Турбулентность-ДОН реализует крупномасштабные проекты по обеспечению метрологического суверенитета страны
В целях выполнения положений «Доктрины энергетической безопасности России», утвержденной Указом Президента РФ от 13 мая 2019 года 216, а также Федерального закона 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» 11 июня 2019 года, министром торговли и промышленности Российской Федерации Д. В. Мантуровым и председателем правления ПАО «Газпром» А. Б. Миллером утверждена дорожная карта по созданию Государственного первичного специального эталона расхода природного газа высокого давления. Согласно п. 6 дорожной карты предусмотрено создание инфраструктуры для эксплуатации Государственного первичного специального эталона в рамках проектирования третьего пускового комплекса Уральского регионального метрологического центра ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» ГИС «Долгодеревенская».
Рис. 1. Функциональная схема ГИС СПУ ПГ-018
Проект расширения Уральского регионального метрологического центра «Газпрома» (Цех №3) – это создание первой в России площадки для испытаний, поверки и калибровки приборов измерения объемного расхода газа (расходомеров) при его прокачке по магистральным газопроводам под давлением от 0,1 до 10 МПа. Это технологическая установка, предназначенная для передачи эталонного значения единицы расхода газа на расходомеры на высоком давлении. Действующий Уральский региональный метрологический центр (Цех №1 и Цех №2) функционирует только в проточном режиме работы в диапазоне давлений 5,4-7,4 МПа.
Совместно с ПАО «Газпром» и подведомственным Росстандарту ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» выполнение опытно-конструкторских работ по созданию Государственного первичного специального эталона единицы объемного расхода газа высокого давления и изготовлению кольцевой газоизмерительной системы на природном газе СПУ ПГ-018 ведет ООО НПО «Турбулентность-ДОН». Компания имеет более чем 20-ти летний уникальный опыт разработки и эксплуатации эталонных кольцевых поверочных установок на базе собственной метрологической службы, в том числе на природном газе.
Рис. 2. Эталонная сопловая поверочная установка на природном газе СПУ ПГ-2М, производства ООО НПО «Турбулентность-ДОН»
Рис. 3. Эталонная испытательная мультигазовая установка СПУ-МГ-4М, производства ООО НПО «Турбулентность-ДОН»
Уникальность газоизмерительной системы СПУ ПГ-018:
- Возможность поверки и калибровки расходомеров широкого диапазона применения: от узлов учета промышленных потребителей до расходомерных комплексов приграничных ГИС;
- Установка состоит из малого и большого кольцевых контуров. Применение кольцевой схемы обеспечивает независимость режима работы ГИС от режима магистрального газопровода;
- Движение газа обеспечивается промышленными вентиляторами высокого давления (ПВВД);
- Стабильность температуры газа при поверке создается двухконтурной системой термостабилизации с уникальной компоновкой.
Данная установка в Государственной поверочной схеме станет рабочим эталоном 1-го разряда для калибровки/поверки расходомеров природного газа диаметрами DN 50 ÷ DN 600 и займет лидирующие позиции среди установок Европейских метрологических центров.
Таблица 1. Характеристики кольцевой поверочной установки по ТЧДЗ
Таблица 2. Сравнение установок Европейских метрологических центров
Реализация проекта на этапе базового инжиниринга показала необходимость разработки и изготовления уникальной технологической оснастки для ГИС СПУ ПГ-018. Потребовались научные и инженерные изыскания, а также технические решения, аналогов которых ранее в России не существовало по причине повышенных требований к оборудованию, которое должно работать в среде природного газа при высоком давлении до 10МПа.
Инновационные решения при разработке промышленных вентиляторов высокого давления
Для достижения требований технического задания ООО НПО «Турбулентность-ДОН» были рассчитаны параметры перепада давления и требуемой мощности ГИС СПУ ПГ-018.
Таблица 3. Параметры перепада давления и требуемой мощности ГИС СПУ ПГ-018
Изначально закупка промышленных вентиляторов высокого давления планировалась у немецкой компании, имеющий опыт изготовления подобного оборудования, но на пути реализации проекта в условиях санкций, введенных странами ЕС в отношении России, поставка изделий европейских производителей стала нецелесообразной из-за возникающих рисков при эксплуатации и техническом обслуживании. Усложнило ситуацию и то, что агрегаты с заданными характеристиками в мире ранее не изготавливались, но в результате были найдены отечественные производители, которые смогли обеспечить производство требуемого высокотехнологического оборудования.
Таблица 4. Параметры электродвигателей
Таблица 5. Параметры промышленных вентиляторов высокого давления
Рис. 4. 3Д-модель электродвигателя и ПВВД
Реализуемые требования к электродвигателям и ПВВД:
- Работа в среде природного газа при давлении в корпусе 10 МПа;
- Встроенная жидкостная система охлаждения;
- Ввод мощности 1,25 МВт в корпус электродвигателя, заполненный природным газом при давлении 10 МПа;
- Работа подшипниковых узлов в среде природного газа при давлении 10 МПа, в течении всего срока эксплуатации без смазки.
Особенность системы охлаждения ГИС СПУ ПГ-018
Рис. 5. Функциональная схема системы охлаждения
В системе используются 2 чиллера, мощностью по 300 кВт, и один резервный. Система охлаждения установки обеспечивает стабильность поддержания температуры с точностью +/-0,5° и низкое энергопотребление (600 кВт) при большой тепловой мощности охлаждения (до 7,2 МВт) за счет применения аккумулятора холода объемом 1000 м3. Поддержание температуры газа во время измерения за счет применения многоконтурной схемы с автоматическим регулированием перетока охлаждающей жидкости между контурами.
Компенсаторы длины ГИС СПУ ПГ-018
Рис. 6. 3Д-модель компенсаторов длины
Компенсаторы длины с максимальным рабочим ходом 270 мм и рабочим давлением 10 МПа впервые разработаны и произведены в России.
Уникальность эталонного оборудования
Рис. 7. 3Д-модель Государственного первичного специального эталона (ГПСЭ)
Рис. 8. Расходомеры Turbo Flow UFG с повторяемостью 0,1% (Dn400, Dn250, Dn100)
Передача единицы измерения объема природного газа осуществляется от Государственного первичного специального эталона (ГПСЭ), в котором создан активный поршневой газовый прувер с 4-мя цилиндрами и возможностью поочередного отключения.
В качестве рабочих эталонов используются турбинные счетчики с повышенными требованиями точности (не хуже 0,2%). Контроль метрологических характеристик рабочих эталонов в процессе эксплуатации осуществляется ультразвуковыми расходомерами Turbo Flow UFG специальной конструкции с повторяемостью 0,1%, производства ООО НПО «Турбулентность-ДОН».
Решения, применяемые в автоматизированной системе управления технологическим процессом:
- Высокотехнологичная российская программная система для автоматизации технологических процессов (АСУ ТП) SCADA TRACE MODE;
- «Технология единой линии программирования» – возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента;
- Технология единой линии программирования позволяет в рамках одного проекта создавать средства человеко-машинного интерфейса, программировать промышленные контроллеры;
- TRACE MODE работает под Windows и Linux;
- Адаптивный ПИД-регулятор (изменения параметров ПИД-регулятора в реальном времени).
Уникальность технологической схемы
Конструкция установки выполнена с целью обеспечения минимальных искажений структуры потока за счет применения Y-образных тройников с плавным разделением/слиянием потоков. 23 уникальных трубных элемента индивидуальной конструкции применены в ГИС СПУ ПГ-018.
Рис. 9. Малое кольцо. Раструб DN300 – 2 DN250 подача от раструба на эталонные линии DN250
Рис. 10. Малое кольцо. Раструб DN400 – 3 DN30
Рис. 8. Этап сборки большого кольцевого контура
Результатом реализации проекта станет развитие отечественной системы стандартизации, гармонизированной с требованиями международных стандартов – она обеспечит необходимые требования к системе измерения и решение целого ряда задач, укрепит энергетическую безопасность страны.
Создание Государственного первичного специального эталона в Российской Федерации позволит создать высокий уровень точности результатов измерений объема природного газа, усилит позиции отечественного топливно-энергетического комплекса на внешних рынках в вопросах обеспечения единства измерений расхода природного газа, а также сократит для отечественных компаний затраты на поверку и калибровку расходомеров, расширит компетенции российских производителей и создаст конкуренцию зарубежным поставщикам.
Статья опубликована в журнале «СФЕРА. Нефть и Газ» №3/2023
Статья в формате pdf →
- 346800, Ростов-на-Дону,
- автодорога Ростов-Новошахтинск,
1-км, стр. 6/8 - ☎ +7 (863) 203-77-80
- info@turbo-don.ru
- turbo-don.ru
