Οδηγός
Συστήματα μέτρησης φυσικού αερίου
Τι είναι ένας σταθμός μέτρησης, από τι αποτελείται, ποιοι μετρητές και ποιοι σταθμοί υπάρχουν, πώς διακριβώνονται — και τι κάνουμε εμείς, από τη μελέτη ως τη θέση σε λειτουργία.
Τι είναι ένα σύστημα μέτρησης και γιατί χρειάζεται
Σύστημα μέτρησης, ή σταθμός μέτρησης, είναι η εγκατάσταση που μετρά πόσο φυσικό αέριο περνά από ένα σημείο του δικτύου. Μπαίνει εκεί όπου το αέριο αλλάζει χέρια: στην είσοδο μιας χώρας, στη σύνδεση δύο δικτύων, στην παράδοση σε δίκτυο διανομής ή σε μεγάλο καταναλωτή, όπως μια μονάδα ηλεκτροπαραγωγής.
Επειδή με αυτή τη μέτρηση εκδίδονται τιμολόγια, λέγεται τιμολογιακή μέτρηση (custody transfer) και πρέπει να είναι ακριβής, επαναλήψιμη και ελέγξιμη. Ένα μικρό συστηματικό σφάλμα, σε μεγάλη ροή, γίνεται μεγάλο ποσό κάθε χρόνο.
Το αέριο τιμολογείται συνήθως σε ενέργεια (kWh ή MWh), όχι σε όγκο. Γι’ αυτό ο σταθμός δεν μετρά μόνο τον όγκο: μετρά την πίεση και τη θερμοκρασία, για να αναγάγει τον όγκο σε πρότυπες συνθήκες, και τη σύσταση του αερίου, για να υπολογίσει τη θερμογόνο δύναμή του. Ο όγκος σε πρότυπες συνθήκες επί τη θερμογόνο δύναμη δίνει την ενέργεια.
Από τι αποτελείται ένας σταθμός
Πατήστε ένα μέρος για να το δείτε στο σχέδιο.
Στο σχέδιο: Βάνες εισόδου και εξόδου
Απομονώνουν τον σταθμό από τον αγωγό, για συντήρηση ή σε έκτακτη ανάγκη. Συχνά είναι υπόγειες, με το στέλεχος και τον μηχανισμό χειρισμού πάνω από το έδαφος, και συχνά έχουν ηλεκτρικό ενεργοποιητή για τηλεχειρισμό.
Συγκρατούν σκόνη, σκουριά και υγρά που κουβαλά το αέριο, ώστε να μη φθείρονται οι μετρητές και οι ρυθμιστές και να μη μετρούν λάθος. Μπαίνουν συνήθως δύο, το ένα εφεδρικό, για να καθαρίζεται το φίλτρο χωρίς να σταματά η ροή.
Όταν πέφτει η πίεση, το αέριο ψύχεται (φαινόμενο Joule–Thomson). Η προθέρμανση ανεβάζει πρώτα τη θερμοκρασία του, ώστε μετά τη ρύθμιση να μην παγώνουν οι βάνες και να μη σχηματίζονται υδρίτες. Χρειάζεται εκεί όπου ο σταθμός ρίχνει και την πίεση.
Ο συλλέκτης μοιράζει το αέριο σε δύο ή περισσότερες παράλληλες γραμμές, καθεμία με τον δικό της μετρητή. Μία λειτουργεί και μία είναι εφεδρική, ή όλες μοιράζονται τη ροή. Κάθε γραμμή έχει βάνες στην αρχή και στο τέλος, για να βγαίνει εκτός για έλεγχο ή αλλαγή μετρητή.
Διάτρητη πλάκα ή δέσμη σωλήνων πριν από τον μετρητή. Διορθώνει το προφίλ της ροής που χαλούν οι καμπύλες και οι βάνες, ώστε ο μετρητής να μετρά ροή όμοια με εκείνη της διακρίβωσής του. Μαζί με τα ευθύγραμμα τμήματα πριν και μετά τον μετρητή, τον ορίζουν ο κατασκευαστής και τα πρότυπα.
Η καρδιά της γραμμής: μετρά τον όγκο, ή τη μάζα, του αερίου που περνά. Σε μεγάλους σταθμούς μεταφοράς χρησιμοποιούνται κυρίως μετρητές υπερήχων· σε μικρότερους, στροβιλομετρητές ή μετρητές θετικής εκτόπισης. Τα είδη τους, πιο κάτω.
Μετρούν την πίεση και τη θερμοκρασία του αερίου στον μετρητή. Με αυτές τις δύο τιμές ο υπολογιστής ροής μετατρέπει τον όγκο που μετρήθηκε στον όγκο που θα είχε το αέριο σε πρότυπες συνθήκες.
Κλείνει τη μέτρηση: παίρνει τα δεδομένα του μετρητή, την πίεση, τη θερμοκρασία και τη σύσταση του αερίου, και υπολογίζει όγκο σε πρότυπες συνθήκες, μάζα και ενέργεια, στιγμιαία και αθροιστικά. Κρατά και το αρχείο ελέγχου (audit trail) με κάθε αλλαγή και κάθε συναγερμό.
Αναλύει δείγμα του αερίου και δίνει τη σύστασή του: μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα. Από τη σύσταση υπολογίζονται η θερμογόνος δύναμη και η πυκνότητα, που χρειάζονται για την ενέργεια. Ένας χρωματογράφος μπορεί να εξυπηρετεί όλες τις γραμμές του σταθμού.
Στους σταθμούς μέτρησης και ρύθμισης, οι ρυθμιστές ρίχνουν την πίεση στην τιμή του δικτύου που ακολουθεί. Βάνες ταχείας διακοπής (slam-shut) και βαλβίδες εκτόνωσης προστατεύουν το δίκτυο αν αστοχήσει ο ρυθμιστής.
Γραμμή γύρω από το τμήμα μέτρησης, για να συνεχίζεται η τροφοδοσία σε εργασίες συντήρησης. Το αέριο που περνά από εκεί δεν μετριέται· γι’ αυτό η παράκαμψη μένει κλειστή και σφραγισμένη, και ανοίγει μόνο με τους κανόνες του διαχειριστή του δικτύου.
Η μονάδα τηλεμετρίας (RTU) στέλνει τις μετρήσεις, τις καταστάσεις και τους συναγερμούς στο κέντρο ελέγχου του διαχειριστή, και δέχεται εντολές για τις τηλεχειριζόμενες βάνες. Συστήματα αδιάλειπτης τροφοδοσίας (UPS) κρατούν σε λειτουργία τη μέτρηση και τις επικοινωνίες αν κοπεί το ρεύμα.
Στην πράξη: ο σταθμός μέτρησης της Καρδιάς
Είδη μετρητών
Αυτές είναι οι πέντε τεχνολογίες που συναντά κανείς πιο συχνά σε σταθμούς μέτρησης φυσικού αερίου. Η επιλογή εξαρτάται από τη ροή και το εύρος της, την πίεση, την ακρίβεια που ζητά η σύμβαση και τη συντήρηση. Κάθε κάρτα οδηγεί στο αναλυτικό άρθρο της SEMAC Automation.
Μετρητές υπερήχων (USM)
Αισθητήρες στα τοιχώματα στέλνουν παλμούς υπερήχων διαγώνια, με τη ροή και αντίθετα σε αυτήν. Ο παλμός που ταξιδεύει με τη ροή φτάνει λίγο νωρίτερα· από τη διαφορά χρόνου υπολογίζεται η ταχύτητα του αερίου, και από αυτήν ο όγκος.
Πού ταιριάζει: Μεγάλες ροές και υψηλή πίεση: σταθμοί μεταφοράς, διασυνδέσεις, τιμολογιακή μέτρηση με μετρητές πολλών διαδρομών. Χωρίς κινούμενα μέρη, με μικρή πτώση πίεσης και με διαγνωστικά για την κατάσταση της μέτρησης.
Πρότυπα: ISO 17089-1 · AGA Report No. 9
Διαβάστε περισσότερα στη SEMAC AutomationΣτροβιλομετρητές
Το αέριο γυρίζει έναν ρότορα με κεκλιμένα πτερύγια. Η ταχύτητα περιστροφής είναι ανάλογη της ταχύτητας του αερίου· ένας αισθητήρας μετρά τα πτερύγια που περνούν, και κάθε παλμός αντιστοιχεί σε γνωστό όγκο.
Πού ταιριάζει: Μεσαίες και μεγάλες ροές καθαρού αερίου, σε σταθμούς διανομής και σε βιομηχανίες. Θέλει ευθυγραμμιστή ροής και περιοδικό έλεγχο των εδράνων.
Πρότυπα: EN 12261 · AGA Report No. 7
Διαβάστε περισσότερα στη SEMAC AutomationΤο σκίτσο δείχνει μετρητή οβάλ γραναζιών, τη μορφή για υγρά. Στο αέριο η ίδια αρχή εφαρμόζεται με περιστροφικά έμβολα.
Μετρητές θετικής εκτόπισης
Ο μετρητής εγκλωβίζει διαδοχικά σταθερούς όγκους αερίου ανάμεσα σε περιστρεφόμενα μέρη και στο κέλυφος, και μετρά τις στροφές. Στο φυσικό αέριο η συνηθισμένη μορφή είναι ο περιστροφικός μετρητής, με δύο έμβολα σε σχήμα οκτώ (Roots).
Πού ταιριάζει: Μικρές και μεσαίες ροές, με καλή ακρίβεια και στις χαμηλές παροχές: βιομηχανικοί καταναλωτές και σταθμοί διανομής.
Πρότυπα: EN 12480
Διαβάστε περισσότερα στη SEMAC AutomationΜετρητές Coriolis
Το αέριο περνά από σωλήνες που πάλλονται. Η ροή μάζας στρεβλώνει ελαφρά την ταλάντωση (δύναμη Coriolis), και η διαφορά φάσης ανάμεσα σε δύο αισθητήρες δίνει απευθείας τη μάζα, όχι τον όγκο.
Πού ταιριάζει: Μικρότερες γραμμές όπου χρειάζεται η μάζα, π.χ. σταθμοί συμπιεσμένου φυσικού αερίου (CNG)· μετρούν και την πυκνότητα. Πολύ διαδεδομένοι και στη μέτρηση υγρών.
Πρότυπα: ISO 10790 · AGA Report No. 11
Διαβάστε περισσότερα στη SEMAC AutomationΜετρητές διαφορικής πίεσης (διάφραγμα)
Ένα διάφραγμα με οπή στενεύει τη ροή και δημιουργεί πτώση πίεσης. Ένας πομπός μετρά τη διαφορά πίεσης πριν και μετά· η ροή είναι ανάλογη της τετραγωνικής ρίζας της.
Πού ταιριάζει: Η κλασική, τυποποιημένη λύση: χωρίς κινούμενα μέρη, με διάφραγμα που υπολογίζεται κατά ISO 5167 και αλλάζει εύκολα για άλλο εύρος ροής. Το εύρος μέτρησης είναι μικρότερο: λόγω της τετραγωνικής ρίζας, εύρος 1:100 στη διαφορική πίεση καλύπτει μόνο 1:10 στη ροή.
Πρότυπα: ISO 5167-2 · AGA Report No. 3
Διαβάστε περισσότερα στη SEMAC Automation
Είδη σταθμών
Ο ίδιος βασικός εξοπλισμός συνδυάζεται διαφορετικά, ανάλογα με το πού μπαίνει ο σταθμός και τι άλλο κάνει εκτός από τη μέτρηση.
Σταθμός μέτρησης
Ο σκοπός του είναι η μέτρηση: φίλτρα, γραμμές μέτρησης, ανάλυση του αερίου και τηλεμετρία. Μπαίνει εκεί όπου μεγάλες ποσότητες αλλάζουν χέρια μέσα στο σύστημα μεταφοράς.
Έργα μας:
Σταθμός μέτρησης και ρύθμισης (M/R)
Μετρά και ρίχνει την πίεση, π.χ. από το δίκτυο μεταφοράς στο δίκτυο διανομής ή στην πίεση που χρειάζεται ένας μεγάλος καταναλωτής. Έχει επιπλέον προθέρμανση, ρυθμιστές και βάνες ασφαλείας.
Έργα μας:
Σταθμός παράδοσης σε πόλη (city gate)
Σταθμός μέτρησης και ρύθμισης στο σημείο όπου το σύστημα μεταφοράς τροφοδοτεί το δίκτυο διανομής μιας πόλης. Συχνά προσθέτει και οσμή στο αέριο (οσμοποίηση), για να γίνεται αντιληπτή μια διαρροή.
Σημείο διασύνδεσης
Εκεί όπου συναντώνται δύο συστήματα μεταφοράς, π.χ. στα σύνορα δύο χωρών ή όπου ένας νέος αγωγός συνδέεται με το εθνικό σύστημα. Η μέτρηση αφορά δύο διαχειριστές, γι’ αυτό μπορεί να μπει και δεύτερος μετρητής σε σειρά, για έλεγχο.
Έργα μας:
Σε skid ή στο εργοτάξιο
Ένας σταθμός μπορεί να κατασκευαστεί και να δοκιμαστεί ολόκληρος σε συνεργείο, πάνω σε ενιαίο πλαίσιο (skid), και να μεταφερθεί έτοιμος· ή να κατασκευαστεί στο εργοτάξιο, όταν το μέγεθος ή η μεταφορά δεν το επιτρέπουν. Το skid κερδίζει χρόνο στο εργοτάξιο και δοκιμάζεται πριν φύγει από το συνεργείο.
Έργα μας:
Skid στο συνεργείο, σταθμός στο εργοτάξιο
Και στα υγρά
Τα συστήματα μέτρησης υγρών, π.χ. σε φορτώσεις βυτιοφόρων και πλοίων ή σε αγωγούς προϊόντων, ακολουθούν την ίδια λογική, με τρεις διαφορές:
Μετρητές: συνήθως Coriolis, στροβιλομετρητές, μετρητές θετικής εκτόπισης ή υπερήχων, επιλεγμένοι για το ιξώδες και τη θερμοκρασία του υγρού. Επαλήθευση στη θέση του μετρητή: συχνά με prover, δηλαδή πρότυπο όγκο ή μετρητή αναφοράς. Από τη σύγκριση προκύπτει ο συντελεστής του μετρητή (meter factor). Αναγωγή: ο όγκος ανάγεται σε πρότυπη θερμοκρασία, συνήθως 15 °C, με συντελεστές διόρθωσης για τη θερμοκρασία και την πίεση· η ποιότητα του υγρού, π.χ. η πυκνότητα και το νερό, μετριέται χωριστά.
Πρότυπα και ακρίβεια
Τα πρότυπα ορίζουν πώς κατασκευάζεται, εγκαθίσταται και ελέγχεται κάθε μέρος της μέτρησης. Ποια ισχύουν σε κάθε έργο το ορίζουν η σύμβαση και ο διαχειριστής του δικτύου. Τα πιο συνηθισμένα:
- EN 1776
Υποδομές αερίου — Συστήματα μέτρησης αερίου — Λειτουργικές απαιτήσεις
Ο σχεδιασμός, η κατασκευή και ο έλεγχος ολόκληρου του σταθμού μέτρησης.
- EN 12186
Υποδομές αερίου — Σταθμοί ρύθμισης πίεσης αερίου για μεταφορά και διανομή — Λειτουργικές απαιτήσεις
Οι σταθμοί που ρυθμίζουν και την πίεση.
- ISO 17089-1
Μέτρηση ροής ρευστών σε κλειστούς αγωγούς — Μετρητές υπερήχων για αέριο — Μέρος 1: Μετρητές για τιμολογιακή μέτρηση και μέτρηση κατανομής
Οι μετρητές υπερήχων.
- AGA Report No. 9
Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic Meters
Οι μετρητές υπερήχων πολλών διαδρομών.
- EN 12261
Μετρητές αερίου — Στροβιλομετρητές αερίου
Οι στροβιλομετρητές.
- EN 12480
Μετρητές αερίου — Περιστροφικοί μετρητές εκτόπισης
Οι περιστροφικοί μετρητές θετικής εκτόπισης.
- ISO 5167-2
Μέτρηση ροής ρευστών με διατάξεις διαφορικής πίεσης σε αγωγούς κυκλικής διατομής που ρέουν γεμάτοι — Μέρος 2: Διαφράγματα
Οι μετρητές με διάφραγμα.
- EN 12405-1
Μετρητές αερίου — Διατάξεις μετατροπής — Μέρος 1: Μετατροπή όγκου
Η αναγωγή του όγκου σε πρότυπες συνθήκες.
- ISO 6976
Φυσικό αέριο — Υπολογισμός θερμογόνου δύναμης, πυκνότητας, σχετικής πυκνότητας και δείκτη Wobbe από τη σύσταση
Η ενέργεια από την ανάλυση του χρωματογράφου.
- OIML R 117
Δυναμικά συστήματα μέτρησης υγρών εκτός του νερού
Τα συστήματα μέτρησης υγρών.
- API MPMS
Manual of Petroleum Measurement Standards
Η μέτρηση υγρών υδρογονανθράκων: prover, συντελεστές διόρθωσης, δειγματοληψία.
Διακρίβωση και επαλήθευση
Διακρίβωση είναι η σύγκριση ενός οργάνου με αναφορά γνωστής ακρίβειας, με ιχνηλασιμότητα στα εθνικά πρότυπα. Δεν διορθώνει το όργανο· καταγράφει πόσο απέχει, ώστε η απόκλιση να διορθωθεί ή να ληφθεί υπόψη.
Σε έναν σταθμό διακριβώνονται όλα τα μέρη της μέτρησης: ο μετρητής σε εργαστήριο ροής, πριν από την εγκατάσταση και στα διαστήματα που ορίζει ο διαχειριστής· οι πομποί πίεσης και θερμοκρασίας στη θέση τους ή σε εργαστήριο· ο χρωματογράφος με πιστοποιημένο αέριο αναφοράς. Ο υπολογιστής ροής επαληθεύεται με γνωστές τιμές εισόδου.
Διακρίβωση οργάνων: services.semac.gr
Για την εργαστηριακή διακρίβωση οργάνων, ο Όμιλος SEMAC προσφέρει τις υπηρεσίες του στο services.semac.gr.
Μετάβαση στο services.semac.grΤι κάνουμε εμείς
Αναλαμβάνουμε συστήματα μέτρησης από τη μελέτη ως τη θέση σε λειτουργία, ολόκληρα (EPC) ή σε μέρος τους.
Μελέτη
Λεπτομερής μελέτη και σχεδιασμός του σταθμού, τεχνικές μελέτες, σχέδια και υπολογισμοί, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του πελάτη και τα διεθνή πρότυπα.
Προμήθεια
Προμήθεια του εξοπλισμού και των υλικών: συστήματα μέτρησης, σωληνώσεις, βάνες, όργανα, ηλεκτρολογικά συστήματα και συστήματα ελέγχου.
Κατασκευή στο συνεργείο
Συναρμογή και συγκόλληση των σωληνώσεων, τοποθέτηση βανών, ενεργοποιητών και οργάνων, επιθεώρηση και δοκιμές στο εργοστάσιο, στις εγκαταστάσεις μας στη ΒΙ.ΠΕ. Σίνδου.
Κατασκευή στο εργοτάξιο
Θεμελιώσεις, κτίρια και αίθουσες ελέγχου, μεταλλικές κατασκευές, σωληνώσεις διεργασίας και βάνες, καλωδιώσεις, πίνακες ελέγχου και SCADA.
Όργανα και διακρίβωση
Εγκατάσταση και διακρίβωση του εξοπλισμού μέτρησης και των οργάνων από την ομάδα μας.
Δοκιμές και θέση σε λειτουργία
Λειτουργικές δοκιμές όλων των συστημάτων, επαλήθευση της απόδοσης και παράδοση, με τον φάκελο μηχανικής ολοκλήρωσης (MC book).
Από τα έργα μας
Έργα συστημάτων μέτρησης
Σταθμός μέτρησης ΔΕΣΦΑ Καρδιάς (U-9430): μελέτη, προμήθεια και κατασκευή
Μελέτη, προμήθεια και κατασκευή (EPC) του σταθμού μέτρησης Καρδιάς (U-9430) για τον ΔΕΣΦΑ: ακριβής μέτρηση αερίου και αξιόπιστη λειτουργία στο εθνικό δίκτυο.
Δείτε το έργο
Σταθμός ρύθμισης και μέτρησης αερίου για μονάδα ηλεκτροπαραγωγής στο Grudziądz της Πολωνίας
Πλήρης μελέτη, κατασκευή, δοκιμές στο εργοστάσιο και επίβλεψη ανέγερσης και θέσης σε λειτουργία σταθμού ρύθμισης και μέτρησης αερίου (GRMS) σε skid.
Δείτε το έργο
Νέο σύστημα μέτρησης για την 4η μετρητική γραμμή του σταθμού U-3020 Αγίας Τριάδας
Νέο σύστημα μέτρησης για την 4η μετρητική γραμμή του σταθμού U-3020 Αγίας Τριάδας, για ακριβή μέτρηση της ροής αερίου σε όλο το εύρος λειτουργίας.
Δείτε το έργο
Σύστημα μέτρησης φυσικού αερίου 40 ιντσών με υπερηχητικούς μετρητές ροής
Σύστημα μέτρησης φυσικού αερίου 40 ιντσών: δύο γραμμές λειτουργίας και μία γραμμή ελέγχου/εφεδρείας με υπερηχητικούς μετρητές, από τη μελέτη ως τις δοκιμές.
Δείτε το έργοΕπέκταση και αναβάθμιση δύο σταθμών μέτρησης/ρύθμισης του ΔΕΣΦΑ στη Θεσσαλονίκη (U-2220 Ανατολικός, U-2240 Βόρειος)
Λεπτομερής μελέτη, προμήθεια, εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία τρίτης γραμμής ρύθμισης/μέτρησης σε κάθε σταθμό, με πλήρη προμήθεια εξοπλισμού.
Δείτε το έργοΣυχνές ερωτήσεις
Σύντομες απαντήσεις για τα συστήματα μέτρησης φυσικού αερίου.
Σχεδιάζετε σταθμό μέτρησης;
Πείτε μας τη ροή, την πίεση και τι πρέπει να μετρά ο σταθμός. Η ομάδα μας θα επικοινωνήσει μαζί σας.