Не секрет, что в сфере измерения количественных значений потребляемых вещественных ресурсов в промышленно-технологической сфере предпочтение отдается строго определенному типу измерительному оборудования. Эти приборы должны иметь оптимальные (с точки зрения соответствия условиям техпроцессов) характеристики по точности результатов измерений, а также достаточно низкую стоимость установки, владения и обслуживания парка измерительных устройств.
Данная тенденция касается приборов, предназначенных как для измерений в сфере коммерческого, так и для целей технологического учета.
В то же время необходимо отметить тот факт, что внедрение на предприятиях современных технологических систем приводит к пересмотру парка необходимых средств измерений, а также к существенному (в некоторых случаях) увеличению и количества средств измерений за счет установки дополнительных точек измерений.
В качестве примера подобной тенденции можно рассмотреть широко внедряемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих предприятиях производственно-коммерческие системы учета материального баланса.
Особое место в этой системе учета занимает процесс измерений расхода технологического вещества, которое предполагает не только измерение параметров расхода при рабочих условиях, но также приведение рабочего расхода к стандартным условиям (T=+20 °С и P=101.325 кПа), в соответствии с ГОСТ 2939.
Рассмотрим конкретный пример - вычисление массового расхода природного газа.
Как правило, для измерения массовых характеристик расхода газа используется классическая схема измерения, состоящая из следующего оборудования:
Расходомер (FT)
Датчик давления (PT)
Датчик температуры (TT)
Вычислитель расхода
Автоматизированная система управления технологическими процессами предприятия (АСУ ТП).
Состав этой примерной схемы измерения представлен на рис.1
Вычислитель в этой схеме осуществляет функцию расчета количества расхода газа, приведенного к стандартным условиям. Если есть необходимость в вычислениях массы расходуемого газа – это можно выполнить в расчетных блоках АСУ ТП более высокого уровня или собственными средствами вычислителя, (если в модели используемого устройства имеется такая функция).
Компания КРОНЕ предлагает Заказчикам свое решение для измерения параметров технологического расхода газа, основанное на применении вихревого с размещенными в первичном преобразователе прибора собственными датчиками давления и температуры, и встроенной функцией приведения параметров расхода газовых сред к стандартным условиям, как показано на рис.2.
Схема измерения расхода газа, при использовании вихревого расходомера OPTISWIRL 4200 в интегральной версии исполнения будет выглядеть следующим образом (см. рис.3)
Возникает вопрос, какие «плюсы» имеет схема измерения газа, основанная на применении вихревого расходомера, OPTISWIRL 4200 в интегральной версии исполнения, показанная на рис. 3, по сравнению со схемой, показанной на рис. 1.
1. Сокращение материальных и временных затрат
Для того, чтобы оценить общий состав приборного оборудования, необходимого для организации комплекса по учету параметров расхода газа приглашаем оценить 4 различные схемы измерений, (приведенные на рисунках №№ 4…7 и размещенные сайта компании КРОНЕ),.
Там же, на рис. 8 показана сводная таблица, позволяющая оценить номенклатуру применяемых материалов и изделий, от которых, в итоге, зависит количество материальных и временных затрат на установку и эксплуатацию того или иного измерительного комплекса, соответствующего каждой измерительной схеме.
Даже при беглом знакомстве с этими наглядными материалами можно сделать несколько выводов:
1. Достигнуто существенное сокращение номенклатуры применяемых изделий при использовании схемы измерения, основанной на использовании OPTISWIRL 4200 интегральной версии.
2. Следствиями из первого вывода являются: снижение общей стоимости аппаратной части для измерительного узла, снижение стоимости обслуживания, снижение номенклатуры ЗИП, сокращение времени ввода узла в эксплуатацию и сокращение времени на его обслуживание, сохранение прочностных характеристик трубопровода за счет уменьшения количества точек для технологических врезок.
2. Повышение точности результатов измерений:
Итоговая погрешность результатов. полученных на узла измерения расхода газа и приведенных к стандартным условиям, складывается из многих составляющих, таких как: погрешность расходомера, датчика давления, датчика температуры.
Погрешности датчиков описаны в инструкциях на приборы и могут быть учтены при расчете общей погрешности результатов измерений для узла в целом. Но стоит обратить внимание и на то, что для передачи данных в верхние уровни управления АСУ ТП ( в схемах измерений приведенных на рисунках №№ 4 ..6), используются аналоговые токовые выходы величиной 4…20 мА, которые также вносят свою лепту в общую величину погрешности измерительного узла, если процесс измерения происходит в условиях изменения температуры окружающей среды.
В этом случае, схема измерения, основанная на применении расходомера OPTISWIRL 4200 в интегральном исполнении ( рис. 7) имеет преимущества в виде меньшего количества аналоговых выходных сигналов.
Фактически, в этом случае, в верхние уровни учета АСУ ТП передается информация о расходе газа, приведенного к стандартным условиям, по одному токовому выходу. Для того, чтобы снизить влияние дополнительной погрешности от этого токового выхода – в семе размещения оборудования № 7 можно организовать передачу данных по частотному выходу расходомера OPTISWIRL 4200 в интегральной версии исполнения.
Подробные характеристики по пределам допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода так же приведены на странице сайта компании КРОНЕ:
Таким образом, даже в первом рассмотрении, схема измерения приведенная на рис. № 7, основанная на использовании массового расходомера OPTISWIRL 4200 в интегральном исполнении (другими словами: одного прибора, установленного в трубопровод, вместо трех), дает возможность значительно снизить себестоимость измерительного узла и дальнейшие затраты на его обслуживание.
В рамках больших установок, где количество точек измерения может достигать большого количества (к примеру, 30) экономия может достигнуть серьезных значений.
