В настоящее время для народного хозяйства в целом и для газовой отрасли в особенности огромное значение имеют вопросы, связанные с совершенствовани-ем системы измерения и учета природного газа на всех уровнях его технологиче-ского процесса добычи, транспортирования и использования, а также с внедрени-ем энергосберегающих технологий и решением проблемы небаланса.

Решение этих вопросов связано с разработкой целого комплекса нормативно-технических документов, которые на законодательном уровне закрепляют отношения, касаю-щиеся измерения и учета газа, проведения учетно-расчетных операций, а также с техническим переоснащением и созданием единой Автоматизированной Системы Коммерческого Учета Газа (АСКУГ).

Несовершенство системы учета газа и невысокая точность узлов коммерче-ского учета, отсутствие нормативной базы и единых требований к узлам учета га-за являются основными причинами неэффективного использования природного газа, небаланса и финансовых потерь в системе "поставщик - потребитель".

По последним данным, из общего числа узлов учета, 58 % приходится на механические самопишущие СИ (средства измерения) с погрешностью не менее 5 %, доля ротационных и

турбинных счетчиков составляет всего 13 %, при этом ос-нащенность узлов учета электронными корректорами (вычислителями) расхода составляет всего лишь 29 %.

Оснащенность узлами учета газа объектов народного хозяйства [Таблица 1]

Свыше 20 млн. абонентов среди населения не имеют приборов учета и полу-чают газ по нормам. По оценкам экспертов на реализацию программы по созда-нию современной системы приборного учета газа потребуется порядка 40 млрд. рублей. Цифра, безусловно, внушительная. Но данные затраты, во-первых, оку-пятся в течение 3-5 лет за счет годовой экономии в 10,5-15,75 млрд. руб., полу-ченной от переоснащения ГРС, объектов промышленной сферы и ЖКХ (включая население) высокоточными узлами учета газа, отвечающими современным требо-ваниям (повышение точности на 2-3 %, при цене на газ 1500 руб. за тыс. куб. м. и годовых поставках в 350 млрд. м3) а, во-вторых, позволят более рационально ис-пользовать запасы газового топлива России.

Краткая история и ближайшие перспективы развития современных промыш-ленных узлов коммерческого учета газа представлены в обзоре [1].

В настоящей статье дается краткий обзор продукции, выпускаемой немецко-российским совместным предприятием ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" (г. Ар-замас), одним из учредителей и генеральным дилером которого является ООО "Научно-производственная фирма "РАСКО" (г. Москва). За 10-летний срок совместной работы наши предприятия выработали и ус-пешно реализуют на практике принципы комплексного подхода к решению за-дачи оснащения потребителей всех категорий современными приборами учета газа, создания информационно-измерительных систем сбора и обработки инфор-мации, поступающей от узлов учета газа, и "пожизненного" сервисного обслужи-вания поставляемой продукции. Это позволило, впервые в российской практике, предложить потребителям и поставщикам природного газа полноценный комплекс аппаратных средств и про-граммно-технических решений, обеспечивающий надежное получение достовер-ной информации об объемах потребленного природного газа всеми категориями потребителей: от индивидуального до крупного промышленного предприятия.

Измерительные комплексы СГ-ЭК. Наши предприятия были первыми, предложившими в 1997 г. российскому потребителю полностью законченный из-мерительный комплекс коммерческого учёта газа СГ-ЭК в составе турбинного счётчика газа типа СГ и электронного корректора объема газа типа ЕК-88/К. В настоящий момент измерительный комплекс СГ-ЭК сертифицирован в составе турбинного (СГ, TRZ) или ротационного (RVG) счётчиков газа и электронных корректоров объема газа ЕК-88/К или ЕК260.

Комплексный подход при разработке и изготовлении СГ-ЭК [2, 3] позволил обеспечить ответственность предприятия-изготовителя за достоверные измерения в пределах заявленных точностей, бесперебойную и надежную работу всех его составных частей, возможность применения широкого спектра коммуникационного оборудования и различных способов интеграции узлов учета, выполненных на их основе, в автоматизированные системы коммерческого учета газа.

Измерительные комплексы СГ-ЭК полностью соответствуют требованиям действующих нормативно-технических документов, прошли сертификационные испытания в рамках утверждения типа средства измерения как единый узел и поступают к потребителю в полной заводской готовности. Таким образом исключаются дополнительные затраты на приобретение комплектующих, на услуги монтажной организации для установки датчиков давления и температуры и на поверку в органах ЦСМ его отдельных составляющих. Рабочие расходы составляют 0,8 - 25000 м³/ч, а рабочее давление - от 0,08 до 7 МПа.

Приведенная относительная погрешность измерительного комплекса СГ-ЭК не превышает: - ±1,5 % (в диапазоне 0,1Q_max или 0,2Q_max - для RVG и СГ, TRZ соответственно); - ±2,5 % (в диапазоне 0,1Q_max или 0,2Q_max - для RVG и СГ, TRZ соответственно).

Преимуществами комплекса СГ-ЭК, кроме высокой точности измерения объёма газа, являются: компактность, малые прямолинейные участки и удобство при монтаже (особенно при подаче газа сверху вниз), автономность, отсутствие необходимости проведения дополнительных настроек на месте установки, наличие сертификата соответствия по взрывозащищённости электрооборудования и Разрешения Ростехнадзора на применение.

Счетчики газа. Точность узла учета на базе измерительного комплекса СГ-ЭК, в первую очередь, определяется качеством изготовления счетчика газа. В настоящее время технически реализуемая погрешность турбинных и ротацион-ных первичных преобразователей, используемых в измерительных комплексах СГ - ЭК, на номинальных расходах не превышает 1%.

Тщательность проработки конструкции и точность изготовления деталей и узлов ротационного счетчика газа RVG обеспечивают высокую точность в большом диапазоне расходов (1:100) и высокую динамическую точность измерения в условиях импульсного режима работы. Он не чувствителен к характеру потока газа и, соответственно, не требует прямолинейных участков на входе и выходе счетчика, что делает его установку на объекте более компактной, чем у турбинного счетчика. Диапазон расходов типоразмерного ряда ротационных счетчиков RVG находится в пределах 0,8 - 650 м3/ч, а максимальное давление газа составляет 1,6 МПа.

Турбинные счетчики (СГ и TRZ) хорошо зарекомендовали себя при измерении плавно меняющихся потоков газа. Диапазон расходов типоразмерного ряда составляет от 10 до 25000 м³/ч, а у одного счетчика ограничивается величиной 1:30, расходы газа. Счетчики изготавливаются на рабочее давление до 7,5 МПа.

Основным преимуществом бытовых и коммунальных диафрагменных счетчиков газа серии ВК, применяемых в сетях низкого давления (до 50 кПа), является временная стабильность метрологических характеристик, широкий диапазон измерения (1:160), надежность и большой межповерочный интервал (10 лет), возможность применения электронных корректоров по температуре (ТС210) и дистанционной передачи информации по низкочастотным сигналам.
Счетчики газа TRZ, RVG, бытовые счетчики газа серии ВК и электронные корректоры типа ЕК выпускаются ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" по лицензии фирмы Elster (Германия).

Электронные корректоры объема газа. Они преобразуют рабочий объём газа к стандартным условиям, с учётом текущих значений давления и температуры газа и вычисленного коэффициента коррекции. Поэтому, наряду с первичным преобразователем, электронный корректор является важным элементом узла коммерческого учёта газа, выполненного на базе измерительного комплекса СГ-ЭК.

Электронный корректор объема газа ЕК260 стал логическим продолжением надежных и точных решений, заложенных в его предшественнике - электронном корректоре ЕК-88/К.
Реализуя принцип комплексного подхода, ЕК260, в отличие от большинства отечественных вычислителей, поставляемых без датчиков, проходит поверку на предприятии-изготовителе комплектно с датчиками давления и температуры по методике поверки, утверждённой ВНИИМС, имеет взрывозащищенное исполнение и внесен в Госреестр средств измерений. Поэтому погрешность вычисления стандартного объёма газа включает в себя погрешности измерения канала давления и канала температуры. Наличие встроенных литиевых элементов питания обеспечивает энергонезависимость ЕК260 от внешних источников питания (автономность) в течение 5 лет.

Дополнительно к этому ЕК260 предоставляет оператору узла учета доступ к полному объему информации, отражающему его процесс работы. Без использования дополнительного оборудования оператор может установить факт и причину отклонения от заданного режима в работе узла учета [4].

Набор данных, отображаемых на дисплее, перекрывает потребности даже самого взыскательного инспектора. Два архива статистических данных по итогам месяца, интервальный архив дают полную картину о режиме газопотребления. Глубина архивов исключает возможность того, что часть информации будет утеряна в случае продолжительного периода между обращениями к ним. Кроме того, ЕК260 содержит журнал событий и журнал изменений. Журнал событий позволяет не только установить сам факт возникновения нештатной ситуации или поступления сигнала от внешних устройств, но и определить продолжительность действия с привязкой к реальному времени. Изменения параметров корректора фиксируются в журнале изменений. Более того, здесь однозначно идентифицируется, кто внес изменения - поставщик или потребитель, что повышает ответственность сторон и облегчает анализ спорных ситуаций.

Безусловно, функциональные возможности ЕК260 не заканчиваются в пределах корпуса корректора. Дополнительно к этому он оснащен двумя типами интерфейсов - оптическим и проводным, предназначенными для связи с внешними устройствами. Интерфейсы, с точки зрения аппаратной и программной части, полностью соответствуют общепризнанным мировым и Российским стандартам. Это позволяет использовать с ЕК260 широкий спектр коммуникационного оборудования. Благодаря этому доступ к данным корректора может быть осуществлен как локально в месте установки узла учета, так и дистанционно - посредством различных способов передачи данных, будь то коммутируемая телефонная сеть, ра-диоканал, сеть сотовой связи или локальная вычислительная сеть с протоколом TCP/IP. Такие возможности многократно облегчают процесс эксплуатации узла учета. К примеру, в последнее время все чаще приходиться слышать о необходимости постоянного мониторинга за компонентным составом газа и своевременной передачи этих данных в измерительные комплексы узлов учета газа. Применяя ЕК260, нет необходимости посещать узел учета для изменения компонентного состава газа в параметрах электронного корректора. Данная процедура легко выполняется посредством дистанционной связи с узлом учета. А это, в свою очередь, снижает требования к человеческим ресурсам газоснабжающих компаний, высвобождая их для более важных задач.

Температурный корректор ТС210 дополняет ЕК260, когда применение полнофункционального электронного корректора экономически не обосновано. Прежде всего это относится к сетям низкого давления. Многофункциональный электронный корректор объема газа с компенсацией по температуре ТС210 разработан специалистами ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" в сотрудничестве с Elster и яв-ляется логическим продолжением широко известного и хорошо зарекомендовавшего себя корректора ТС-90. Применение корректора ТС210 в комплекте с коммунальными счетчиками газа серии ВК отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным узлам коммерческого учета газа (рис. 5).

Пункты учета и редуцирования газа серии ПУГ, ПРДГ, ПУРДГ. В обеспечение комплексного похода газоизмерительного оборудования, ООО "ЭЛЬ-СТЕР Газэлектроника" на базе измерительного комплекса СГ-ЭК, фильтра газа серии ФГ 16-50 и регулятора давления MR50 (производства фирмы Elster, Германия), освоило производство пунктов учёта газа серии ПУГ, пунктов редуцирования газа серии ПРДГ и пунктов учёта и редуцирования газа серии ПУРДГ.
Данные пункты могут быть использованы для учёта и редуцирования газа в системах газоснабжения сельских или городских населённых пунктов, коммунально-бытовых зданий, объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Особое внимание на этапе разработки было уделено выбору оборудования высокого качества. Поэтому в качестве регулятора давления газа был выбран хорошо зарекомендовавший себя в эксплуатации, как в европейских странах, так и в России, регулятор серии MR50 (фирма Elster, Германия) со встроенным предохранительным запорным клапаном (ПЗК). Для учёта расхода газа в единицах объёма, приведённого к стандартным условиям, в пунктах серий ПУГ и ПУРДГ установлен измерительный комплекс СГ-ЭК на базе ротационного RVG или турбинного TRZ счётчика газа и электронного корректора объёма газа ЕК260.

Для очистки газа пункты всех трёх серий оснащены фильтрами газа серии ФГ16 с встроенными индикаторами перепада давления ДПД16 Это позволяет осуществлять непрерывный контроль степени засорения фильтрующего элемента в процессе эксплуатации и своевременно производить его регенерацию или замену. В состав пунктов входят показывающие манометры для измерения давления газа на входе и выходе и устройство обводного газопровода (байпас).

По степени защиты от внешних условий окружающей среды пункты всех трёх серий могут быть выполнены в одном из четырёх исполнений:
1) исполнение Р - монтаж входящего в пункт оборудования производится на металлической раме;
2) исполнение Ш - монтаж входящего в пункт оборудования производится в защитном металлическом не утеплённом, не отапливаемом шкафу;
3) исполнение ШУЭО - монтаж входящего в пункт оборудования производится в защитном металлическом утеплённом шкафу с электрическим обогревом.
4) исполнение ШУГО - монтаж входящего в пункт оборудования производится в защитном металлическом утеплённом шкафу с газовым обогревом (рис. 7, рис. 8).

В зависимости от вида исполнения пункты могут быть использованы для ра-боты в диапазоне температур окружающей среды от -20 С до +60 С либо от -40 С до +60 С.

Автоматизация учета газа [5].

Организация автоматизированного сбора данных от узлов учета газа (УУГ) уже не экзотическая игрушка, а насущная необходимость упорядочивания взаимоотношений между поставщиком и потребителем газа. Если два - три года назад приходилось убеждать в преимуществе обработки данных УУГ на персональном компьютере перед распечаткой на принтере, то теперь постоянно возникают вопросы о возможности интеграции в автоматизированные системы коммерческого учета газа.
Существуют два способа интеграции УУГ в АСКУГ:
­ установка на УУГ дополнительного электронно-вычислительного оборудования (контроллер), отвечающего за накопление и передачу данных;
­ использование коммуникационных возможностей корректора объема газа с дополнительной установкой только коммуникационного оборудования.

Первый вариант позволяет расширить возможности по анализу и обработке данных УУГ на месте, сделать доступными для дистанционного доступа информацию не только корректора объема газа, но и других измерительно-сигнальных устройств УУГ, задействовать резервные каналы передачи данных, инициировать сеанс связи со стороны УУГ. Основным достоинством этого варианта является унификация протокола передачи данных от УУГ в центр сбора. Однако первый вариант, во-первых, является не дешевым решением, а во-вторых, программное обеспечение контроллера должно быть однозначно и безусловно согласовано с протоколом электронного корректора.

Второй вариант наиболее прост и доступен в реализации, но, в свою очередь, определяет дополнительные требования к коммуникационным возможностям корректоров объема газа, а именно:
- интерфейс передачи данных в соответствии с одним из наиболее распространенных стандартов в промышленности (RS232, RS422, RS485, токовая петля, HART);
- протокол передачи данных должен быть стандартизован на российском или мировом уровне;
- подключение коммуникационных устройств должно быть возможным без использования узкоспециализированных адаптеров;
- два интерфейса передачи данных: локальный и дистанционный.

Применение широко распространенных типов интерфейсов устраняет про-блемы коммутации корректора с коммуникационным оборудованием, т.к. даже если невозможно, к примеру, подключить модем к корректору, то всегда найдется необходимый конвертер для решения задачи. Использование стандартизованного протокола обмена снижает затраты на внедрение отдельного типа УУГ в информационную систему, за счет того, что разработчики программного обеспечения или уже имели опыт работы с данным протоколом или могут получить необходимую информацию о нем в полном объеме. Дополнительный интерфейс позволяет получать данные о работе УУГ, не только центру сбора данных, но потребителю газа и службе эксплуатации.

Применение протокола обмена данными МЭК 61107 в новом семействе устройств LIS200, производимых фирмой Elster и ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" и поставляемых нашими предприятиями, позволяет унифицировать считывание данных со всех приборов данного семейства, не смотря на различия выполняемых функций. К семейству приборов LIS200 относятся: корректоры ЕК260 и ЕК230(210), корректор ТС210, концентраторы данных серии DL200, концентраторы и передатчики системы EuroTrace.

Продукция ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" постоянно модернизируется с учетом требований, предъявляемых к современным УУГ, как на Российском, так и на международном рынках. Изделия ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" внедре-ны в АСКУГ во многих регионах страны. Комплексный подход, реализуемый в представленном выше газоизмерительном оборудовании, выпускаемом ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника" по лицензии фирмы Elster, позволяет наиболее полно и качественно решить вопросы, касающиеся измерения и учета газа, а также технического переоснащения ГРС, объектов промышленной сферы и ЖКХ (включая население) и создания единой Автоматизированной Системы Коммерческого Учета Газа.

Литература:
1. Золотаревский С.А., Осипов А.С. Современные промышленные узлы коммерческого учета газа. Краткая история и ближайшие перспективы.// Энерго-анализ и энергоэффективность. 2005, № 4-5, с. 61-64.
2. Левандовский В.А., Гущин О.Г. Узлы замера газа на основе комплексов СГ-ЭК//Энергосбережение. 2005. № 1. с. 42-44.
3. Левандовский В.А., Гущин О.Г., Федоров А.В., Егоров Н.Л. Совершен-ствование системы измерения и учета газав с целью снижения небаланса и вне-дрения энергосберегающих технологий в газовой промышленности //Энергосбережение. 2004. № 6. с. 44-46.
4. Рогинский А.В. Контроль диапазона расхода газа электронными коррек-торами// Энергосбережение. 2005. № 5. с. 22-23.
5. Левандовский А.М. Корректор объема газа ТС210. Автоматизация учета газа// Энергосбережение. 2005. Юбилейный номер. с. 59-61.