В статье представлены вихревые и ультразвуковые расходомеры-счетчики газа ИРВИС-УЛЬТРА и ИРВИС-РС4М, а также их модификации. Приборы, выпускаемые казанским предприятием НПП «Ирвис», отличаются высокой точностью измерений, стабильностью характеристик, надежностью и удобством в эксплуатации. Приводятся принципы работы устройств, их характеристики и конструктивные особенности.
ООО НПП «Ирвис», г. Казань
Научно-производственное предприятие «Ирвис» работает в сфере расходометрии с 1990 года и все 30 лет придерживается своего главного принципа: поставлять решения для учета газа только собственной разработки и производства. Коллектив НПП «Ирвис» активно занимается научной деятельностью, изучением пульсирующих потоков и моделированием гидродинамических потоков, публикуя результаты своих исследований в мировых изданиях. Также ООО НПП «Ирвис» ведет просветительскую работу, обучая специалистов компаний-заказчиков правильно применять и обслуживать измерительное оборудование линейки ИРВИС. Только за несколько последних месяцев, несмотря на все сложности, вызванные необходимостью соблюдать противоэпидемические меры, были проведены семинары в Краснодаре, Самаре, Перми и других городах (рис. 1), также компания принимала активное участие в отраслевых выставках.
Рис. 1. Семинар в г. Перми с участием представителей ООО «Газпром межрегионгаз Пермь» и проектных организаций пермского края
Вместе с тем в НПП «Ирвис» постоянно ведутся конструкторские разработки измерительного оборудования, поверочных установок, пунктов учета газа, программного обеспечения и т. д. С основными из этих решений познакомимся в статье.
Расходомеры-счетчики газа ИРВИС
Вихревые и ультразвуковые расходомеры-счетчики газа, выпускаемые НПП «Ирвис» (рис. 2), предназначены для технологического и коммерческого учета неагрессивных горючих и инертных газов, результаты которого могут быть, в частности, положены в основу коммерческих расчетов между потребителем и поставщиком газа. В качестве рабочей среды в устройствах могут использоваться природный и попутный нефтяной газы, водород, водяной пар, азот, воздух, углекислый газ и другие неагрессивные газы.
Рис. 2. Расходомеры-счетчики газа линейки ИРВИС
Приборы применяются в широком спектре областей:
- в системах коммерческого учета природного газа, в общедомовом учете, коттеджных поселках, садовых товариществах, котельных, а также в газорегуляторных пунктах, автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС), промышленных предприятиях и предприятиях сферы услуг, которые потребляют природный газ в диапазоне расходов от 0,12 до 16 000 м3/час в рабочих условиях;
- при коммерческом/технологическом учете воздуха в трубопроводах сжатого воздуха на предприятиях, в том числе в лабораторных установках продувки изделий и ремонтных цехах контроля работоспособности воздушных компрессоров;
- при коммерческом/технологическом учете газовых смесей, например в установках газовой резки, автоматической и полуавтоматической сварки, а также установках упаковки полуфабрикатов;
- в системах коммерческого/технологического учета попутного нефтяного газа на предприятиях нефтедобычи и биогаза на очистных сооружениях.
Для приведения измеренного объема газа к стандартным условиям по ГОСТ-2939 в устройствах используются сигналы от датчиков температуры и давления, встроенных в расходомеры-счетчики.
Ультразвуковой расходомер-счетчик газа ИРВИС-Ультра
Одной из самых представительных серий данного семейства можно назвать ультразвуковые расходомеры-счетчики ИРВИС-Ультра (рис. 3), отличающиеся широким измерительным диапазоном, высокой точностью измерений и наличием функций самодиагностики. Это надежные приборы с отличной помехозащищенностью, стойкие к загрязнениям, нечувствительные к пульсациям потока, а также гидроударам. Кроме того, для обработки ультразвукового сигнала в них применяется математический фильтр собственной разработки НПП «Ирвис», повышающий точность измерений.
Рис. 3. Ультразвуковой расходомер-счетчик газа ИРВИС-Ультра
В основу их принципа действия положен снос звуковой волны проходящего по трубопроводу потока газа. Скорость и соответственно расход газа определяются по времени отклика – как разность времени прохождения импульсов ультразвуковых колебаний по направлению движения потока газа и против него.
Основными достоинствами ультразвукового расходомера-счетчика являются широкий диапазон измерений в базовом исполнении (1:250, 1:400, 1:600); отсутствие необходимости измерения перепада давления; возможность использования на нестационарных потоках; стабильность метрологических характеристик; имитационный способ периодической поверки; повышенная стойкость к загрязнению; отсутствие чувствительности к гидро- и пневмоударам; наличие интеллектуального ПО, обеспечивающего передачу сообщений о нештатных ситуациях и отчетов.
Конструктивно любая модель серии ИРВИС-Ультра состоит из двух основных частей: первичного преобразователя (ПП), а также блока интерфейсов и питания, включающего в свой состав барьер искрозащиты, регистратор информации и жидкокристаллический индикатор с кнопками управления.
Первичный преобразователь – это оптимизирующий поток газа отрезок трубопровода заданной формы, в котором установлены:
- ультразвуковые датчики (первичные преобразователи) расхода;
- датчик (первичный преобразователь) абсолютного давления, термокомпенсированный во всем диапазоне рабочих температур;
- датчик температуры – платиновый термометр сопротивления;
- плата вычислителя.
По трем измеренным сигналам, поступившим от указанных датчиков, в плате вычислителя определяется текущий объемный расход, который приводится к стандартным условиям. Полученные значения накапливаются в энергонезависимой памяти нарастающим итогом, затем информация об измеряемых параметрах и накопленном объеме газа с первичного преобразователя по цифровой линии связи передается в формирующий отчетную ведомость блок интерфейсов и питания (время хранения информации – до 1200 суток). К регистратору возможно подключение до четырех первичных преобразователей, а также двух независимых систем телеметрии (например, поставщика газа и потребителя услуг).
Получить данные с регистратора можно несколькими способами:
- визуально с жидкокристаллического индикатора прибора при оперативном контроле;
- с помощью распечатки принтера, подключенного к стандартному LPT-порту;
- с персонального компьютера, предварительно скопировав информацию на входящую в комплект поставки флеш-карту;
- из АСУ через стандартный цифровой интерфейс RS-232 / RS-485.
Чтобы исключить дополнительную погрешность из-за изменения состава рабочего газа, в ИРВИС-Ультра предусмотрена возможность изменения внесенного в память прибора состава газа. Эта функция защищена от несанкционированного доступа пломбируемым переключателем либо эксклюзивным паролем организации, осуществляющей надзор.
Для визуального (без демонтажа) контроля технического состояния внутренней полости устройства подготовки потока (формирователя потока) может применяться устройство подготовки потока исполнения «Турбулизатор-ЭНДО». При использовании «Турбулизатор-ЭНДО» не требуется осуществлять контроль перепада давления на устройстве подготовки потока (формирователе потока). Схемы врезки прямолинейных участков могут различаться в зависимости от типа и «предыстории» потока, таких как, например, поворот трубопровода, сужение потока и (или) трубопровода, наличие отсечных задвижек, фильтра, местных пережатий и т. д.
Функциональные характеристики ИРВИС-Ультра приведены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики ультразвукового расходомера-счетчика газа ИРВИС-Ультра
Вихревой расходомер-счетчик газа ИРВИС-РС4М
Принцип действия вихревого расходомера-счетчика газа ИРВИС-РС4М основан на использовании термоанемометрического детектора, измеряющего частоту образования вихрей, возникающих в потоке газа при обтекании неподвижного тела (генератор вихрей). В зависимости от модификации прибора фиксация вихрей может выполняться чувствительными элементами двух типов: датчиком пульсаций давления и термоанемометром.
Основными достоинствами вихревого расходомера-счетчика являются широкий диапазон измерений в базовом исполнении (1:150, 1:300, 1:400); отсутствие необходимости измерения перепада давления; возможность использования на нестационарных потоках; стабильность метрологических характеристик; имитационный способ периодической поверки; повышенная стойкость к загрязнению; отсутствие чувствительности к гидро- и пневмоударам; наличие интеллектуального расходомера, обеспечивающего передачу сообщений о нештатных ситуациях и отчетов.
Высокая точность измерений, отсутствие дрейфа нуля и явления «самоход» при эксплуатации ИРВИС-РС4М обеспечиваются с помощью обрабатывающего частотный вихревой сигнал математического фильтра НПП «Ирвис». Высокая стабильность метрологических характеристик счетчика достигается благодаря выносу детекторов вихрей из потока газа в канал перетока, отсутствию подверженных износу подвижных частей, а также самоочищению тела обтекания с помощью срыва вихрей. Повышенная стойкость к загрязнению газа определяется размещением чувствительных элементов детекторов вихрей, расположенных в канале перетока тела обтекания вне потока газа.
Функциональные характеристики ИРВИС-РС4М приведены в табл. 2.
Таблица 2. Функциональные характеристики вихревого расходомера-счетчика газа ИРВИС-РС4М
Вихревой расходомер-счетчик, как и ультразвуковой прибор, состоит из первичного преобразователя и блока интерфейса и питания. Первичный преобразователь расходомера-счетчика ИРВИС-РС4М представляет собой отрезок трубопровода с фланцами, в котором размещены датчики давления и температуры, а также плата вычислителя. Но в данном случае в нем дополнительно размещено тело обтекания в виде цилиндра специальной формы, в затененной части которого выполнен канал перетока (поперек потока газа) с установленным в нем чувствительным элементом детектора вихрей. ИРВИС-РС4М оснащен датчиками давления и температуры, а также специализированным регистратором, аналогичными используемым в ультразвуковом расходомере-счетчике газа ИРВИС-Ультра. Длительность хранения архивных данных ИРВИС-РС4М составляет до 1200 суток.
Для потребителей разработчики компании подготовили несколько модификаций расходомера-счетчика газа ИРВИС:
модификацию полнопроходного исполнения (рис. 4а). Конструкция устройства предусматривает, что все процессы измерения расходов, температуры и давления выполняются внутри цельного корпуса ПП;
модификацию погружного исполнения (рис. 4б). В этом устройстве расходомер имеет погружную конструкцию со шлюзовой камерой, благодаря чему можно выполнять монтаж на трубопроводе и техническое обслуживание, не останавливая поток. При этом датчики температуры и давления расположены непосредственно на измерительном трубопроводе;
модификацию врезного исполнения (рис. 4в), которая предусматривает установку врезной конструкции со шлюзовой камерой, что также обеспечивает выполнение монтажа расходомера и его техническое обслуживание без остановки потока.
Рис. 4. Модификации расходомеров-счетчиков газа ИРВИС: а – полнопроходное исполнение; б – врезное исполнение; в – погружное исполнение
В комплект поставки всех модификаций расходомеров-счетчиков ИРВИС входит монтажный комплект, имитационная катушка расходомера, комплект диспетчеризации, состоящий из флеш-карты, USB-переходника «адаптер ПК» и программного обеспечения «ИРВИС-ТП. Коммерческий отчет» (программа «РиКом»). По заявке заказчика в комплекте могут поставляться: прямолинейные участки, устройство подготовки потока (формирователь потока), токовый интерфейс 0–5 мА и 4–20 мА для использования в автоматических системах управления, «ИРВИС-извещатель» для быстрого и несложного получения информации с удаленного прибора учета газа ИРВИС и автоматического оповещения (в том числе по СМС) персонала о нештатных ситуациях.
Пункты учета газа и поверочные установки
Наряду с различными типами и модификациями расходомеров-счетчиков газа ООО НПП «Ирвис» производит пункты учета газа ИРВИС-ПУГ (рис. 5) на базе собственного оборудования. Это комплексное решение для учета газа в сети газораспределения. В стандартном исполнении пункт учета представляет собой металлический шкаф с размещенной в нем системой трубопроводов, фильтрующим устройством и прибором учета газа – расходомером-счетчиком линейки ИРВИС.
Рис. 5. Пункт учета газа ИРВИС-ПУГ
В сертифицированных лабораториях на территории России и за ее пределами работают поверочные газодинамические установки ИРВИС-УПГ-М производства ООО НПП «Ирвис», предназначенные для поверки и калибровки бытовых, промышленных счетчиков и расходомеров. Поверка осуществляется с помощью разработанного в компании ПО ИРВИС-УПГ. Благодаря сменным соплам, используемым в поверочной установке, достигается широкий диапазон и высокая точность измерений.
В эксплуатирующих организациях, на многих предприятиях и в лабораториях хорошо известна продукция этой высоконаучной конструкторско-производственной и внедренческой компании, ее оборудование для решения стандартных и нестандартных высокотехнологичных задач.
Опубликовано_в журнале ИСУП № 6(96)_2021
ООО НПП «Ирвис», г. Казань,
тел.: +7 (843) 212-5629,
e-mail: 1@gorgaz.ru,
сайт: gorgaz.ru
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")