Основні поняття витрати газу

 

3.Основні поняття витрати газу.

 

    Так як природний газ є високоефективним енергоносієм, в умовах економічної кризи газифікація може скласти основу соціально-економічного розвитку, забезпечити поліпшення умов праці і побуту населення, а також зниження забруднення навколишнього середовища. Крім того, природний газ є цінною сировиною для хімічної промисловості. Використання газового палива дозволяє впроваджувати ефективніше методи передачі теплоти, створювати економічні та високопродуктивні теплові агрегати з меншими габаритними розмірами, вартістю і високим ККД, а також підвищувати якість продукції.

    Безпека, надійність та економічність газового господарства залежать від ступеня підготовки обслуговуючого персоналу.

Основним завданням при використанні природного газу є його раціональне споживання, тобто зниження питомої витрати шляхом впровадження економічних технологічних процесів, при яких найбільш повно реалізуються позитивні властивості газу. Застосування газового палива дозволяє уникнути втрат тепла, що визначаються механічним і хімічним недожогом. Зменшення втрат теплоти з йдуть продуктами горіння досягається спалюванням газу при малих коефіцієнтах витрати повітря. При роботі агрегатів на газовому паливі можливо також поетапне використання продуктів горіння. Основними завданнями в галузі розвитку систем газопостачання є:

застосування для мереж і обладнання нових полімерних матеріалів, нових конструкцій труб та з'єднувальних елементів, а також нових технологій;

запровадження ефективного газовикористовуючого обладнання;

розширення використання газу в якості моторного палива на транспорті;

впровадження енергозберігаючих технологій;

забезпечення на основі природного газу виробництва тепла та електроенергії для децентралізованого тепло-та енергозбереження невеликих міст і сільських населених пунктів.

    Одним з найважливіших умов виконання завдань капітального будівництва з газопостачання міст та населених пунктів, а також сільського господарства, є підвищення рівня індустріалізації будівництва та його максимальна механізація.

   Це завдання нерозривно пов'язана з проблемою оптимізації проектних рішень, мета яких полягає у створенні необхідних передумов для підвищення ефективності капіталовкладень, скорочення і модернізації виробничої бази будівельної організації та впровадження в будівельну практику уніфікованих вузлів і конструкцій газопроводів і мережевих споруд.

    Для цього необхідна широка типізація повторюваних конструкцій і проектних рішень. В якості першорядної завдання політичної, економічної важливості намічено прискорення розвитку газової промисловості для задоволення внутрішніх потреб країни та потреб експорту. Були виконані значні роботи з випуску високоякісних газових плит, автоматизованих водонагрівальних, опалювальних приладів, зварювальних агрегатів, спецапаратури для ефективного використання газу, для механізації та автоматизації технологічних газових процесів на газороздавальних станціях, телемеханізації міських газових господарств.

 

   Видобування - технологічний процес вилучення з покладу нафти, природного газу та газового конденсату, їх підйому на денну поверхню та подавання до установок підготовки до транспортування.

   Виробничо-технологічні витрати - кількість нафти, природного газу, газового конденсату, яка витрачається на здійснення технологічних процесів видобування, підготовки до транспортування та транспортування нафти, природного газу та газового конденсату в межах нафтогазопромислового об'єкта.

  

   Витрати - частина нафти, природного газу і газового конденсату, яка неминуче втрачається під час здійснення технологічних процесів видобування, підготовки до транспортування та транспортування в межах нафтогазопромислового об'єкта у зв'язку з неможливістю реалізації цих процесів без вказаних втрат за сучасного рівня техніки і технології.

Нафтогазопромисловий об'єкт - сукупність різних або однакових за функціональним призначенням споруд і обладнання для здійснення те

хнологічних процесів видобування, підготовки до транспортування та транспортування нафти, природного газу та газового конденсату в його межах.

   Нормативні втрати - гранична величина втрат нафти, природного газу і газового конденсату, що визначається за встановлених технологічними регламентами (режимами) параметрів роботи обладнання нафтогазопромислового об'єкта, за умови дотримання у технологічних процесах діючих норм, правил та інструкцій.

Нормативні виробничо-технологічні витрати - гранична величина виробничо-технологічних витрат, що розраховується для суб'єкта господарювання на основі технічної документації на технологічне обладнання, яке використовується на нафтогазопромисловому об'єкті, технологічних регламентів і планових даних проведення необхідних технологічних операцій згідно з чинною нормативною документацією.

 

   Обсяги видобутку - кількість нафти, природного газу та газового конденсату, вилучена з покладу на денну поверхню та приведена до стандартних умов.

Підготовка до транспортування нафти (газового конденсату) - технологічний процес сепарації, стабілізації, зневоднення та знесолювання з метою доведення продукції до товарних кондицій, що визначаються чинними нормативними документами стосовно якості продукції.

   Підготовка до транспортування природного (у тому числі нафтового) газу - технологічний процес, який складається з виділення з газу рідких вуглеводнів, сірководню, меркаптанів, механічних домішок, осушення його від вологи з метою доведення продукції до товарних кондицій, що визначаються чинними нормативними документами стосовно якості продукції.

 

   Суб'єкт господарювання - юридична або фізична особа, що має спеціальний дозвіл на користування нафтогазоносними надрами з метою дослідно-промислової або промислової розробки родовищ нафти, природного газу та газового конденсату та є платником рентних платежів.

Транспортування - технологічний процес переміщення нафти, природного газу та газового конденсату мережею промислових трубопроводів, що знаходяться на балансі суб'єкта господарювання.

Нормативні втрати визначаються для технологічних процесів з кожного джерела втрат для кожного родовища, на якому суб'єкт господарювання здійснює видобуток нафти, природного газу та газового конденсату.

Нормативні виробничо-технологічні витрати визначаються на технологічні операції з кожного джерела витрат для кожного родовища, на якому суб'єкт господарювання здійснює видобуток нафти, природного газу та газового конденсату.

 

  

4.Методи вимірювання газу.

 

   Методи вимірювання витрати газу і рідини (рос. методы измерения расхода газа и жидкости; англ. measurement methods of fluid and gas flow rate, нім. Messmethoden f pl des Gas- und Flüssigkeitsverbrauches) – методи, які основані на використанні гідрогазодинамічних, електромагнітних, теплових, ультразвукових і оптичних явищ.

 

Ці методи розділяються:

1) за принципом дії на

а) гідрогазодинамічні, в основу яких покладено гідродинамічні явища, які спостерігаються при протіканні потоку через різні пристрої чи обтіканні потоком різних тіл;

б) електромагнітні, теплові, ультразвукові та оптичні, в основі яких лежать відповідні фізичні явища;

2) за принципом реєстрації на

динамічні (вимірювання швидкості),

об’ємні (вимірювання об’єму) і

масові (вимірювання маси).

 

   Основу вимірювальних комплексів складають вимірювальні пристрої (давачі витрати), перетворювачі та прилади, що реєструють витрату і кількість газів та рідин. У залежності від умов експлуатації застосовують прилади як для госпрозрахункових стаціонарних, так і для оперативних та тимчасових вимірювань. Особливу групу приладів і витратовимірювальних комплексів складають зразкові вимірювальні пристрої.

 

    Метод вимірювання витрати газів і рідин за змінним перепадом тиску, який використовується в газовій і нафтовій промисловості, простий в реалізації, добре вивчений і, по суті, є єдиним стандартизованим методом для госпрозрахункових вимірювань. Основні положення методу викладені в “Правилах для вимірювання витрати газів і рідин звужувальними пристроями: РД 50-213-80” (введені в дію з 01.07.1982 р.) і в Міжнародному стандарті ІСО 5167.

 

   У більшості витратовимірювальних комплексів знаходять застосування діафрагмові звужувальні пристрої. З метою зниження безповоротних втрат тиску замість діафрагм можуть бути використані труби Вентурі чи витратовимірні сопла.

 

   Стандартні сопла і труби Вентурі можуть бути використані замість діафрагм для вимірювання витрати газу чи рідини. Стандартні сопла мають поздовжну частину з боку входу потоку і циліндричну частину, яка закінчується на виході гострою кромкою. Труби Вентурі складаються з трьох частин і відрізняються від стандартних сопел наявністю конічної частини, що розширюється, на боці виходу потоку. Профільні частини сопел і труб Вентурі з боку входу потоку повинні бути гладко відшліфовані. Кут φ конусності дифузора на виході потоку з труб Вентурі звичайно становить 5°≤φ≤30°.

 

   Звужувальні пристрої встановлюють у прямолінійній ділянці трубопроводу. Напрям прохідного потоку повинен відповідати напрямку, вказаному на кільцевій камері чи маркувальній пластині. Довжина патрубка перед звужувальним пристроєм повинна забезпечувати нормальний розподіл профілю швидкостей по перерізу потоку. Це можливо, якщо довжина патрубка перед звужувальним пристроєм не менше 20D. Застосування пластинкових чи трубчастих струменевипрямлячів зменшує довжину ділянки трубопроводів перед звужувальним пристроєм. Довжина прямої ділянки трубопроводу за звужувальним пристроєм повинна бути не менше 5D. Відбір тиску для вимірювання перепаду тиску здійснюється з плюсового і мінусового штуцерів камер, в яких розміщується звужувальний пристрій. Штуцери для відбору тиску, вимірювання температури і густини потоку необхідно ставити у верхній частині перерізу труби.

 

   При виборі звужувальних пристроїв звичайно враховують їх вартість; втрати тиску; складність виготовлення і монтажу; довжину прямих ділянок вимірювальних ліній; умови зношування і швидкість руху потоку. Найбільші втрати тиску виникають у діафрагмах, найменші – в трубах Вентурі. У газовій промисловості найбільше поширення одержали діафрагмові звужувальні пристрої, як найпростіші щодо обслуговування, ревізії і монтажу. В практиці експлуатації витратовимірювальних комплексів виникає необхідність періодичної перевірки звужувальних пристроїв, їх очищення чи заміни. Зняття і встановлення звужувальних пристроїв проводять звичайно після перекриття запірних пристроїв на вході та виході вимірювальних ліній і після випускання з них газу чи рідини. Вказана операція може бути здійснена і під тиском, якщо конструкція камери для встановлення звужувальних пристроїв забезпечує таку можливість. Для стандартних витратовимірювальних пристроїв, які працюють за змінним перепадом тиску, точність вимірювання лежить у межах 1-2%, хоча відомі випадки вимірювання витрати з більшою точністю.

 

   Кількість речовини виражають у одиницях об’єму (м3) чи маси (кг), а кількість теплоти – у одиницях енергії (Дж, ГДж). Прилади для вимірювання кількості називають лічильниками. Лічильники вимірюють об’єм величини або величину енергії за будь-який проміжок часу: доба, тиждень, місяць і т.п.. Кількість при цьому визначається як різниця показань лічильника. Лічильники речовин найчастіше є приладами прямого вимірювання і відлік по їх шкалі дає значення кількості без додаткових обчислень, а теплолічильники – це прилади посередніх вимірювань, де результат визначається обчисленням по значенням прямих вимірювань температур прямого і зворотного потоків та витрати потоку теплоносія.

 

   Витрата речовини також може бути об’ємною (м3/с) або масовою (кг/с) і визначається кількістю речовини, що проходить крізь той чи інший переріз каналу за одиницю часу. Прилади для вимірювання витрати називають витратомірами. Ці прилади додатково можуть бути оснащені лічильниками (інтеграторами), що дозволяє проводити вимірювання витрати і кількості.

У залежності від метода вимірювання можна виділити наступні витратоміри: змінного перепаду тисків, що основані на залежності від витрати перепаду тисків у звужувальному пристрої в наслідок часткового переходу потенційної енергії потоку у кінетичну; витратоміри критичного стікання із звужувальним пристроєм, витрата потоку крізь яке не залежить від тиску за звужувальним пристроєм і визначається лише тиском потоку перед ним; швидкісного напору для вимірювання витрати динамічного напору потоку за допомогою пневмометричних трубок; змінного рівня, що основані на залежності від витрати висоти рівня рідини у посудині при вільному стіканні її крізь отвір у дні чи боковій стінці посудини; постійного перепаду тисків, що основані на залежності від витрати речовини вертикального переміщення тіла (поплавка), який змінює при цьому площину перерізу прохідного отвору приладу таким чином, щоб перепад тисків пообидва боки поплавка залишався постійним; безконтактні, серед яких переважно застосовуються електромагнітні, ультразвукові і теплові.

 

   Витратоміри змінного перепаду тиску є одними з найбільш розповсюджених приладів, що застосовуються у різних галузях промисловості. Цим витратомірам притаманні переваги, що забезпечили їм не тільки широке застосування, але і тривалу живучість незважаючи на існування великої кількості інших приладів вимірювання витрати і кількості матеріальних потоків. До цих переваг можна на сам перед віднести наступні: простота конструкції і експлуатації; універсальність застосування, для потоків рідини, газу і пари; можливість повірки і атестації звужувальних пристроїв шляхом розрахунку по результатах вимірювань геометричних розмірів трубопроводу і звужувального пристрою; зручність масового виробництва, що передбачає індивідуальне виготовлення тільки звужувальних пристроїв, а дифманометри і вторинні прилади є серійними пристроями, випуск яких промисловістю не залежить ні від виду, ні від параметрів вимірювального середовища.

Витратоміри критичного стікання застосовують в основному для вимірювання витрати газових потоків. До витратомірів критичного стікання належать витратоміри із звужувальним пристроєм (соплом). Витрата газу через яке не залежить від тиску газу за соплом і визначається тільки тиском газу перед ним. Це пов’язано з тим, що при досягненні або перевищенні газом у звужувальному пристрої швидкості звуку тиск газу за соплом не буде впливати на швидкість потоку газу у критичному перерізі сопла.