Назначение
Комплексы измерительные КМХСУ (далее - комплексы) предназначены для измерений температуры, абсолютного давления, перепада давления и вычисления расхода (объема) природного и/или свободного (влажного) нефтяного газов (далее - газ), приведенных к стандартным условиям, а также для контроля точности результатов измерений, вычислений и оценки технического состояния систем (узлов) измерений расхода на базе стандартных сужающих устройств.
Описание
В состав комплексов входят:
- датчики давления Метран-150 (Госреестр №32854-13), преобразователи давления измерительные 3051 (Госреестр №14061-15), преобразователи давления измерительные EJ* (Госреестр №59868-15);
- термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 (Госреестр №38548-13), преобразователи температуры Метран-280, Метран-280-Ex (Госреестр №23410-13);
- модуль обработки информации (далее - МОИ);
- модуль контроля точности результатов измерений (далее - МКТ);
- соединительные линии и вспомогательные устройства.
Допускается применение средств измерений давления, перепада давления и температуры аналогичных типов, прошедших испытания в целях утверждения типа с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.
Дополнительно в состав комплексов может входить автоматизированное рабочее место (далее - АРМ) оператора с предустановленным программным обеспечением для визуализации, контроля, настройки, архивирования и формирования отчетов; измерительный участок с сужающим устройством - диафрагмой по ГОСТ 8.586.2-2005, барьеры искрозащиты. МОИ, МКТ, блок питания и барьеры искрозащиты (при их наличии) могут быть установлены в отдельный шкаф комплекса. Состав комплексов определяется в соответствии с вариантом исполнения и фиксируется в паспорте. Монтаж и наладка комплексов осуществляются непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией на комплексы и эксплуатационными документами их компонентов.
Принцип действия комплексов заключается в следующем:
- первичные измерительные преобразователи температуры, абсолютного давления, перепада давления измеряют параметры потока газа и передают измеренное значение с помощью унифицированного выходного сигнала тока или HART в МКТ и МОИ;
- МОИ осуществляет преобразование в цифровой код сигналов, поступающих от измерительных преобразователей. По результатам измеренных и условно-постоянных значений параметров системы (узла) измерений расхода МОИ вычисляет физические свойства газа, значения расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям;
- МКТ осуществляет контроль точности результатов измерений, выполняемых МОИ, и оценку технического состояния систем (узлов) измерений расхода на базе стандартных сужающих устройств. Контроль осуществляется на основе измеренных значений параметров потока газа, измеренных значений дополнительных перепадов давления (восстановления и потерь) и полученных по цифровому интерфейсу связи результатов расчета МОИ. Обмен информацией между МОИ и МКТ осуществляется по цифровому интерфейсу RS-485. Результатами работы МКТ является информация о состоянии системы (узла) измерений расхода. Информация о состоянии системы (узла) измерений расхода передается из МКТ в МОИ и/или АРМ оператора для дальнейшего мониторинга и архивирования.
Комплексы выпускаются в пяти исполнениях (А, Б, В, Г, Д), отличающихся погрешностью измерений расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям. Различные исполнения отличаются между собой погрешностью первичных измерительных преобразователей. Требования к погрешностям первичных измерительных преобразователей для каждого из вариантов исполнения приведены в таблице 1.
Рисунок 1 - Общий вид комплексов Рисунок 2 - Места пломбировки
шкафа комплексов
Таблица 1 - Требования к погрешностям первичных измерительных преобразователей
| | Значение характеристики для обеспечения требуемой точности измерений, не хуже |
| А | Б | В | Г | Д |
| Основная приведенная погрешность измерительных преобразователей перепада давления на стандартном сужающем устройстве, % | 0,075 | 0,075 | 0,1 | 0,15 | 0,2 |
| Основная приведенная погрешность измерительного преобразователя абсолютного давления, % | 0,075 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,5 |
| Основная абсолютная погрешность измерительного преобразователя температуры, °С | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,0 |
| Примечание - Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, для указанных вариантов исполнений (А, Б, В, Г и Д), приведены в таблице 3. |
Комплексы осуществляют:
- измерение температуры, абсолютного давления и перепада давления (на стандартном сужающем устройстве - диафрагме по ГОСТ 8.586.2-2005);
- измерение дополнительных перепадов давления (восстановления и потерь);
- расчет физических свойств и коэффициента сжимаемости природного газа согласно ГОСТ 30319.0-96, ГОСТ 30319.1-96, ГОСТ 30319.2-96, ГОСТ 30319.3-96, ГОСТ Р 8.662-2009 и ГОСТ Р 8.770-2011;
- расчет физических свойств свободного (влажного) нефтяного газа согласно ГСССД МР 113-03;
- вычисление расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, в соответствии с ГОСТ 8.586.5-2005 (в качестве стандартных условий принимают условия по ГОСТ 2939-63);
- автоматически контроль точности результатов измерений расхода газа;
- оценку технического состояния узла измерений расхода на базе стандартных сужающих устройств и соответствия требованиям ГОСТ 8.586.1-2005, ГОСТ 8.586.2-2005, ГОСТ 8.586.5-2005 и выдачу рекомендаций по устранению причин вызвавших несоблюдение условий;
- архивирование основных измеренных и вычисленных параметров и отображение их значений на дисплее МОИ и/или АРМ оператора;
- ведение журнала событий;
- передачу данных, архива и журнала событий по интерфейсам RS-232 и RS-485.
Для ограничения доступа к шкафу комплексов на него устанавливается защита в виде навесной пломбы и/или наклейки из легко разрушаемого материала. Места пломбировки приведены на рисунке 2.
Программное обеспечение
состоит из трех частей: программного обеспечения МОИ, программного обеспечения МКТ и программного обеспечения АРМ оператора.
Программные обеспечения МОИ и МКТ по аппаратному обеспечению являются встроенными. Преобразование измеряемых величин и их обработка выполняются с использованием внутренних аппаратных и программных средств. Программные обеспечения МОИ и МКТ хранятся в энергонезависимой памяти. Встроенные средства для программирования или изменения программных обеспечений МОИ и МКТ отсутствуют.
Программное обеспечение МОИ является метрологически значимым, которое обеспечивает:
- преобразование аналоговых сигналов, обработку результатов измерений и вычисление параметров газа;
- отображение на встроенном дисплее измеренных и вычисленных значений параметров, хранение данных и защиту программного обеспечения;
- фиксацию в журнале событий аварийных ситуаций и вмешательств оператора;
- защиту интерфейса связи между комплексами и внешними устройствами.
Программные обеспечения МКТ и АРМ оператора являются метрологически
незначимыми.
Программное обеспечение МОИ защищено от несанкционированного доступа и изменения установленных параметров путем использования логина и пароля. Программное обеспечение МОИ ведет журнал событий доступный только для чтения. При изменении установленных параметров в программном обеспечении МОИ обеспечивается подтверждение изменений, проверка изменений на соответствие требованиям реализованных алгоритмов, при этом сообщения о событиях (изменениях) записываются в журнал событий, доступный только для чтения. Аппаратная защита программного обеспечения осуществляется опломбированием шкафа комплексов. Места пломбировки шкафа комплексов представлены на рисунке 2. Уровень защиты программного обеспечения комплексов и измерительной информации -высокий по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения комплексов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения комплексов
| Идентификационные данные (признаки) программного обеспечения | Программное обеспечение комплексов |
| МОИ | МКТ | АРМ |
| Идентификационное наименование | М1-ХХ.Х | М2-ХХ.Х | ARM-ХХ.Х |
| Номер версии (идентификационный номер) | 1.0 и выше | 1.0 и выше | 1.0 и выше |
| Цифровой идентификатор | 1CAEF12D | - | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC-32 | - | - |
| Наименование | KMHSU-M1 | KMHSU-M2 | KMHSU-ARM |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики комплексов приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические и технические характеристики комплексов
| Наименование характеристики | Значение |
| Число одновременно обслуживаемых измерительных линий | от 1 до 4 |
| Верхние пределы измерений преобразователей давления1-*, МПа | от 0,2 до 27,5 |
| Верхние пределы измерений преобразователей перепада давления1), кПа | от 2,5 до 250,0 |
| Диапазоны измерений преобразователей температуры1^ °С | от минус 50 до плюс 100 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности изме2р)ений расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, ) для вариантов исполнений, %: - А - Б - В - Г - Д | ±0,3 ±0,5 ±0,7 ±1,0 ±1,5 |
| Дополнительная погрешность3 измерения расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, от изменения температуры окружающего воздуха на каждые 10 °С от температуры (20±5) °С, в долях от пределов допускаемой основной относительной погрешности измерения расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям | ±(0,15 - 1,50) |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности4) преобразования входного аналогового сигнала (от 4 до 20 мА) в цифровой сигнал, %: - при отсутствии барьеров искрозащиты - при наличии барьеров искрозащиты | ±0,05 ±0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, % | ±0,01 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразователей абсолютного давления3), % | ±(0,065 - 0,500) |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразователей перепада давления3), % | ±(0,065 - 0,200) |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователей температуры3-*, °С | ±(0,4 - 1,0) |
| Максимальное значение абсолютной погрешности (тока утечки) барьеров искрозащиты, А, не более | ±110-5 |
| Напряжение питания, В, (определяется вариантом исполнения): - переменного тока - постоянного тока | от 180 до 250 от 21,6 до 26,4 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более - без АРМ оператора - с АРМ оператора | 50 500 |
| Масса, кг, не более: - МОИ - МКТ | 5 2 |
| Габаритные размеры (высота, ширина, глубина), мм, не более: - МОИ - МКТ | 220x240x170 130x220x50 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| 1) Диапазоны измерений измерительных преобразователей для каждого варианта исполнения устанавливаются индивидуально в зависимости от параметров узла измерений расхода и указываются в паспорте. 2) Без учета методической погрешности измерения расхода методом переменного перепада давления, погрешности определения параметров газа (плотность при стандартных условиях, компонентный состав) и методической погрешности определения физических свойств газа. 3) Определяется вариантом исполнения комплексов и указывается в паспорте. 4) В условиях эксплуатации. |
Условия эксплуатации:
- диапазон температуры окружающего воздуха, °С
- для МОИ, МКТ и барьеров искрозащиты
от плюс 10 до плюс 35 от минус 40 до плюс 50 от 84,0 до 106,7 95
- для измерительных преобразователей
- диапазон атмосферного давления, кПа
- относительная влажность воздуха, %, не более
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом и на маркировочную табличку шкафа комплексов.
Комплектность
Комплект поставки приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Комплект поставки
| Наименование | Количество, шт./экз. | Примечание |
| МОИ | 1 | |
| МКТ | 1 | |
| Измерительный преобразователь абсолютного давления | от 1 до 4 | Зависит от исполнения комплексов |
| Наименование | Количество, шт./экз. | Примечание |
| Измерительные преобразователи перепада давления | от 2 до 16 | Зависит от исполнения комплексов |
| Измерительный преобразователь температуры | от 1 до 4 |
| Блок питания | от 1 до 4 |
| Монтажный комплект | от 1 до 4 |
| Шкаф | 1 |
| Паспорт | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | |
| АРМ оператора | по заказу | |
| Барьеры искрозащиты | по заказу | |
| Измерительный участок | по заказу | |
| Сужающее устройство (диафрагма) | по заказу | |
Поверка
осуществляется по документу МП 2812/8-311229-2015 «Государственная система обеспечения единства измерений. Комплексы измерительные КМХСУ. Методика поверки», утвержденному ООО Центр Метрологии «СТП» 28 декабря 2015 г.
Перечень основных средств поверки (эталонов):
- калибратор многофункциональный MC5-R-IS, диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 25 мА, пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения ±(0,02 % показания + 1 мкА);
- манометры грузопоршневые: МП-6, МП-60, МП-100, МП-250, МП-400, классы точности 0,015, 0,02;
- калибраторы давления пневматические: Метран-504 Воздух-I, Метран-504-Воздух-П, Метран-504-Воздух-Ш, классы точности 0,015, 0,02;
- калибратор давления портативный Метран-517 с модулями давления эталонными Метран-518, класс точности 0,02;
- калибраторы температуры: ATC-156B, ATC-157B, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности установления заданной температуры ±0,13 °С.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
ГОСТ 8.586.5-2005 «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Методика выполнения измерений».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к комплексам измерительным КМХСУ
ГОСТ 8.586.2-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования.
ГОСТ 8.586.5-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений.
ТУ 4381-008-97243614-2015 Комплексы измерительные КМХСУ. Технические условия.
64087-16: Методика поверки МП 2812/8-311229-2015Скачать456.0 Кб