Рынок узлов коммерческого учета газа за последнее десятилетие изменился коренным образом. Еще в середине 90-х годов прошлого столетия электронный корректор объема газа воспринимался как «заморское чудо».

В подавляющем большинстве случаев узел коммерческого учета газа, если и выполнялся не на базе сужающего устройства, а с использованием ротационного или турбинного счетчика газа, то пересчет потребленного объема газа из «рабочих» кубометров (т.е. от объема, который газ занимает при давлении и температуре в зоне установки счетчика газа) в «нормальные» (т.е. при температуре и абсолютном давлении нормальных условий — 20 ^оС и 760 мм рт. ст.) производился вручную, путем обработки диаграмм, на которые наносились показания самопишущих приборов: манометра (типа МТС) и термометра (типа ТГС).

Перед эксплуатирующими организациями в то время стояли такие задачи, как необходимость своевременного завода часовой пружины регистрирующих приборов, дозаправки чернил, смены диаграммной бумаги и т.д. Соответственно, надежность и достоверность таких «узлов учета», опирающихся напрямую на квалификацию оператора, обрабатывающего результаты измерений регистрирующих приборов, была крайне низкой, а погрешность измерения (даже при условии корректной обработки оператором результатов измерения) составляла не менее 5—7 %. При этом диапазон измерения расхода, как правило, не превышал 1:3, а при снижении расхода газа ниже нижнего предела измерения потребитель продолжал платить за него из расчета потребления газа на уровне указанного минимального предела измерения. При этом в целом ряде случаев переплата составляла 100 % и более.

Переход страны к рыночной экономике заставил потребителей газа искать пути снижения необоснованных затрат на газопотребление. При этом наиболее дальновидные потребители, естественно, обратили внимание на то, как данная проблема решается в странах со сформированной рыночной экономикой. В результате, после соответствующей сертификации, на нашем рынке появились первые счетчики газа и электронные корректоры таких известных фирм как Elster, Actaris (бывший Schlumberger), Instromet и др.

Несмотря на поистине заоблачную стоимость, по сравнению с уровнем цен на российские приборы, и крайне низкую стоимость природного газа, указанные приборы в целом ряде случаев показали высокую эффективность, а затраты на их приобретение окупались уже в течение первых лет эксплуатации.

Вместе с тем, опыт применения первых современных приборов учета газа в России тех лет показал, что:

1) условия эксплуатации приборов учета газа в России существенно тяжелее, чем в большинстве стран Европы, прежде всего из-за гораздо худшей очистки газа и более тяжелых климатических условий;
2) отсутствие в России сервисных служб иностранных изготовителей делало практически невозможным любой ремонт указанных изделий.
Для решения указанных вопросов, сдерживающих внедрение в России приборов учета газа мирового уровня, необходимо было, как минимум, создать в России полноценное представительство с собственным сервисным центром. По такому пути пошла, например, фирма Actaris. Однако кардинальное решение вопроса заключалось в производстве данной продукции непосредственно в России. Этим путем, который многими на Западе оценивался как рискованный, пошла, например, фирма Elster, создавшая с российскими партнерами совместное предприятие «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» (ранее «Газэлектроника»), на котором по лицензии Elster, было освоено производство электронных корректоров объема газа и ротационных газовых счетчиков.

Перенос производства указанной продукции в Россию позволил не только существенно снизить цены и сократить сроки поставки. Одновременно были решены следующие вопросы, необходимые для полноценного присутствия на российском рынке:
1) сформирован коллектив специалистов, способных не только успешно внедрять указанную продукцию, но и создавать на ее базе новые законченные изделия: измерительные комплексы учета газа, пункты учета газа и т.д.
2) обеспечено, совместно с российскими предприятиями — участниками данного СП, формирование полноценной программы дальнейшего внедрения указанной продукции
3) создана развитая сеть не только сервисных, но и внедренческих научно-методических центров, проводящих единую техническую политику.
Это позволило предприятию «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» занять одну из лидирующих позиций нам рынке поставщиков приборов учета газа.

Перспективность данного пути подтверждается хотя бы тем, что в настоящее время начинается производство счетчиков газа, по лицензии фирмы Actaris в ЭПО «Сигнал», г. Саратов. Однако насколько удачен выбор счетчика из номенклатуры Actaris и как отразится на объемах продаж тот факт, что новый счетчик комплектуется корректором объема газа производства указанного предприятия, не имеющего до настоящего времени серьезного опыта эксплуатации указанных устройств, покажет время.

Опыт, накопленный за последние годы, в течение которых в эксплуатацию были введены многие тысячи современных счетчиков газа, электронных корректоров и измерительных комплексов учета газа на их основе, позволил сформулировать следующие основные требования к указанным приборам:

1. Основные требования к счетчикам газа
1.1. Метрологические характеристики, соответствующие международным рекомендациям
1.2. Минимальная чувствительность к загрязнению газа, в т.ч. за счет установки фильтров с необходимой степенью очистки (запись соответствующих требований в эксплуатационную документацию, поставка фильтров в комплекте со счетчиками и т.д.)
1.3. Работоспособность в характерном для климатических условий России температурном диапазоне природного газа и окружающей среды
1.4. Минимальная чувствительность к искажениям эпюры скоростей на входе в счетчик (сокращение длин или отсутствие требований к прямым участкам на входе в счетчик) 1.5. Максимальный диапазон измерения расхода (не менее 1:20, при необходимости — до 1:30 и более)
1.6. Максимальный межповерочный интервал (не менее 3—4 лет, желательно — 5 и более лет)
1.7. Работоспособность без вспомогательных источников питания
1.8. Возможность работы во взрывоопасных зонах
1.9. Минимальная чувствительность к пневмоударам, пульсациям давления и расхода
1.10. Наличие весовых низкочастотных и ненормированных высокочастотных выходных сигналов для подключения электронного корректора объема газа и/или поверки счетчика
2. Основные требования к корректорам объема газа
2.1. Поставка в комплекте с датчиками давления и температуры
2.2. Суммарная погрешность вычисления (с учетом погрешности измерения давления и температуры) не более 0,5 %
2.3. Наличие автономного питания для работы в течение межповерочного интервала
2.4. Наличие энергонезависимых архивов по всем основным каналам получения информации, а также параметрам вычисления и нештатным ситуациям
2.5. Возможность передачи всей необходимой информации на удаленный компьютер
2.6. Возможность выдачи всей необходимой информации на принтер
2.7. Возможность работы во взрывоопасных зонах, в том числе – передачи информации из взрывоопасной зоны на удаленный компьютер
3. Основные требования к измерительным комплексам
3.1. Укомплектованность счетчиками газа и корректорами объема, удовлетворяющими п.п. 1 и 2.
3.2. Полная заводская готовность, т.е. измерительные комплексы поставляются полностью собранными, в виде моноблока (за исключением вариантов с вынесенными корректорами (по специальным требованиям заказчиков), а также в случаях установки датчиков температуры и отбора давления из подводящих трубопроводов (как правило, для типоразмеров счетчиков газа не более G100).
3.3. Получение измерительных комплексов, а также дополнительных блоков и узлов (блоков питания, устройств, обеспечивающих вывод информации на компьютер и/или принтер, а также удаленного доступа к информации) от одного изготовителя (поставщика).
3.4. Обеспечение качественного сервисного обслуживания всех функциональных блоков и комплекса в целом в гарантийный и последующий период в едином сервисном центре.

Проведенный анализ показывает, что сформулированным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют ротационные счетчики газа RVG (ЭЛЬСТЕР Газэлектроника) и DELTA (Actaris), турбинные счетчики газа СГ16МТ (Арзамасский приборостроительный завод), TRZ (ЭЛЬСТЕР Газэлектроника) и TZ Fluxi (Actaris). По заявленным характеристикам несомненный интерес представляют счетчики СТГ (ЭПО Сигнал), однако окончательный вывод по возможности их применения в составе узлов коммерческого учета газа можно будет сделать только после накопления необходимого опыта их применения в реальных условиях эксплуатации.

Из электронных корректоров объема газа наиболее полно отвечают указанным требованиям корректоры ЕК-260 (ЭЛЬСТЕР Газэлектроника), SEVC-D (CORUS) (Actaris), а также относительно новые на российском рынке µ-Elcor (Elgas). Технические характеристики и ориентировочная стоимость корректоров приведены в таблице 2. Что касается также представленных в данной таблице корректоров СПГ-741 (Логика), ВКГ-2 и ВКГ-3 (Теплоком) и СТД (Динфо), то они также обеспечивают корректное вычисление объема газа, приведенного к нормальным условиям.

Из измерительных комплексов необходимо прежде всего отметить комплексы СГ-ЭК (ЭЛЬСТЕР Газэлектроника), выполняемые на базе счетчиков газа RVG, СГ16МТ и TRZ и внесенные в Госреестр средств измерения России и ряда стран СНГ в качестве самостоятельных изделий. Комплексы выпускаются с 1997 года и получили заслуженное признание. В настоящее время в эксплуатации находится более 10 000 комплексов. Накоплен огромный опыт их эксплуатации и сервисного обслуживания, а также создания на их основе информационно-измерительных систем. Однако сформулированным требованиям принципиально удовлетворяют также измерительные комплексы, изготовленные в виде комбинации перечисленных выше счетчиков газа и корректоров объема. В целом ряде случаев сроки изготовления таких комплексов оказываются меньше, а стоимость не выше (а в ряде случаев – ниже), чем у комплексов СГ-ЭК. Производством таких комплексов, заслуживших признание потребителей, занимается фирма «Теплогаз-Центр». Следует отметить, что в этом случае у потребителей появляется реальное право выбора: применить наиболее подходящие для конкретных условий потребителя счетчики газа и корректоры.

Возможные комбинации счетчиков газа и корректоров объема газа в составе измерительных комплексов представлены в таблице 3.

Известные также измерительные комплексы учета газа, созданные на базе счетчиков газа других типов, прежде всего – вихревых, ультразвуковых и термоанемометрических.

Из измерительных комплексов на базе вихревых счетчиков газа следует выделить прежде всего изделия ВРСГ (производства НПП «Ирвис») и СВГ.М (производства ИПФ «Сибнефтеавтоматика»), из комплексов на базе ультразвуковых счетчиков газа ГОБОЙ-1 (производства рязанского завода «Теплоприбор») и УБСГ-1 и АГАТ (производства фирмы «Газдевайс»), из комплексов на базе термоанемотрических счетчиков газа РГА-100 (300) (изготовитель – НПО «Турбулентность – Дон»).

Производители данных типов приборов рекламируют их как изделия, не имеющие подвижных частей и, соответственно, менее чувствительные к загрязнению газа и пневмоударам, а также обладающие широким диапазоном измерения.

Нисколько не умаляя потенциальные достоинства данных приборов, вынуждены тем не менее обратить внимание и на особенности, присущие положенным в их основу методам измерения. Это прежде всего:

1. Повышенная чувствительность к эпюре скоростей потока газа в точке измерения, зависящей от наличия, прежде всего – выше по потоку, различных гидравлических сопротивлений: запорной арматуры, поворотов (колен) трубопроводов и т.д. Это приводит к необходимости увеличивать длины прямых участков до 10 и более диаметров условного прохода. В противном случае неизбежно возникает систематическая погрешность измерения расхода и количества газа, достигающая, в ряде случаев, нескольких процентов (т.е. в разы превосходящая декларированную основную погрешность измерения). Реальная возможность снижения указанной чувствительности к распределению скоростей потока газа в измерительном сечении имеется, пожалуй, только у ультразвуковых счетчиков газа, использующих многолучевую схему измерения скорости, с последующей обработкой результатов измерения по достаточно сложному алгоритму. Однако такие приборы и стоят достаточно дорого, да и в настоящее время отечественными производителями не выпускаются.
2. Повышенная чувствительность к режимам течения газа. Это относится прежде всего к вихревым и термоанемометрическим приборам. Причем проявляется она несколько по разному.
• Коэффициент преобразования вихревых расходомеров зависит от гидродинамического критерия - числа Рейнольдса Re потока в трубопроводе и, соответственно, при неизменных скорости потока и диаметре трубопровода от кинематической вязкости ? измеряемой среды. В тоже время кинематической вязкости ? не только различна для воздуха (на котором градуируются при поверке практически все счетчики газа), но и изменяется обратно пропорционально изменению давления газа в трубопроводе и с изменением температуры газа. Таким образом упомянутый коэффициент преобразования нуждается в существенной корректировке, возможность и корректность проведения которой требуют дополнительного подтверждения.
• Термоанемометрические расходомеры, относящиеся к классу тепловых, измеряют практически теплосъем с нагревательного элемента, который (при известной теплоемкости среды) однозначно связан с массовым расходом. Таким образом счетчики РГА-100 (300) являются фактически счетчиками массового расхода газа. Соответственно, для перехода от массового расхода к расходу природного газа при нормальных условиях (который и должен оплачиваться потребителями) требуется указанный массовый расход разделить на плотность газа при нормальных условиях. Однако указанная плотность зависит от состава газа, а ее изменения в течение короткого времени могут достигать 10% и более. В то же время информация об изменении состава газа самим прибором не измеряется и может вноситься вручную не чаще, чем несколько раз в сутки. С учетом изложенного, приборы РГА-100 (300) вообще трудно отнести к приборам, пригодным для коммерческого учета газа.
3. Большие невозвратимые потери давления. Это относится прежде всего к вихревым счетчикам газа, которые представляют собой гидродинамический генератор колебаний, для работы которого (периодического образования и срыва вихрей с тела обтекания) требуется наличие на указанном теле значительного перепада давлений. Так потеря давления на счетчике СВГ.М при максимальном расходе составляет около 0,1 МПа, в то время как аналогичная потеря на турбинном или ротационном счетчике газа не превышает 1,2…1,5 кПа.
4. Энергозависимость. Одним из требований к промышленному узлу учета газа является энергонезависимость, под которой понимается возможность продолжения учета газа при отсутствии внешнего энергоснабжения в течение продолжительного времени. Данное требование, по нашему мнению, является необходимым, т.к. только в этом случае обеспечивается реальная метрологическая надежность измерений при возможных перебоях с подачами электричества. При этом не только должна сохраняться архивная база, но и именно продолжаться измерения. В приборах ВРСГ и РГА-100 (300) сделать это практически невозможно (или крайне затруднительно) из-за большого энергопотребления тепловыделяющих чувствительных элементов. В то же время у вихревых расходомеров с пъезоэлектрическими узлами съема сигнала (СВГ.М) и у ультразвуковых расходомеров данное требование может быть выполнено.

Таким образом, из перечисленных новых методов измерения действительно перспективными являются только ультразвуковые счетчики газа, в варианте многолучевого сканирования потока. К сожалению, такие приборы, как уже отмечалось отечественной промышленностьюне выпускаются, а упомянутые ГОБОЙ-1 и АГАТ выпускаются только на низкие давления (до 0,2 МПа) и на расходы не более 100 и 25 м3/ч соответственно.

Следует отметить, что массовая установка потребителями современных узлов учета газа и сопровождающееся этим уменьшение платежей потребителей газа, которые, как указывалось выше, теперь платят только за реально потребленный газ, привели к определенным трениям во взаимоотношениях с газораспределительными организациями (ГРО), которые лишились возможности списывать на потребителей свои проблемы, связанные с несовершенством учета газа и его возможными потерями при транспортировке.

В настоящее время данная ситуация заставляет ГРО самым серьезным образом заниматься проблемами небаланса газа. Это и совершенствование методов учета газа, получаемого от предприятий РАО «Газпром», и повышение надежности работы газопроводов, находящихся на балансе ГРО, и комплекс методических мероприятий, позволяющих более точно сводить баланс газа и совершенствовать систему оплаты за поставленный газ.

Одновременно разрабатываются комплексы мероприятий, позволяющие не только более четко сформулировать требования к узлам коммерческого учета газа и входящим в их состав функциональным блокам, но и к информационно-измерительным системам на их основе, контролирующим газопотребление и оплату за поставленный потребителям газ в режиме реального времени.

Суммируя изложенное, можно с уверенностью констатировать, что будущее за узлами учета газа, отвечающими изложенным выше требованиям, интегрированным в региональные информационно-измерительные системы. Таким образом, поставщики узлов учета газа должны уже в настоящее время предлагать потребителям необходимые для создания указанных систем периферийное оборудование и программное обеспечение, отвечающие необходимым требованиям удобства работы и надежности и обеспечивающие возможность передачи в удаленный диспетчерский пункт коммерческой и необходимой дополнительной технической информации и ее защиты от несанкционированного изменения.

Основные выводы:
1. Установка измерительных комплексов с электронными корректорами объема газа не только обеспечивает потребителям значительную экономию при оплате за газ (он платит только за реально потребленный энергоноситель), но и позволяет контролировать соблюдение поставщиком газа договорных условий, прежде всего – поддержание давления газа на уровне договорных значений.
2. В настоящее время потребителям предлагается целая гамма современных счетчиков газа, электронных корректоров объема газа и измерительных комплексов на их основе.
3. При выборе измерительного комплекса потребителям следует обращать особое внимание не только на технические характеристики указанных изделий, но и на наличие опыта их эксплуатации в российских условиях и обеспеченность сервисным обслуживанием.
4. Измерительные комплексы должны иметь возможность интегрирования в региональные информационно-измерительные системы, обеспечивающие сбор и обработку коммерческой и технической информации от узлов учета газа, а также защиту передаваемой информации от несанкционированного воздействия.