Журнал «ИСУП» (Информатизация и системы управления в промышленности)
КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Коммерческий и технологический учет газов: расходомеры-счетчики от НПП «Ирвис»

Shapka.jpg

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

Irvis.png

скачать pdf >>

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.

Ris_1.jpg

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.

Ris_2.jpg

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.

Ris_3.jpg

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

Tab_1.png


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

Tab_2.png

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.

Ris_4.png

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.

Ris_5.jpg

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



Преобразователь протоколов на базе iRZ R2
Прием Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/103/104/
Передача Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/104
Акция 19800 за первые 30 конверторов
www.cea-energo.ru