Průtokoměr plynové turbíny: Jak to funguje, specifikace a průvodce výběrem

A průtokoměr plynové turbíny měří objemový průtok plynu zjišťováním rychlosti otáčení rotoru turbíny umístěného v proudu proudu. Jak plyn prochází tělem měřiče, působí silou na šikmé lopatky rotoru, což způsobuje, že se otáčí rychlostí přímo úměrnou rychlosti plynu. Pro čisté, suché plyny ve vysokorychlostních potrubích, kde jsou prioritou přesnost, široký převodový poměr a kompaktní instalace, je průtokoměr s plynovou turbínou jednou z nejspolehlivějších a osvědčených dostupných měřicích technologií. Je to nástroj volby pro přepravu zemního plynu, měření průmyslového procesního plynu, měření stlačeného vzduchu a přidělování palivových plynů v energetických a petrochemických zařízeních. Pochopení toho, jak to funguje, jaké specifikace řídí výběr, kde funguje nejlépe a jaká jsou jeho omezení, dává inženýrům a týmům nákupu základ pro správnou specifikaci tohoto přístroje a získávání jeho plné měřicí schopnosti.

Princip činnosti průtokoměru plynové turbíny

Princip činnosti průtokoměru s plynovou turbínou je založen na přenosu kinetické energie z pohybujícího se proudu plynu na mechanický rotor. Rotor je namontován na hřídeli uvnitř tělesa měřiče, přičemž jeho osa je zarovnána se směrem toku. Listy rotoru jsou nastaveny pod pevným úhlem šroubovice, typicky mezi 30 a 45 stupňů k ose proudění, takže plyn dopadající na lopatky vytváří krouticí moment, který způsobuje roztočení rotoru. Při ustáleném proudění rotor dosáhne úhlové rychlosti, při které hnací moment plynu vyrovnává zpomalovací momenty z tření ložisek, magnetický odpor ze snímače snímání a odpor tekutiny na površích lopatek. V této rovnováze je rychlost rotoru téměř úměrná rychlosti plynu v širokém rozsahu průtoků.

K faktor a jeho role v měření

Vztah mezi rotační frekvencí rotoru a objemovým průtokem je vyjádřen faktorem měřiče, běžně nazývaným faktor K. Faktor K je definován jako počet pulzů generovaných na jednotku objemu plynu, který projde měřidlem, typicky vyjádřený jako pulzy na metr krychlový nebo pulzy na litr. U dobře vyrobeného průtokoměru s plynovou turbínou je faktor K stabilní a lineární v celém specifikovaném rozsahu průtoku měřiče, díky čemuž je přístroj vhodný pro aplikace s vysokou přesností. Faktor K se zjišťuje při kalibraci na certifikovaném průtokovém kalibračním zařízení a je uveden na kalibračním certifikátu měřidla. Typický průtokoměr plynové turbíny udržuje linearitu faktoru K v rozmezí plus nebo mínus 0,5 až 1,0 % v celém uvedeném rozsahu průtoku , přičemž některé vysoce přesné měřiče dosahují plus minus 0,25 % nebo lepší v části svého rozsahu.

Metody detekce signálu

Otáčení rotoru turbíny musí být převedeno na elektrický signál bez mechanického kontaktu, který by zaváděl tření a opotřebení. V komerčních průtokoměrech s plynovou turbínou se používají tři metody detekce:

• Magnetický snímač s proměnnou reluktancí : Permanentní magnet zapuštěný v sestavě cívky namontované v těle měřiče generuje napěťový impuls pokaždé, když pod ním projde hrot listu rotoru, protože hrot listu změní magnetickou reluktanci obvodu. Tato metoda nevyžaduje žádné externí napájení, generuje signál s vlastním napájením a je vysoce spolehlivá. Je to standardní detekční metoda pro většinu průtokoměrů plynových turbín v průmyslových a užitkových aplikacích.
• Hallův senzor : Magneticky aktivované polovodičové zařízení detekuje průchod hrotů lopatek pomocí Hallova jevu. Snímače s Hallovým efektem vyžadují malý napájecí zdroj, ale poskytují čistší okraje signálu při nízkých otáčkách rotoru, čímž rozšiřují možnosti měření nízkého průtoku měřiče nad rámec toho, čeho mohou snímače s proměnnou reluktancí dosáhnout. Používá se v aplikacích, kde je kritická přesnost nízkého průtoku.
• RF (radiofrekvenční) kapacitní snímač : Vysokofrekvenční oscilátor detekuje změnu kapacity, když každý list rotoru prochází kolem čela snímače. Tato bezkontaktní metoda poskytuje velmi přesné počítání lopatek při nízkých i vysokých rychlostech a používá se v některých přesných a kusových přenosových měřičích, kde je vyžadován co nejširší lineární rozsah.

Klíčové specifikace a co znamenají v praxi

Správná specifikace průtokoměru s plynovou turbínou vyžaduje pochopení skutečného významu každé výkonové specifikace a toho, jak se promítá do kvality měření v konkrétní aplikaci. Výrobci používají konzistentní terminologii, ale praktické důsledky jsou někdy zastřeny marketingovým jazykem.

Rozsah průtoku a poměr útlumu

Rozsah průtoku průtokoměru s plynovou turbínou je definován jako rozpětí mezi minimálním průtokem, při kterém platí uvedená přesnost (Qmin) a maximálním trvalým průtokem (Qmax). Poměr těchto dvou hodnot je poměr ztlumení. Většina komerčních průtokoměrů s plynovou turbínou dosahuje útlumových poměrů 10:1 až 20:1 , přičemž některé přesné modely dosahují 30:1 nebo vyšší pomocí pokročilé konstrukce rotorových ložisek a Hallova efektu nebo RF snímacích systémů. Poměr tlumení 20:1 znamená, že měřič dimenzovaný na měření maximálního průtoku 200 m³/h bude také přesně měřit průtoky až do 10 m³/h v rámci své stanovené přesnosti. Tento široký rozsah je jednou z primárních konkurenčních výhod turbínového průtokoměru oproti zařízením s diferenčním tlakem, která obvykle poskytují pouze útlum 3:1 až 5:1, než ztratí přijatelnou přesnost při nízkých průtokech.

Přesnost a opakovatelnost

Přesnost průtokoměrů s plynovou turbínou se obvykle udává jako procento odečtu (procento rychlosti) spíše než procento plného rozsahu. Tento rozdíl je důležitý: měřidlo s přesností plus nebo mínus 1,0 % udržuje tuto chybu v celém rozsahu průtoku, zatímco měřič s přesností plus nebo mínus 1,0 % plného rozsahu má mnohem větší relativní chybu při nízkých průtokech. Pro žádosti o převod opatrovnictví, OIML R137 a AGA-7 (Zpráva Americké plynárenské asociace č. 7) specifikují, že měřiče s přenosovou turbínou pro úschovu musí dosahovat přesnosti plus nebo mínus 1,0 % odečtu. v celém rozsahu průtoku, přičemž nejvýkonnější měřiče dosahují plus minus 0,5 % nebo lepší. Opakovatelnost, která popisuje schopnost měřiče produkovat stejné údaje pro stejné podmínky průtoku při opakovaných měřeních, je obvykle lepší než přesnost, často plus nebo minus 0,1 až 0,2 % u kvalitních turbínových měřičů. Vysoká opakovatelnost je nezbytná pro prokazování (ověření výkonu měřiče v terénu pomocí hlavního měřiče) a pro aplikace, kde je primárním požadavkem spíše konzistence průtoku než absolutní přesnost.

Hodnoty tlaku a teploty

Těleso a vnitřní části měřiče musí odolat maximálnímu provoznímu tlaku a teplotě aplikace bez konstrukčního selhání nebo rozměrových změn, které by změnily faktor K. Průtokoměry s plynovou turbínou pro provoz na zemní plyn jsou obvykle k dispozici v tlakových jmenovitých hodnotách PN16, PN25, PN40 a třída 150/300/600 podle ASME B16.5, pokrývající tlaky v potrubí od atmosférického až po více než 100 barů v některých konfiguracích. Teplotní jmenovité hodnoty pro standardní průmyslové modely se pohybují od přibližně minus 20 až plus 60 stupňů Celsia pro elektroniku a od mínus 40 do plus 120 stupňů Celsia pro mechanické tělo ve variantách pro vysokoteplotní provoz. Kryogenní provozní měřiče pro měření par zkapalněného zemního plynu (LNG) dosahují až mínus 196 stupňů Celsia pomocí těles z nerezové oceli a speciálně vybraných materiálů ložisek a rotorů.

Rozsah velikostí potrubí

Průtokoměry s plynovou turbínou jsou vyráběny ve standardních velikostech linek od cca 15 mm (0,5 palce) až 600 mm (24 palců) jmenovité vrtání, s provedením plátkových těles pro menší velikosti a přírubovými tělesy s plným vrtáním pro větší jmenovité průměry. Výběr velikosti měřiče nemusí být nutně stejný jako jmenovitý průměr potrubí: turbínové měřiče by měly být dimenzovány tak, aby normální provozní průtok spadal do horní poloviny udávaného rozsahu průtoku měřiče, kde je linearita nejlepší, spíše než na maximální průtok nebo blízko něj, což představuje riziko překročení jmenovitého trvalého provozu a zrychlení opotřebení ložisek.

Aplikace Kde průtokoměry plynových turbín Excel

Průtokoměry s plynovou turbínou jsou v komerční výrobě od 50. let 20. století a nashromáždily dlouhou historii v různých průmyslových odvětvích. Jejich kombinace přesnosti, dosahu a relativně kompaktního půdorysu z nich dělá preferovanou volbu v následujících kategoriích aplikací.

Převod úschovy zemního plynu a fiskální měření

Nejvýznamnější aplikací průtokoměrů s plynovou turbínou v celosvětovém měřítku je přeprava zemního plynu do úschovy mezi výrobci, přepravními společnostmi, distribučními společnostmi a velkými průmyslovými spotřebiteli. Na skladových měřicích stanicích se výstup měřidla používá přímo k výpočtu peněžní hodnoty převáděného plynu, takže přesnost a návaznost na národní standardy měření jsou povinné. AGA-7 je průmyslový standard upravující konstrukci, výkon a instalaci turbínových průtokoměrů pro přepravu zemního plynu v Severní Americe. ISO 9951 pokrývá stejnou aplikaci mezinárodně. Tyto normy specifikují návaznost kalibrace, rozpočty nejistot, požadavky na instalaci a postupy prokazování, které tvoří smluvní základ pro přesné účtování mezi obchodními partnery s plynem.

Typická přenosová instalace používá dva nebo tři turbínové měřiče paralelně s automatickým přepínáním proudů a vyhrazeným měřicím přístrojem pro ověření kalibrace v provozu. Ověřovač umožňuje kontrolu faktoru K oproti certifikovanému objemovému standardu bez vyřazení měřiče z provozu, čímž je zajištěno, že jakýkoli posun ve výkonu měřiče bude detekován a opraven dříve, než bude mít za následek významnou chybu měření, která by vyžadovala finanční vyrovnání mezi stranami.

Měření průmyslových procesních plynů

V chemické, petrochemické a farmaceutické výrobě měří průtokoměry plynových turbín dusík, kyslík, vodík, argon, oxid uhličitý a plyny ze smíšených procesů v potrubních systémech obsluhujících reaktory, výměníky tepla, systémy čištění a krycí systémy. Jejich schopnost zpracovávat vysokotlaké čisté plyny a jejich kompaktní rozměry je činí praktickými tam, kde je prostor omezen stávajícím uspořádáním potrubí. V systémech řízení hořáků pro průmyslové pece a kotle poskytují turbínové měřiče průtokový signál používaný k výpočtu poměrů vzduchu a paliva, které jsou optimalizovány pro účinnost spalování a dodržování emisí.

Systémy stlačeného vzduchu a přístrojového plynu

Stlačený vzduch je jedním z energeticky nejnáročnějších utilit ve výrobě a průtokoměry plynových turbín instalované v rozvodech stlačeného vzduchu umožňují energetickým manažerům kvantifikovat spotřebu podle výrobních oblastí, identifikovat úniky a porovnávat zlepšení energetické účinnosti. Měřič měří skutečný objem při tlaku a teplotě v potrubí a v kombinaci s převodníkem tlaku a teploty a počítačem průtoku poskytuje korigovaný objemový průtok ve standardních krychlových metrech za hodinu nebo standardních krychlových stopách za minutu, který představuje skutečné množství spotřebovaného vzduchu bez ohledu na kolísání tlaku v systému během období špičky.

Měření palivového plynu pro výrobu energie

Plynové elektrárny používají turbínové průtokoměry k měření dodávky palivového plynu do každé plynové turbíny a kotle. Přesné měření paliva je vyžadováno pro výpočet rychlosti tepla, monitorování účinnosti a vykazování emisí za podmínek povolení k ochraně životního prostředí. Měření průtoku z turbínového měřiče v kombinaci s analýzou plynu z chromatografu umožňuje výpočet energetického obsahu plynu spotřebovaného za hodinu, což přímo určuje tepelnou účinnost zařízení a náklady na palivo na megawatthodinu výroby. Jednoprocentní chyba v měření palivového plynu v 400 MW zařízení s kombinovaným cyklem spotřebovávajícím přibližně 70 000 m³/h zemního plynu představuje fakturační chybu odpovídající stovkám tisíc dolarů ročně za typické ceny plynu, což vysvětluje investici do vysoce kvalitních turbínových měřidel pro provoz v zařízeních na výrobu energie.

Omezení a aplikace, kde turbínové měřiče nejsou nejlepší volbou

Závislost průtokoměru s plynovou turbínou na mechanické rotaci znamená, že má v určitých provozních podmínkách svá vlastní omezení, která musí být poctivě posouzena při porovnání s alternativními technologiemi pro konkrétní aplikaci.

Špinavé, mokré nebo korozivní plyny

Průtokoměry s plynovou turbínou ke spolehlivé funkci vyžadují čistý, suchý plyn. Kontaminace částicemi z potrubí, stavebních úlomků nebo procesního přenosu poškozuje lopatky rotoru a povrchy ložisek, což způsobuje progresivní posun faktoru K a případné mechanické selhání. Stržené kapaliny způsobují podobné poškození a mohou způsobit náhlé posuny faktoru K, když kapaliny procházejí měřidlem. Komponenty korozivních plynů včetně sirovodíku, chlóru a kyselých sloučenin napadají materiály ložisek a mohou způsobit zadření rotoru, pokud smáčené materiály nejsou speciálně vybrány pro odolnost proti korozi. Před specifikací turbínového měřiče v jakékoli plynárenské službě musí být potvrzeno složení plynu včetně potenciálních nečistot jako kompatibilní s materiálem rotoru měřidla, materiálem hřídele a typem ložiska. Plyn, který nelze zaručit čistý a suchý na vstupu měřiče, by měl být měřen technologií bez pohyblivých částí, jako je ultrazvukový měřič nebo vírový měřič.

Pulzující tok

Pístové kompresory a objemová čerpadla vytvářejí tlakové pulsace ve výstupním potrubí, které způsobují periodické zrychlování a zpomalování proudu plynu. Rotor turbíny díky své setrvačnosti a geometrii úhlu lopatek reaguje na pulzující proudění přeregistrováním: zrychluje se, když se rychlost plynu zvyšuje, a zpomaluje pomaleji, když rychlost klesá, čímž vzniká systematická kladná chyba měření. V silně pulzujících podmínkách může tato chyba dosáhnout 5 až 10 % nebo více , což je zcela nepřijatelné pro účely převodu do úschovy nebo řízení procesu. Tlumiče pulzací instalované před měřičem nebo výběr ultrazvukového měřiče, který nemá pohybující se rotor náchylný k inerciálním účinkům, představují možnosti nápravy prostředí s pulsujícím prouděním.

Velmi nízké průtoky a nízká Reynoldsova čísla

Pod specifikací Qmin turbínového měřiče se tření ložisek a odporové síly stávají významnými vzhledem k hnací síle z proudu plynu, což způsobuje zpomalení rotoru pod rychlost úměrnou rychlosti proudění. Faktor K se odchyluje od své kalibrované hodnoty a chyba měření se rychle zvyšuje. Aplikace, kde průtok pravidelně klesá pod 10 % Qmax po delší dobu, jsou špatně obsluhovány turbínovými měřidly. Tepelné hmotnostní průtokoměry nebo Coriolisovy měřiče jsou vhodnější pro měření plynů s nízkým průtokem, kde není trvale dosažitelný minimální práh průtoku turbínového měřiče.

Požadavky na instalaci pro přesné měření

Průtokoměry s plynovou turbínou jsou citlivé na rychlostní profil plynu na jejich vstupu. Plně vyvinutý symetrický rychlostní profil bez víření vstupující do měřiče zajišťuje, že rotor reaguje rovnoměrně napříč všemi segmenty lopatky a že faktor K odpovídá kalibrované hodnotě. Narušené profily způsobené předřazenými potrubními armaturami vytvářejí asymetrické nebo vířivé proudění, které posouvá efektivní faktor K a zavádí systematickou chybu měření, kterou nelze plně opravit žádným elektronickým nastavením.

Požadavky na přímé vedení potrubí

Minimální požadované přímé vedení potrubí před a za průtokoměrem plynové turbíny závisí na typu a závažnosti poruchy před prouděním. AGA-7 poskytuje konkrétní návod pro běžné konfigurace potrubí:

Tam, kde nelze dosáhnout požadované délky přímého potrubí kvůli prostorovým omezením potrubí, může kondicionér průtoku instalovaný před měřičem významně snížit požadovaný přímý průběh tím, že rozruší víření a přerozdělí deformace profilu rychlosti. Kondicionéry průtoku vyhovující doporučením ISO 17089 nebo dodatku AGA-7 snižují požadavek na předřazený systém na přibližně 10D po kondicionéru ve většině konfigurací potrubí za cenu malého trvalého poklesu tlaku na prvku kondicionéru.

Orientace a montážní poloha

Průtokoměry s plynovou turbínou lze instalovat v libovolné orientaci potrubí včetně vodorovného, svislého vzestupného a svislého sestupného průtoku za předpokladu, že je průtokoměr pro tuto orientaci navržen. Horizontální instalace je nejběžnější a obecně preferovaná, protože zamezuje možnosti hromadění kapaliny na vstupu měřiče, ke kterému může dojít při vertikálním toku směřujícím dolů v plynových potrubích, které nesou stopy kondenzátu. Je-li požadována vertikální instalace, dává se přednost proudění směrem nahoru před prouděním směrem dolů, aby se zajistilo, že jakákoli přítomná kapalina bude odtékat z rotoru spíše než se shromažďovat na špičkách lopatek. Elektroměr musí být instalován na místě přístupném pro údržbu a kontrolu bez nutnosti lešení nebo dočasné izolace potrubí, které by přerušilo provoz.

Korekce objemu a kompenzace teploty a tlaku

Průtokoměr plynové turbíny měří skutečný objem plynu procházejícího měřidlem za podmínek tlaku a teploty v potrubí. Ve většině komerčních a průmyslových aplikací není sledovaným množstvím skutečný objem za podmínek linky, ale standardní objem nebo hmotnost korigovaná na referenční podmínky, typicky 0 stupňů Celsia a 101,325 kPa (standardní kubické metry) nebo 15 stupňů Celsia a 101,325 kPa v závislosti na příslušné smlouvě nebo regulační normě.

Role počítače Flow

Počítač průtoku přijímá pulzní signál z turbínového měřiče spolu se signály tlaku a teploty z vysílačů instalovaných na měřidle nebo v jeho blízkosti a aplikuje stavovou rovnici skutečného plynu pro výpočet korigovaného objemového nebo hmotnostního průtoku v reálném čase. Faktor stlačitelnosti plynu Z, který odpovídá za odchylku chování skutečného plynu od chování ideálního plynu při zvýšených tlacích, musí být vypočten z rovnice složení plynu, jako je AGA-8 (pro zemní plyn), aby se dosáhlo přesnosti požadované pro fiskální měření. Při tlaku v potrubí 70 barů může být faktor stlačitelnosti zemního plynu přibližně 0,85, což znamená, že skutečný objem za podmínek v potrubí je pouze 85 % objemu, který by předpovídaly výpočty ideálního plynu. a zanedbání stlačitelnosti by zavedlo 15% systematickou chybu do každého výpočtu dávkování při tomto tlaku. Přesná implementace AGA-8 nebo ekvivalentní stavové rovnice pomocí počítače průtoku je proto pro celkovou přesnost systému stejně důležitá jako kvalita kalibrace samotného turbínového měřiče.

Integrace měření energie

U aplikací zemního plynu, kde je obchodní transakce založena spíše na energetickém obsahu než na objemu, rozšíří počítač průtoku svůj výpočet na tok energie vynásobením standardního objemového průtoku výhřevností plynu. Výhřevnost je odvozena z analýzy složení plynovou chromatografií buď na samotné měřicí stanici nebo z reprezentativní hodnoty dohodnuté mezi stranami. Řetězec měření energie od impulsu turbínového měřiče přes objemovou korekci až po výpočet energie je základní funkcí fiskálního měřicího systému a je během uvádění do provozu a v následných intervalech prokazování auditován podle národních měřících norem.

Údržba a životnost ložisek

Primárním požadavkem na údržbu průtokoměru s plynovou turbínou je systém uložení rotoru. Rotor se během provozu nepřetržitě otáčí vysokou rychlostí a ložiska, která podpírají hřídel rotoru, podléhají opotřebení, které nakonec vyžaduje výměnu. Rychlost opotřebení ložisek určuje interval údržby měřiče a stabilitu faktoru K v čase, díky čemuž je kvalita ložisek jedním z nejdůležitějších konstrukčních parametrů vysoce spolehlivého průtokoměru s plynovou turbínou.

Typy ložisek a jejich životnost

V komerčních průtokoměrech s plynovou turbínou se používají tři typy ložisek, každý s odlišnými charakteristikami výkonu a životnosti:

• Pouzdro (kulisová) ložiska : Hydrodynamická ložiska, ve kterých tenký film plynu nebo maziva nese hřídel rotoru. V provozu na čistý suchý plyn zajišťuje mazání samotný procesní plyn, čímž se eliminuje potřeba externího přívodu maziva a zabraňuje se kontaminaci proudu plynu. Kluzná ložiska v provozu na čistý zemní plyn mohou dosáhnout životnosti pět až deset let nebo více než bude vyžadovat výměnu.
• Kuličková ložiska : Valivá ložiska poskytují nízké tření při startu a nízké průtoky, čímž rozšiřují užitečný rozsah měřiče směrem k nižším rychlostem proudění, než jaké mohou unést pouzdrová ložiska. Kuličková ložiska však vyžadují mazání, které musí být dodáváno buď ze samostatného zásobníku maziva v těle měřiče, nebo z mazací mlhy v procesním plynu, a jsou náchylnější k poškození znečištěním než kluzná ložiska v aplikacích se znečištěným plynem.
• Keramická ložiska : Keramická ložiska zirkonia nebo karbidu křemíku nabízejí vynikající odolnost proti opotřebení, chemickou inertnost a schopnost pracovat bez mazání v prostředí s korozivním nebo suchým plynem, kde by konvenční kovová ložiska trpěla rychlým opotřebením nebo korozí. Keramická ložiska jsou stále více specifikována pro aplikace s kyselým plynem (obsahujícím sirovodík) a korozivním plynem.

Sledování stavu a prediktivní údržba

Moderní konstrukce průtokoměrů s plynovou turbínou zahrnují konfiguraci se dvěma rotory nebo dvěma sběrači, která poskytuje prostředky pro detekci degradace ložisek nebo poškození rotoru v provozu, aniž by bylo nutné měřič vyjímat za účelem kontroly. U dvourotorového elektroměru jsou dva rotory umístěny v sérii v těle elektroměru. Za normálních podmínek se oba rotory točí rychlostí určovanou prouděním plynu a poměr jejich rychlostí je dán úhly jejich lopatek. Když opotřebení ložisek nebo poškození rotoru začne ovlivňovat jeden rotor odlišně od druhého, změní se poměr jejich rychlostí otáčení, což poskytuje diagnostický signál, který signalizuje rozvíjející se mechanické problémy předtím, než je přesnost měření výrazně narušena. Tato schopnost prediktivní údržby umožňuje operátorům plánovat výměnu ložisek během plánovaných odstávek údržby namísto reagování na události selhání měřiče. , což může při přepravě do úschovy vyvolat nákladné procedury výměny měřidel a potenciální fakturační spory.

Kalibrace, prokazování a sledovatelnost

Přesnost průtokoměru s plynovou turbínou používaného při přepravě nebo fiskálním měření je pouze tak dobrá, jak dobrá je kalibrace, která stanovila jeho křivku faktoru K a zkušební program, který ověřuje faktor K, zůstává stabilní po celou dobu provozu. Kalibrace a zkoušení jsou samostatné, ale vzájemně se doplňující činnosti, které společně poskytují metrologickou návaznost požadovanou pro právně vymahatelné obchodní transakce.

Tovární kalibrace

Tovární kalibrace se provádí na průtokovém kalibračním zařízení s použitím referenčního média, typicky vzduchu nebo zemního plynu, s návazným hlavním měřičem nebo objemovým standardem jako referenční. Kalibrace stanoví faktor K při více průtokových rychlostech v celém rozsahu měřiče, čímž se vytvoří kalibrační tabulka nebo polynomiální korekční křivka, která je uložena v elektronickém převodníku měřiče nebo v přidruženém počítači průtoku. Kalibrační certifikáty musí uvádět použitý referenční etalon, jeho návaznost na národní nebo mezinárodní etalony měření, nejistotu referenčního etalonu a rozšířenou nejistotu kalibrovaného K faktoru měřidla při každém testovaném průtoku. U měřidel určených k přepravě do úschovy musí být kalibrace provedena na plynu za podmínek reprezentativních pro provozní tlak, aby se zabránilo vlivům hustoty na faktor K, které nejsou zachyceny kalibrací vzduchu při atmosférickém tlaku.

Prokazování v provozu

Kontrola měřidla ověřuje faktor K měřidla instalovaného v provozu proti kalibrovanému zkušebnímu zařízení nebo hlavnímu měřiči známé kalibrace, aniž by bylo měřidlo odstraněno z potrubí. Trubkové zkoušečky, maloobjemové zkoušečky a hlavní měřiče jsou tři hlavní zkušební metody používané pro průtokoměry s plynovou turbínou v přepravní službě. Četnost prokazování požadovaná platnými předpisy a obchodními dohodami se liší, ale obvykle se pohybuje od měsíčně až ročně v závislosti na velikosti měřené transakce a historii stability měřiče. Výsledky prokazování jsou porovnávány se stanoveným faktorem K, a pokud odchylka překročí sjednanou toleranci (typicky plus minus 0,25 až 0,5 % v závislosti na smlouvě), faktor měřidla se upraví a nesrovnalost může vyvolat opravu fakturace za období měření od poslední platné prokazování.

Kontrolní seznam pro výběr průtokoměru plynové turbíny

Výběr průtokoměru s plynovou turbínou pro konkrétní aplikaci vyžaduje systematické hodnocení podmínek procesu, požadavků na výkon a omezení instalace. Následující kontrolní seznam pokrývá kritické parametry, které musí být definovány před dokončením specifikace:

1. Definujte složení plynu a potvrďte čistotu : Identifikujte všechny složky včetně stopových kontaminantů, potenciálu kondenzátu a korozivních látek. Ujistěte se, že plyn může být zaručen čistý a suchý na vstupu do měřiče za všech provozních podmínek.
2. Stanovte rozsah průtoku včetně minimální, normální a maximální rychlosti : Potvrďte, že požadovaný rozsah průtoku je v rámci dosažitelného snížení velikosti jednoho měřiče, nebo naplánujte více měřidel paralelně s automatickým přepínáním toku, pokud požadovaný rozsah přesahuje to, co může pokrýt jeden měřidlo.
3. Specifikujte požadavky na přesnost a rozsah : Určete, zda aplikace vyžaduje přesnost plus nebo mínus 0,5 % nebo zda je přijatelná specifikace procesní třídy plus nebo mínus 1,0 % nebo plus nebo mínus 2,0 %, protože to přímo ovlivňuje cenu měřiče.
4. Potvrďte maximální provozní tlak a teplotu : Ověřte, že jmenovité hodnoty tlaku a teploty měřiče překračují maximální podmínky narušení, nikoli pouze normální provozní podmínky.
5. Posuďte dostupné přímé vedení potrubí : Prozkoumejte místo instalace, abyste se ujistili, že lze dosáhnout požadovaných přímých tras proti proudu a po proudu, nebo naplánujte instalaci kondicionéru průtoku, pokud tomu tak není.
6. Určete výstupní signál a požadavky na integraci : Potvrďte, zda se pulzní výstup připojí přímo k průtokovému počítači, vstupní kartě DCS nebo systému SCADA, a zadejte požadovaný výstupní formát (frekvence, HART, Modbus nebo počet pulzů).
7. Specifikujte způsob dokazování a interval : U přenosových měřidel do úschovy musí být způsob prokazování dohodnut s obchodními stranami před specifikací měřidla a ověřovače, protože některé způsoby průkazu kladou specifické požadavky na konstrukci tělesa měřidla.

Průtokoměr s plynovou turbínou zůstává jednou z nejpřesnějších, nejspolehlivějších a cenově nejefektivnějších technologií pro vysokorychlostní měření čistého plynu v celém rozsahu od malých průmyslových instalací až po velkoprůměrové přenosové měřicí stanice zemního plynu. Jeho mechanická jednoduchost, dobře srozumitelné zdroje chyb, široký rozsah a vyspělá kalibrační a prokazovací infrastruktura si udržují svou roli dominantní technologie ve fiskálním měření zemního plynu již více než šest desetiletí a nic na současném trhu nenabízí dostatečně přesvědčivou kombinaci konkurenčních výhod, které by ji v dohledné budoucnosti vytlačily z této pozice pro aplikace, kde skutečně exceluje.