Вихревой расходомер «ЭМИС-ВИХРЬ 200»: новые возможности измерения газа, пара и жидкости

Вихревые расходомеры «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» стали первыми приборами в продуктовой линейке компании «ЭМИС». Их разработка началась в 2003 году, при этом первые установленные приборы (2005г. выпуска) находятся в эксплуатации и в настоящее время и успешно проходят периодические поверки.

Расходомер «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» на объекте «РН-Краснодарнефтегаз». Дата ввода в эксплуатацию – 2006 год

Благодаря накопленному опыту эксплуатации десятков тысяч произведенных расходомеров, а также успешной реализации многочисленных НИОКР, на сегодняшний день вихревые счетчики «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» обладают техническими характеристиками, отвечающими самым высоким запросам ведущих компаний в нефтедобывающей, энергетической, химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Результатом многолетней работы профессиональной команды стали конкурентные преимущества расходомеров «ЭМИС»-ВИХРЬ 200»:

• Одна из лучших точностей измерения для вихревого расходомера в России и за рубежом: ±0,5% для жидких сред и ±0,7% для газовых сред;
• Встроенная функция вычислителя - вычисление массового расхода и массы жидкостей, газов, насыщенного и перегретого пара, а также объемного расхода и объема газов, приведенного к стандартным условиям с нормированной погрешностью в соответствии с типовыми методиками на основе ГСССД;
• Возможность подключения внешних датчиков давления и температуры к электронному блоку расходомера;
• Исполнение с двухпроводной схемой подключения (одновременное питание и передача сигнала по токовой петле);
• Токовый выход без дополнительной погрешности;
• Сохранение класса точности 0,5% при содержании в жидкости газовых включений до 2,5%; класса точности 1% и 1,5% при наличии газовой фазы до 4%, сохранение работоспособности с погрешностью ± 6,5% при содержании газа в жидкости до 15%;
• Возможность эксплуатации при температуре окружающей среды до -60º С без дополнительных средств обогрева;
• Цифровая обработка и фильтрация сигнала сенсора;
• Возможность изготовления приборов с монтажными и присоединительными размерами конкурентных российских и зарубежных аналогов;
• Удаленная передача данных (Modbus TCP IP, Wireless-HART), настройка, поверка и диагностика посредством Modbus RTU по интерфейсам RS-485, USB и HART;
• Утвержденная имитационная поверка и возможность её проведения без снятия с трубопровода;
• Фирменное сервисное и диагностическое ПО «ЭМИС-Интегратор»;
• Рудничное исполнение для применения в подземных разработках шахт и рудников, в которых существует опасность присутствия рудничного газа, горной пыли;
• Наличие сертификата соответствия ГОСТ Р-53678 и ГОСТ Р-53679 для применения в средах, содержащих сероводород;
• Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
• Наличие сертификатов соответствия европейским директивам ATEX, PED и EMC;
• Сертификация в СДС «Интергазсерт» и на соответствие РТМ ПАО «Газпром» № 311.001-90 «Приборы для установок добычи и переработки природного газа и нефти, содержащих сероводород и углекислый газ. Требования к материалам приборов и условиям эксплуатации».

В настоящее время на выбор Заказчика представлено несколько версий исполнения электронного блока с различными выходными сигналами и возможностями, в части измерения расхода газа, пара и жидкостей. Более подробно остановимся на особенностях данных исполнений.

Внедрение двухпроводной схемы подключения

Традиционно в электронном блоке вихревого расходомера «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» использовалась четырехпроводная схема подключения, при которой отдельно подается питание, и отдельно осуществляется съем сигнала. Отвечая требованиям времени и, прежде всего, требованиям Заказчика, в 2019 году было выведено исполнение с двухпроводной схемой подключения. В данной версии питание и съем сигнала осуществляются по токовой петле.

• аналоговый (токовый) выходной сигнал 4-20мА (с NAMUR или без);
• HART;
• частотно-импульсный c настраиваемым весом и длительностью импульса (с NAMUR или с «открытым коллектором»).
• интерфейс USB с протоколом Modbus RTU, применяемый для настройки и конфигурирования электронного блока;
• Modbus RTU RS-485.

Новые возможности расширенной версии электроники со встроенным вычислителем

Наряду с разработкой электронного блока с двухпроводной схемой подключения были внесены изменения в стандартное исполнение прибора с четырехпроводной схемой подключения.

В частности, были аттестованы алгоритмы встроенного вычислителя, с помощью которых осуществляется вычисление массового расхода воды, насыщенного и перегретого водяного пара по методике ГСССД МР 147-2008, объемного расхода в стандартных условиях природного газа – по ГОСТ Р 8.662 или ГОСТ 30319 (2,3)-2015, воздуха – по ГСССД 8-79, попутного нефтяного газа – по ГСССД МР 113-03.

Таблица: Параметры алгоритмов расчета природного газа, воздуха, нефтяного газа, воды и пара

В настоящее время ведется аттестация алгоритмов встроенного вычислителя расчета для газов: азот, ацетилен, кислород, диоксид углерода, аммиак, аргон, водород по стандарту ГСССД МР 134-07.

Обращаем внимание, что функция расчета массового расхода насыщенного и перегретого пара и объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, доступна для расширенной версии электроники со встроенным вычислителем («ВВ») с возможностью подключения внешних датчиков давления и температуры. Контроллер при этом не требуется.

Выходные сигналы вихревого расходомера со встроенным вычислителем:

• частотно-импульсный или дискретный выходной сигнал;
• аналоговый (токовый) выходной сигнал 4-20мА без дополнительной погрешности;
• интерфейс RS-485 с протоколом Modbus RTU;
• интерфейс USB с протоколом Modbus RTU;
• токовая петля 4-20мА с протоколом HART.

Расходомер без функции вычислителя также предназначен для измерения объёма и объёмного расхода жидкостей, газов и агрессивных сред при рабочем давлении и рабочей температуре, но уже в составе комплексов учета, например, «ЭМИС-Эско 2210», с применением внешних вычислителей.

Необходимо отметить, что электроника вихревых расходомеров «ЭМИС»-ВИХРЬ 200», помимо поддержания современных коммуникационных стандартов в части выходных сигналов, (в том числе наличия DD и FDT/DTM библиотек) имеет возможность спектральной обработки и фильтрации входного сигнала с сенсора. Данная функция, а также применение для съема сигнала датчика изгибающего момента, патент на который был получен в 2019 году, обеспечивают заявленные классы точности при измерении жидкости, газа и пара, в том числе при наличии включений и неоднородной рабочей среде.

Настройки прибора

Выбирая какую-либо сложную продукцию технического назначения необходимо понимать, что, как правило, по умолчанию, она выпускается предприятием-производителем с заводскими настройками, которые, может случиться, не будут соответствовать требованиям реального технологического процесса в точке учета. В этой части ЗАО «ЭМИС» проявляет в рамках своей производственной и сбытовой политики лояльность своим покупателям и заказчикам.

Например, по умолчанию, при выпуске с завода настраиваемый вес и длительность импульса вихревого расходомера «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» (модификация ЭВ200-050-А0-Ж-Н-Ф1-1,6-100-СИ-Т-А1-Н2-ГП) с двухпроводной схемой подключения Ду 50, предназначенного для измерения жидкости, имеют значения 0,02 л и 562мкс, что может не соответствовать входным значениям уже применяемого на предприятии заказчика вторичного оборудования. Но вопрос решается вполне легко: достаточно в своем запросе указать необходимые параметры, и прибор будет выпущен с завода с индивидуальными настройками. Такое же утверждение применимо и при приобретении узлов учета энергоносителей, в частности, внешний вычислитель, применяемый в комплексе, может быть заранее запрограммирован метрологической службой компании «ЭМИС» под параметры технологического процесса покупателя при выпуске продукции с завода. Тем более, данная услуга актуальна, если клиент приобретает вихревой расходомер ТМ «ЭМИС» со встроенным вычислителем: для поверки прибора однозначно требуются параметры процесса для программирования и настройки функции вычислителя, - отчего выигрывает и заказчик, так как получает уже настроенный на заводе прибор с уставками, соответствующими его (заказчика) технологическому процессу.

Также для всех версий исполнения электронных блоков доступна функция настроек:

• изменение параметров технологического процесса (такие как, степень сухости пара, компонентный состав газа) на месте эксплуатации по цифровым выходам или с помощью индикатора;
• применение мастера настройки фильтров (настройка по пустой трубе) для защиты расходомера от помех;
• восстановление заводских параметров расходомера из памяти расходомера по цифровым интерфейсам, в случае выполнения ошибочных настроек;
• сверка параметров расходомера с эталонными (или с заводскими, или с созданными заказчиком после настройки).

Цифровая фильтрация входного сигнала

Одним из элементов цифровой обработки сигнала является возможность фильтрации. Вторичный преобразователь расходомера «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» поддерживает несколько типов фильтров:

• 4 заграждающих (полосовых) фильтра;
• заградительный фильтр на 50 Гц;
• фильтр по минимальной амплитуде сигнала;
• фильтр по минимальному расходу;
• степень демпфирования расхода;
• медианный фильтр.

Все фильтры настраиваются при выпуске прибора, в большинстве случаев этого достаточно, чтобы без настройки эксплуатировать расходомер. Однако, при активном воздействии внешних факторов может потребоваться дополнительная настройка на месте эксплуатации, для чего используется фирменное программное обеспечение «ЭМИС-Интегратор».

Сертификация

Наряду с совершенствованием технических характеристик и развитием программного обеспечения расходомера «ЭМИС»-ВИХРЬ 200», проводится большая работа по сертификации прибора, в том числе в системах добровольной сертификации. В частности, в 2020 году был получен сертификат СДС «Интергазсерт», подтверждающий соответствие высоким требованиям ПАО «Газпром». Ранее, как уже упоминалось выше, счетчик-расходомер вихревой «ЭМИС» был аттестован АО «ВНИИГаз» на соответствие РТМ (Рекомендуемый технический материал) ПАО «Газпром» № 311.001-90 «Приборы для установок добычи и переработки природного газа и нефти, содержащих сероводород и углекислый газ. Требования к материалам приборов и условиям эксплуатации».

Кроме того, расходомеры «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» имеют сертификаты соответствия европейским директивам ATEX, PED и EMC, сертификаты соответствия требованиям ГОСТ Р 53679-2009 (ИСО 15156-1:2001) и ГОСТ Р 53678-2009 (ИСО 15156-2:2003) «Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа», сертификат уровня полноты безопасности SIL2 и другие.

С полным перечнем дополнительных сертификатов и обязательной разрешительной документацией возможно ознакомиться в соответствующем разделе сайта.

Чтобы заказать прибор, необходимо заполнить опросный лист и отправить его на электронный адрес sales@emis-kip.kz