На сегодняшний день методика определения объемов потребления природного газа достаточно жестко регламентируется соответствующим Газпром. Стандартом: работа газовых счетчиков может быть основана только на определенных физических принципах. Тем не менее, иногда применяются перспективные на первый взгляд, но совершенно несоответствующие техническим характеристикам в реальности, не апробированные и не отвечающие метрологическим требованиям, расходомеры-счетчики газа (РСГ).
Характерный пример – струйные автогенераторные счетчики, мало соответствующие заявленным производителем характеристикам, и еще меньше – предъявляемым к приборам учета такой категории техническим требованиям. Правда, стоит отметить, что независимых испытаний, дающих однозначный ответ на вопрос о правомочности использования таких РСГ в функционирующих узлах учета потребления природного газа и, тем более, в поверочных установках, пока не проводилось.
Учитывая актуальность проблемы энергосбережения, решение которой не в последнюю очередь зависит от точности и соответствия истинному положению дел показаний индивидуальных (бытовых) газовых счетчиков, стоит рассмотреть так называемый автогенераторный метод подсчета потребления газа более подробно.

Струйный счетчик газа — принцип действия и устройства

Струйный счетчик газа относится к приборам учета скоростного типа, работающим на принципе подсчета пропорциональной расходу газовой смеси частоты изменения состояний струйных элементов (автогенераторов), являющихся конструктивной частью расходомера. Каждый такой струйный генератор представляет собой триггер – бистабильный элемент, переключающийся из одного состояния в другое струей вещества, расход которого учитывается.
Конструктивно струйный элемент – не слишком сложное устройство, работа которого описывается законами гидравлики и аэродинамики. Использование в качестве измерителей струйных автогенераторов не слишком сильно отличается от использования в вихревых счетчиках элементов с «телом обтекания» – в обоих случаях периодичность возникающих пульсаций пропорциональна скорости потока газовой смеси; соответственно, для определения объема израсходованного вещества достаточно измерить эту частоту.

Плюсы и минусы струйных расходомеров

К общим достоинствам и вихревых, и конкурирующих с ними струйных расходомеров можно отнести:

  •  Отсутствие в конструкции прибора подвижных частей.
  • Невысокую конструктивную сложность.
  • Нечувствительность к случающимся во время эксплуатации пневмоударам.

Но не все так радужно: счетчик газа струйного типа обладает и всеми недостатками вихревого прибора, например — повышенные требования к неизменности характеристик потока учитываемого газа. Проще говоря, длины имеющихся в струйных элементах прямых участков должны быть достаточно большими (для исключения наличия местных турбулентных возмущений потока газа) – соответственно, увеличиваются и габаритные размеры счетчика.
Среди недостатков, присущих только струйным расходомерам, наиболее важными считаются:

  • Невозможность обеспечения стабильности метрологических характеристик.
  • Высокая подверженность засорению при работе со средами, в которых присутствуют механические примеси (пыль или песок, ржавчина).
  • Отсутствие стабильности коэффициента преобразования в необходимых пределах измерений – для приемлемой достоверности результатов подсчета струйный расходомер необходимо калибровать в условиях, максимально приближенных к условиям будущей эксплуатации прибора. То есть – непосредственно в точке установки.Не в последней степени «благодаря» этому своему недостатку струйный счетчик газа и считается практически неприменимым для коммерческого учета.
  • Результаты измерений в большой степени зависят от параметров учитываемого газа в момент его прохода через измерительный элемент счетчика; измерить их и оценить возникающую погрешность результатов с целью корректировки метрологических характеристик прибора практически невозможно.

Два последних недостатка из перечисленных означают, что калибровку струйных расходомеров необходимо проводить на открытом воздухе и обязательно – при нормальных температурных условиях. Однако работать эти счетчики газа будут в совершенно других условиях, влияющих на достоверность показаний…

Кроме того, режимы течения потока газа при градуировке и во время эксплуатации различаются очень сильно, а это ведет к возникновению дополнительной искажающей реальность систематической погрешности определения расхода. Величина этой погрешности может превышать 10 процентов, а ведь к ней плюсуется еще и погрешность, вызванная спонтанным изменением коэффициента преобразования любого счетчика рассматриваемого типа.

Технические и измерительные характеристики струйных счетчиков газа

В 2010-2011 годах проводились небольшие испытания нескольких модификаций бытовых РСГ струйного типа с целью определения возможности их использования в качестве бытовых счетчиков расхода природного газа. Оценивались при этом следующие показатели:

  1. Наименьший расход газа, при котором прибор начинает работать.
  2. Максимальный расход, при котором счетчик сохраняет свою работоспособность.
  3. Максимально возможное для нормальной работы расходомера давление газа.
  4. Величина допустимого перепада давления на входе и выходе счетчика.
  5. Влияние температурных условий на суммарную погрешность прибора учета.
  6. Изменение метрологических характеристик расходомера при загрязнении его измерительной камеры имеющимися в природном газе смолами.

Надежды и реальность

Было проверено 8 счетчиков газа на основе струйных элементов, испытания проводились при нормальных атмосферных и температурных условиях. Результаты испытаний оказались, мягко говоря, не блестящими:

  1.  Минимальная «чувствительность» – 0,038 куб. м/ч – оказалась совершенно неприемлемой для использования счетчика в качестве бытового прибора учета. Счетчик газа струйного типа просто не «увидит», например, обычную газовую конфорку, расходующую порядка 0,015 куб.м газа за час. У диафрагменных газовых счетчиков этот показатель значительно лучше.
  2. Максимальный расход определяет объем газа в единицу времени, при пропускании которого через измерительную камеру показания газового счетчика перестают изменяться. Для струйных приборов учета этот показатель оказался равным 2,0 куб. м/ч – это не слишком много: у тех же диафрагменных расходомеров максимальный объем пропускания не менее 2,5 куб. м/ч.
  3. Наибольшее рабочее давление, при котором генерация автоколебаний прекращается и счетный механизм «замерзает», оказалось меньше 30 кПа – у диафрагменных счетчиков этот показатель составляет 50 кПа.
  4. Результаты измерений перепада давления: 880 Па (против 200 Па у диафрагменных приборов учета) – счетчик газа с такими показателями не может обеспечить нормальной работы подключенного после него газового оборудования.
  5. Температурный диапазон, в котором достоверность показаний струйного газового счетчика сохраняется, весьма ограничен: так, при минимально допустимой для него рабочей температуре -10 градусов погрешность составила 24%!
  6. При загрязнении счетчика смолистыми веществами он «зависает», но после встряхивания работоспособность прибора восстанавливается. Ненадолго.

Немного о правомочности использования струйных приборов для точного учета расхода газа

К сожалению, имеющиеся объективные данные о метрологических «способностях» и эксплуатационных качествах счетчиков газа струйного типа характеризуют эти приборы в основном с отрицательной стороны. Возможно именно поэтому в принятый Газпромом Стандарт, определяющий допустимые принципы измерения расходования газа, струйные приборы вообще не входят.
Однако, расходомеры данного типа уже довольно широко внедрены «в массы», в том числе – и для коммерческого учета. Именно поэтому целесообразность проведения независимых испытаний струйных счетчиков газа, выпускаемых разными производителями, не подвергается сомнению – по результатам такой проверки можно будет хотя бы определить правомочность использования приборов этого типа. Ведь на данный момент учет расхода газа «струйниками» не допускается стандартами – но ведется вовсю…

По материалам «Ежегодный сборник научно-технических статей», выпускаемый ООО “ЭЛЬСТЕР Газэлектроника” Год: 2012

Contact Us

We're not around right now. But you can send us an email and we'll get back to you, asap.

Not readable? Change text. captcha txt
0