Блочные узлы учёта СУГ

Главное условие при учёте сжиженного углеводородного газа (СУГ) состоит в том, чтобы продукт оставался жидким при прохождении через счётчик. Давление насыщенных паров СУГ велико, и при небольшом снижении давления продукт легко переходит в газовую фазу; пузырьки пара, образующиеся в счётчике или непосредственно перед ним, создают двухфазный поток в приборе, откалиброванном на жидкость, и искажают измерение. Поэтому блочный узел учёта СУГ представляет собой не просто счётчик с несколькими датчиками. Его основные функции: поддержание противодавления, удерживающего давление в счётчике выше давления насыщенных паров; газоотделение, не допускающее пар к счётчику; измерение плотности и температуры для приведения результата к массе или к объёму при стандартных условиях.

Общая компоновка узлов учёта жидкостей и подходы к поверке при коммерческом учёте описаны на других страницах. Здесь рассматривается, как эта архитектура адаптируется для пропана, бутана и их смесей.

Почему нужно сохранять жидкую фазу

Счётчики жидкости рассчитаны на однофазный поток. Если давление в линии приближается к давлению насыщения из-за потерь на трение после насоса, открытия арматуры или роста температуры, часть потока испаряется. Поскольку пар занимает гораздо больший объём, чем жидкость, объёмный счётчик может учесть жидкость, которая фактически не прошла; в массовом счётчике двухфазный поток ухудшает стабильность измерения и показания плотности. Требования законодательной метрологии к сжиженным газам под давлением прямо предписывают проектировать измерительную систему так, чтобы продукт в счётчике оставался жидким.

Как организуется поддержание противодавления

Основной инструмент представляет собой клапан поддержания давления или регулирующий клапан после счётчика. Он дросселирует поток так, чтобы давление в счётчике было выше давления насыщенных паров продукта при текущей температуре с безопасным запасом. В простых системах может хватить клапана поддержания давления с фиксированной настройкой. В более развитых схемах контроллер налива или вычислитель расхода отслеживает давление на выходе счётчика и температуру продукта и динамически управляет отсечным регулирующим клапаном, повышая противодавление ровно настолько, насколько нужно.

За противодавление приходится платить потерей давления. Давление нагнетания насоса должно одновременно покрывать потери в линии, потери на счётчике, запас противодавления и давление в принимающей цистерне или резервуаре, поэтому узел учёта нельзя проектировать в отрыве от выбора насоса.

Газоотделение: это не воздухоотделитель

Газоотделители со сбросом в атмосферу, применяемые на узлах учёта светлых нефтепродуктов, нельзя так же использовать для СУГ: отделённый пар должен возвращаться в линию под давлением, а не в атмосферу. Одним из газоотделяющих устройств, определённых для измерительных систем сжиженных газов под давлением, является конденсационный бачок: сосуд под давлением перед счётчиком, где собирается пар, который обычно возвращается в резервуар по паровой линии. Выбор схемы зависит от того, подключена ли система к паровой линии и работает ли она в режимах с высоким риском парообразования, например при сливе.

Масса, объём и плотность

Плотность СУГ заметно меняется как с температурой, так и с соотношением пропана и бутана. Поэтому для приведения объёма, измеренного объёмным счётчиком при рабочих условиях, к массе или к объёму при стандартной температуре нужны достоверные значения плотности и температуры. Общие таблицы поправок объёма для нефти и нефтепродуктов на СУГ не распространяются; для СУГ и ШФЛУ существуют отдельные процедуры температурной коррекции. Какой метод коррекции, какие стандартные условия и откуда берётся плотность, следует решить до конфигурирования вычислительной части узла.

Кориолисовые массовые расходомеры одновременно измеряют массовый расход, плотность и температуру, а объём вычисляют по массе и плотности. Там, где СУГ реализуется по массе, это может избавить от отдельного плотномера. Для СУГ применяются и турбинные, и объёмные (камерные) счётчики; в этом случае измерение температуры, давления, а часто и поточной плотности становится обязательной частью цепочки пересчёта. Выбор технологии определяется диапазоном расхода, допустимой потерей давления, изменчивостью продукта и способом поверки; единственно верной технологии для всех задач учёта СУГ не существует.

Типовой состав узла учёта СУГ

Класс давления, материалы и взрывоопасная зона

Все трубопроводы, фланцы, арматура и корпуса приборов узла выбираются по расчётному давлению, учитывающему расчётное давление резервуара, давление насоса при закрытой задвижке и сценарии теплового расширения. Жидкий СУГ, запертый между двумя закрытыми задвижками, при нагреве быстро поднимает давление, поэтому для таких участков следует предусматривать термосброс. Совместимость прокладок и уплотнений с СУГ проверяется отдельно.

Узел учёта работает во взрывоопасной зоне. Даже если у каждого прибора есть собственная документация по взрывозащите, она не охватывает дополнительные риски воспламенения, возникающие при их объединении; сторона, собирающая оборудование в функциональный блок, отвечает за оценку сборки в целом. Та же логика действует и в метрологии: утверждение типа самого счётчика не охватывает всю измерительную систему с газоотделением, поддержанием противодавления и пересчётом.

Участие TLY Enerji в проектах учёта СУГ

TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при выборе технологии измерения под технологические условия, поставке счётчиков и датчиков, монтаже и пусконаладке расходомеров и интеграции с системой управления. В продуктовом портфеле есть кориолисовые массовые расходомеры и плотномеры, приборы давления и температуры и регулирующие клапаны. Какие элементы узла входят в объём поставки, согласуется на основе данных проекта.

Какие технологические данные нужны

·         Продукт и диапазон состава (пропан, бутан, смесь; сезонные изменения)

·         Минимальный и максимальный расход, диапазоны рабочего давления и температуры

·         Назначение узла: налив, слив или перекачка

·         Требуемая единица результата: масса, объём при стандартных условиях или оба

·         Подключена ли к системе линия возврата паров

·         Давление нагнетания насоса и допустимая потеря давления

·         Используется ли узел для коммерческого учёта и каковы требования к поверке

Связанные страницы

·         Системы коммерческого учёта СУГ: Как определяются коммерческая единица, поправки и поверка.

·         Системы учёта пропана и бутана: Влияние различий состава на плотность и настройки счётчика.

·         Блоки налива и слива СУГ: Встраивание узла учёта в блок налива и слива.

·         Блочные узлы учёта ШФЛУ: Подход к учёту широкой фракции лёгких углеводородов с более изменчивым составом.

Частые вопросы об узлах учёта СУГ

Каким должно быть противодавление на счётчике СУГ?

Единого значения нет. Требуемое противодавление складывается из давления насыщенных паров продукта при температуре в счётчике, которое зависит от состава, и запаса безопасности. Этот запас задаётся проектной документацией, применяемым стандартом на учёт и рекомендациями изготовителя счётчика. На объектах с сезонной сменой смеси расчёт ведут по продукту с наибольшим давлением паров.

Нужен ли плотномер при кориолисовом счётчике?

Поскольку кориолисовый счётчик измеряет и плотность, при учёте по массе отдельный плотномер часто не требуется. Но если результат нужно также выражать объёмом при стандартной температуре, всё равно необходимо определить, как плотность приводится к стандартным условиям и как проверяется измеренная плотность. Решение зависит от коммерческих условий и выбранного способа поверки.

Можно ли использовать узел учёта для светлых нефтепродуктов на СУГ?

Напрямую нельзя. Узел для СУГ отличается классом давления, схемой газоотделения, поддержанием противодавления, материалами уплотнений и методикой расчёта. Газоотделители со сбросом в атмосферу и таблицы поправок объёма для атмосферных продуктов для СУГ не подходят. Переоборудование существующего узла возможно только после пересмотра всех этих позиций.

Отражает ли точность счётчика точность всего узла?

Нет. Точность в паспорте изготовителя характеризует счётчик в нормальных условиях калибровки. Суммарная неопределённость узла включает и то, насколько надёжно сохраняется жидкая фаза, и измерение температуры и плотности, и пересчёт, и способ поверки. Документы законодательной метрологии также устанавливают отдельные пределы погрешности для счётчика и для измерительной системы в целом.

Почему состояние фильтра так важно на узле учёта СУГ?

По мере загрязнения фильтра растут потери давления на нём, и жидкость подходит к счётчику с меньшим давлением. Для СУГ такое снижение может приблизить продукт к давлению насыщенных паров и вызвать вскипание перед счётчиком. Поэтому фильтр перед счётчиком подбирают с малыми потерями, а перепад давления на нём контролируют, чтобы вовремя проводить очистку. Нужно также предусмотреть безопасное опорожнение участка для обслуживания.