює результат повірки (відповідність або невідповідність) лічильника до подальшої експлуатації. Вплив оператора при проведенні процедури повірки або калібрування неможливий. Повірка або калібрування проводиться в режимі реального часу, з урахуванням хімічного складу газу за допомогою встановленого у контейнері хроматографа. Повірка або калібрування лічильників діючого комерційного вузла обліку газу на реальному газопроводі забезпечується вилученням з калібрувальної лінії (20) дільниць (18) і повірюваного лічильника (19), замість яких монтується необхідна пряма ділянка трубопроводу за допомогою компенсатора довжини (21) та підключенням станції до дільниці існуючого газопроводу з встановленим повірюваним або каліброваним лічильником. Для чого вхідний газопровід (2) підключається до під'єднувального вихідного газопроводу (26), оснащеного засобами запірно 3 UA 95885 U 5 10 15 20 25 30 35 40 регулюючого призначення К1, К2 і К3 діючого вузла обліку газу шляхом регулювання подачі газу вказаного контуру наступним чином: при відкритій засувці (К1) діючого вузла обліку газу, під'єднувальний вхідний газопровід (2) стенду підключається до закритої засувки (К2) та закритої засувки (К3) під'єднувального вихідного газопроводу (26). За допомогою регулятора тиску (5) встановлюють тиск газу рівний тиску, який проходить через діючий вузол обліку газу. Регулятором витрати (22) встановлюється витрата газу, яка проходить через існуючий діючий вузол газу відповідно до реальних витрат газу. Включаємо еталонну калібрувальну лінію DN 200 (6) через кульовий кран (7), прямоточну вимірювальну дільницю (8), еталонний лічильник DN 200 (9), прямоточну дільницю (10), кульовий кран з пневмоприводом (11) або еталонну (калібрувальну) лінію DN 80 (12), через кульовий кран (13), прямоточну вимірювальну дільницю (14), еталонний лічильник DN 80 (15), прямоточну дільницю (16), кульовий кран з пневмоприводом (17), повірочну калібрувальну лінію (20), компенсатор довжини (21), регулятор витрати (22), регулятор тиску (23), запобіжний клапан (24) та закриту вихідну електропривідну засувку (25). Відкриваємо кран (К2), перевіряємо герметичність з'єднань мобільної станції. За допомого програмного забезпечення на автоматизованому робочому місці оператора (27) вводяться відповідні параметри газу (тиск, витрата, діаметр трубопроводу даного вузла обліку газу, тощо), перевіряється працездатність системи контролю загазованості в приміщенні та пожежогасіння. Установка готова до роботи. Відкривають кран (К3) повірюваного або каліброваного лічильника і закривають кран (К1). Газ з діючого вузла обліку газу проходить через відкритий кран (К2), під'єднувальний вхідний газопровід (2), відкриту вхідну електропривідну засувку (3), фільтр газу (4), регулятор тиску (5) надходить на еталонну (калібрувальну) ліню DN 200 (6), відкритий кульовий кран (7), прямоточну вимірювальну дільницю (8), еталонний лічильник DN 200 (9), прямоточну дільницю (10), кульовий крап з пневмоприводом (11) або в залежності від витрати, еталонну лінію DN 80 (12), кульовий кран (13) прямоточну вимірювальну дільницю (14), еталонний лічильник DN 80 (15), прямоточну дільницю (16), кульовий кран з пневмоприводом (17) через калібрувальну лінію (20), компенсатор довжини (21), регулятор витрати (22), регулятор тиску (23), запобіжний клапан (24), відкриту вихідну електропривідну засувку (25), під'єднувальний вихідний трубопровід (26), відкритий кран (К3) подається на діючий вузол обліку газу через усі складові діючого вузла обліку газу (вимірювальний трубопровід, місцеві опори, прямоточні ділянки, звужуючий пристрій, кільцеві камери). Газ в діапазоні вимірювань повірюваного або каліброваного лічильника від Qmin до Qmax, задається за допомогою регулятора витрат (22) в автоматичному режимі з робочого місця оператора. За умови такого варіанту повірки або калібрування можливе виконання порівняння даних каналів температури, тиску, об'ємів з повірюваного або каліброваного вузла обліку газу в робочих умовах та даних еталонних або калібрувальних ліній (6, 12). Отримані дані з еталонних калібрувальних ліній (6, 12) і повірюваного об'єкту обліку газу автоматично аналізуються, обраховується похибка і видається результат на електронних та паперових носіях. Проведення повірки або калібрування з урахуванням всіх складових об'єкта обліку газу в реальних умовах на даний момент в Україні не проводиться, тому корисна модель «Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу», що заявляється, може стати одним із нових напрямків в метрології вимірювань параметрів газу в галузі обліку газу в Україні, а також в наукових дослідженнях. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу, що містить корпус, в якому розміщено систему під'єднання до об'єктів обліку газу через вхідний і вихідний патрубки, вхідну засувку, фільтр, пряму ділянку трубопровода, оснащену місцем для підключення засобів контролю, та систему керування, яка відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді термозахисного звукоізольованого мобільного контейнера, оснащеного системами забезпечення, і включає засоби контролю загазованості, пожежогасіння та інші контрольно-вимірювальні прилади контролю безпеки та промислової санітарії, система підключення до об'єкту обліку газу оснащена еталонними і повірочною калібрувальною трубопровідними лініями та під'єднувальним газопроводом до існуючого вихідного газопроводу об'єкта обліку газу, система керування установки обладнана автоматизованим робочим місцем оператора. 4 UA 95885 U 5 2. Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу за п. 1, яка відрізняється тим, що еталонні та повірочна калібрувальна трубопровідні лінії розміщені паралельно і оснащені контрольно-регулюючими і вимірювальними засобами. 3. Мобільна установка для повірки або калібрування вузлів та засобів обліку газу за п. 1, яка відрізняється тим, що повірочна калібрувальна трубопровідна лінія оснащена знімними ділянками і компенсатором довжини, а під'єднувальний трубопровід до існуючого об'єкту обліку газу включає електропровідну засувку і запобіжний клапан. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5