Счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС

Назначение

Счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС (далее - счетчики) предназначены для измерений и вычислений объема и объемного расхода газа при рабочих и стандартных условиях, массового расхода различных неагрессивных и агрессивных газов, в том числе природного и нефтяного газов.

Описание

Принцип действия счетчиков основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода.

Конструктивно стандартная модификация счетчика состоит из:

-    корпуса счетчика, с установленными в нем ультразвуковыми приемопередатчиками. В зависимости от модели, в счетчике может быть установлено до восьми пар ультразвуковых приемопередатчиков, которые передают сигнал без его отражения от внутренней стенки корпуса счетчика. Пары приемопередатчиков располагаются в одной плоскости параллельно друг другу или в двух пересекающихся плоскостях.

-    блока обработки сигналов (БОС), который закреплен с наружной стороны корпуса. В состав блока обработки сигналов входит процессорная плата, отвечающая за возбуждение и обработку сигналов, поступающих от приёмопередатчиков, интерфейсный блок, отвечающий за входные/выходные сигналы и жидкокристаллический дисплей с клавиатурой. Дисплей оснащен оптическим последовательным интерфейсом.

Корпус блока обработки сигналов разделен на отсеки, что позволяет вынести процессорную плату в отдельный от интерфейсного блока отсек.

Счетчик сконструирован для двунаправленного измерения потока и имеет настраиваемый параметр «Отсечка нулевого потока», который по умолчанию составляет 0,25Qmin. Он может быть смонтирован как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах.

Модификации счетчика:

КТМ700 РУС - стандартный счетчик с 4-мя парами ультразвуковых приемопередатчиков и одним блоком обработки сигналов.

Модификация КТМ700 РУС Квадро - в один стандартный корпус встроено два идентичных, независимых счетчика, каждый из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и блоком обработки сигналов. Данная система позволяет осуществлять полное дублирование результатов измерений одним прибором.

Модификация КТМ700 РУС Дуо - в один стандартный корпус встроено два независимых счетчика, один из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и блоком обработки сигналов - измерительный счетчик, другой - одной парой приемопередатчиков и блоком обработки сигналов - контрольный счетчик. Данная система позволяет осуществлять контроль состояния измеряемой среды для дополнительного контроля показаний измерительного счетчика (Контроль Метрологических Характеристик (далее -КМХ)).

Модификация КТМ700 РУС Про - счетчик с восьмью парами ультразвуковых преобразователей, расположенных в двух плоскостях, и одним электронным блоком. Данная система позволяет снизить требования к длине входного участка измерительного трубопровода.

В счетчике реализована технология резервного энергообеспечения - в блоке обработки сигналов расположена резервная батарея, которая позволяет продолжать измерение при отсутствии внешнего питания. Время работы от резервной батареи составляет от 6 до 90 дней в зависимости от конфигурации счетчика. Метрологически значимые параметры и значения объемов хранятся в нестираемой памяти.

Счетчик присоединяется к трубопроводу с помощью фланцев, выполненных по стандартам ANSI, DIN, ГОСТ или специального исполнения (в зависимости от заказа). Требования к входным/выходным участкам измерительного трубопровода в зависимости от модификации счетчика представлены в Таблице 1.

Дополнительно счетчик может быть оборудован встроенным датчиком давления и температуры, расположенным в корпусе прибора и используемый для автоматической коррекции изменения геометрии корпуса прибора и чисел Рейнольдса. При отсутствии данного датчика значения давления и температуры могут вноситься в прибор условно-постоянными величинами или через подключенные внешние датчики давления и температуры.

Таблица 1 - Требования к входным/выходным участкам измерительного трубопровода в зависимости от модификации счетчика.

Требования к входным/выходным участкам

Модификация счетчика

КТМ700 РУС 4-лучевой, КТМ700 РУС Квадро, КТМ700 РУС Дуо

Входной участок 10DN формирователя потока. Выходной участок 3DN

или 3DN+5DN при применении

Входной участок 5DN формирователя потока. Выходной участок 3DN

КТМ700 РУС Про

или 2DN+3DN при применении

Примечание:

* - При отсутствии на расстоянии менее 25DN перед счетчиком газа местных сопротивлений, создающих закрутку и/или существенную асимметрию распределения скоростей потока (последовательно размещенные в разных плоскостях два колена и более, регуляторы давления, запорная арматура неполнопроходного типа, совмещенные местные сопротивления неопределенного типа). В противном случае необходимо учитывать входной участок длиной не менее 15 DN.

** - При отсутствии на расстоянии менее 25DN перед счетчиком газа местных сопротивлений, создающих закрутку и/или существенную асимметрию распределения скоростей потока (последовательно размещенные в разных плоскостях два колена и более, регуляторы давления, запорная арматура неполнопроходного типа, совмещенные местные сопротивления неопределенного типа). В противном случае необходимо учитывать входной участок длиной не менее 8 DN.

Блок обработки сигналов может быть оснащен встроенным вычислителем расхода. Модификация счетчика со встроенным вычислителем расхода дополнительно обеспечивает вычисление объемного расхода и объема газа при стандартных условиях, массового расхода. Вычисление теплофизических свойств газовых смесей различного состава, осуществляется по специальным методикам, утвержденным и аттестованным в установленном порядке. Стандартно реализованы следующие методики вычисления теплофизических свойств газов:

-    для природного газа, согласно ГОСТ 30319.2-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода»;

-    для сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменных составов, характерных для нефтяного газа, в газовой фазе и во флюидной области согласно методике ГСССД МР 113-03 «Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263.. .500 К при давлениях до 15 МПа».

Счетчик также обеспечивает:

-    формирование и хранение энергонезависимых архивов событий, измеренных и вычисленных значений (состав и глубина архивов гибко настраиваемые);

-    сигнализацию отказов и превышения установленных пределов измерений подключенных внешних датчиков;

-    передачу информации по имеющимся интерфейсам связи, в том числе с выводом на принтер;

-    периодическое введение и регистрацию значений условно-постоянных величин;

-    защиту от несанкционированного доступа к параметризации и архивам.

Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются.

Дополнительно со счетчиком поставляется конфигурационное программное обеспечение УЗПР - Контроль, предназначенное для конфигурирования, параметризации и диагностики счетчика. Оно содержит процедурные модули, предназначенные для проведения проверки технического состояния счетчика и его поверки.

Набор программ УЗПР - Контроль защищен многоуровневой системой защиты, которая предоставляет доступ только уполномоченным пользователям и одновременно определяет, какие из данных может вводить или изменять пользователь. При изменении конфигурации счетчика, настройки системы защиты, в том числе уровней доступа пользователей, задают вход по паролю через пользовательские интерфейсы.

Конфигурационное программное обеспечение обладает функцией интеллектуальной диагностики, с помощью которой можно автоматически оценивать состояние системы и выдавать рекомендации по предотвращению негативных ситуаций и их последствий.

В счетчике предусмотрена автоматическая самодиагностика и проверка нулевых и контрольных значений измеряемых величин. Предусмотрена возможность осуществлять замену пары приемопередатчиков и блоков электроники без дополнительной поверки.

В счетчике реализована возможность компенсации сбоя луча на основании постоянно обновляемых значений параметров по каждому из лучей и отношений между ними. Компенсация, сбоя луча возможна при выходе из строя одного луча 4-х лучевой системы или двух лучей 8-ми лучевой системы (если они расположены в разных измерительных плоскостях). При этом активируется предупреждение пользователя. При выходе из строя 2-х или более лучей, расположенных в одной плоскости счетчик, переходит в состояние ошибки.

Каждая «измерительная плоскость» (состоящая из 4-х измерительных лучей) дополнительно производит измерение по диагностическому центральному лучу (индикация по перекрестным лучам, Рисунок 5). Дополнительно полученные данные измерений используются для автоматического КМХ и для работы интеллектуального помощника.

§

9

Программное обеспечение

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения

Уровень защиты ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014 - высокий.

Информация о версии программного обеспечения и контрольной сумме доступна через дисплей или конфигурационное программное обеспечение УЗПР - Контроль. Защита программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных вмешательств осуществляется при помощи переключателя защиты параметров от записи, многоуровневой системой защиты и пломбированием счетчика при необходимости. Возможные места пломб и наклеек в целях предотвращения доступа к узлам регулировки, представлены на рисунке 6.

Опломбирование крышек приемопередатчиков производится нанесением пломбы на отверстие одного крепежного винта на каждой крышке приемопередатчиков.

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики счетчиков

Пр имечания:

1-    Не может превышать расчётное давление счетчика, соответствующее классу фланцевого соединения

2-    Диапазоны допустимого рабочего давления эксплуатации счетчика с сохранением заявленных метрологических характеристик в зависимости от Руср(давление газа при проливном методе поверки)._

Рекомендуется выбирать давление руср наиболее приближенное к среднему рабочему давлению эксплуатации.

3-    Указанная погрешность вычислений не содержит погрешности определения температуры, давления и цифро-аналоговых преобразований. Погрешность вычисления массового расхода объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяются в соответствии с действующими нормативными документами на системы измерений на базе ультразвуковых преобразователей расхода

4-    Для счетчиков диаметром DN450 и более допускается проводить поверку на поверочной установке с верхним пределом воспроизведения расхода Qmax установки- Для диапазона от Qmax установки до Qmax значение пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях подтверждается имитационным методом. При этом присваиваются следующие значения пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

±0,5% в диапазоне от от Qmin до Qt;

±0,3% в диапазоне от Qt до Qmax установки;

_±0,5% в диапазоне от Qmax установки до Qmax;_

Таблица 4 - Технические характеристики счетчиков

Таблица 5 - Диапазоны измерений расхода газа (от Qmin до Qmax), пограничное значение расхода (Qt), значение максимальной(Утах) и пограничной скорости газа (Vt) в зависимости от типоразмера счетчика._

Знак утверждения типа

наносят на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики в верхнем левом углу, на боковую панель счетчика в центре методом наклейки.

Комплектность

Таблица 6 — Комплектность средства измерений.

Поверка

осуществляется по документу МП 0798-13-2018 «Инструкция. ГСИ. Счетчики газа ультразвуковые КТМ700 РУС. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 8 октября 2018 г.

Основные средства поверки:

-    рабочий эталон 1-го разряда в соответствии с Приказом Росстандарта от 29.12.2018 №2825 (поверочная среда: воздух или природный газ, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределами основной относительной погрешности не более ±0,3 %);

-    национальные эталоны в рамках соглашения CIPM MRA (установка поверочная расходоизмерительная, рабочая среда: воздух, диапазон воспроизведения единиц объемного расхода газа от 0,0003 до 16000 м3/ч, СКО от 0,01 до 0,03, НСП от 0,05 до 0,12, расширенная неопределенность при коэффициенте охвата k=2 от 0,06 до 0,11%);

-    установка поверочная расходоизмерительная, поверочная среда: природный газ, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределом основной относительной погрешности ± 0,23 %

-    секундомер электронный с таймерным выходом СТЦ-2м, диапазон измерения и отработки интервалов времени от 0,01 до 9999,99 с, пределы погрешности измерения интервалов Т времени ±(1510-6Т+0,01) (регистрационный номер 65349-16);

-    частотомер электронно-счетный Ч3-63, диапазон измеряемых частот от 0,1 Гц до 200 МГц (регистрационный номер 9084-90);

-    термометр сопротивления типа ТСП, пределы измерений от минус 20 °C до 70 °C, предел допускаемой погрешности ± 0,1 % (регистрационный номер 41891-09);

-    манометр деформационный образцовый с условной шкалой МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,25 (регистрационный номер 43816-10);

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение и контроль метрологических характеристик поверяемых СИ, с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке счетчика.

Сведения о методах измерений

приведены в ГОСТ 8.611-2013 «ГСИ. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода», в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 29.12.2018 №2825 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа

ТУ 26.51.63-001-РСТМ-2018 Счетчики газа КТМ700 РУС. Технические условия