Методы учёта СПГ

1. Методы учёта СПГ

Повышение точности измерений на сужающих устройствах

2. Технологические решения измерения СПГ в ООО «Криогаз – Высоцк»

Для измерения расхода валового продукта используется
комплекс технических средств в составе:
1.
Сужающее устройство
трубопровод.
2.
Преобразователь перепада давления Rosemount 2051
Delta
Fluid
вваренное
в
Дополнительно для оценки качества валового продукта и
контроля за технологическими параметрами линии
сжижения используются:
1.
Преобразователь избыточного давления
2051
2.
Термопреобразователь сопротивления Erciat A1
3.
Хроматограф
газовый
специализированный 370ХА
Rosemount
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
промышленный
2

3. Выявленные проблемы в ходе эксплуатации

1. При расчёте и сведении МТБ, возникают проблемы с конвертацией ед. измерений и пересчёте
сред в эквивалентную друг другу массу;
-
Стандартные метры кубические в час (ст. м3/час)
-
Нормальные метры кубические в час (н. м3/час)
-
Тонны в час
-
Метры кубические в час
Отпарной газ (н. м3/час)
Сырьевой природный газ
(ст. м3/час)
Валовый продукт
(Тонн/час)
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Подготовленный
сырьевой газ (н. м3/час)
3

4. Выявленные проблемы в ходе эксплуатации

2. При расчёте массового расхода СПГ, применялся некорректный коэф., который не учитывал
фактический компонентный состав;
CH4
C2H6
C3H8
i-C4H10
n-C4H10
i-C5H12
Neo-C5H12
n-C5H12
n-C6H14
N2
O2
CO2
Эквивалент к регазифицированому состоянию
ISO 6578-1991
90,0000
4,9000
2,9000
0,4000
1,3000
0,0000
0,0000
0,1000
0,0000
0,4000
0,0000
0,0000
Фактический
97,1000
2,0733
0,3419
0,0521
0,0347
0,0031
0,0009
0,0018
0,0009
0,3900
0,0013
0,0000
Проектный
-
594,589
582,157
600
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Компонентный состав
Метан
Этан
Пропан
изо-Бутан
н-Бутан
изо - Пентан
нео - Пентан
н - Пентан
н - Гексан
Азот
Кислород
Углекислый газ
4

5. Выявленные проблемы в ходе эксплуатации

3. При изменении технологического режима, некорректно работала компенсация расхода по
температуре и давлению, что влияло на накопленные значения за сутки;
Будут графики с визуальным пояснением
30.05.2022
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
5

6. Модернизация. Применение Готовых решений

Ультразвуковые расходомеры
Daniel 3818 LNG Liquid Ultrasonic Meter
Panametrics Ultrasonic Flow Meter
Sentinel LNG
FLUXUS Cryo
30.05.2022
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
6

7. Модернизация. Применение Готовых решений

Кориолисовые расходомеры
Расходомер массовый Promass F 300
Расходомеры-счетчики
Optimass 6400
массовые
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Расходомер массовый Micro Motion
серии ELITE
7

8. Модернизация. Применение Готовых решений

Кориолисовые расходомеры
Ультразвуковые расходомеры
Измерительные комплексы на
базе сужающих устройств
Точность измерений
Высокая
Средняя
Низкая
Требования к прямолинейным участкам
Низкие
Приемлемые
Критичные
Требования к местным сопротивлениям
Низкие
Приемлемые
Критичные
Требования к диаметру трубопровда
Критичные
Низкие
Низкие
Стоимость
Высокая
Высокая
Низкая
Трудозатраты при проведении поверки
Высокие
Приемлемые
Низкие
Распространённость
Низкая
Низкая
Высокая
Производство в РФ
Отсутствует
Отсутствует
Частичное

9.

Требования к учёту СПГ и ПГ методом перепада давления
Объёмный расход
Измерения объёмного и массового расхода
Природного газа и СПГ по ГОСТ 8.586.2-2005
с наивысшей точностью возможно только
при
использовании
дополнительного
оборудования:
Массовый расход /
Объёмный расход
приведённый к
условиям
Это позволяет осуществить оборудование,
используемое
для
оценки
качества
валового
продукта
и
контроля
за
технологическими параметрами линии
сжижения.
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Объёмный расход
приведённый к
условиям
- Датчик абсолютного давления
- Датчик температуры
- Аналитическое
оборудование
или
актуальный лабораторный анализ
- Методика расчёта соотв. ГОСТ 8.586-2005
9

10. Сужающие устройства участвующие в расчёте и сведении МТБ

ОГ
Измерение природного газа (ПГ)
Линия сжижения 1
2.1
2.1 - Расходомер на базе СУ 136-FT-0201
2.2 - Расходомер на базе СУ 236-FT-0201
20 - Расходомер на базе СУ 136-FT-2068
ХБ 1
ПГ
8.1
СПГ
в СХ
ТУВ
3
СИКГ
КОГ
Предварительная
очистка газа
УСТГ
КАСХ 1
20
ОГ
Судногазовоз
6.1
Резервуар СПГ
СПГ
ПГ
ОГ
Автогазовоз
ТГВД
в СХ
СПГ
2.2
ХБ 2
8.2
ТУВ
3 - Расходомер на базе СУ 165-FT-0201
6.1 - Расходомер на базе СУ 190-FT-0502
6.2 - Расходомер на базе СУ 290-FT-0502
УСТГ
КАСХ 2
6.2
Линия сжижения 2
Измерение сжиженного природного газа (СПГ)
8.1 - Расходомер на базе СУ 140-FT-0007
8.2 - Расходомер на базе СУ 240-FT-0007
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Измерение отпарного газа (ОГ)
10

11. Задачи по модернизации методов расчёта

1. Обеспечить учёт и конвертацию единиц измерений;
2. Применение стандартизированных методов расчёта расхода
и физико-химических свойств ПГ и СПГ;
30.05.2022
3. Использование в расчётах измеренного компонентного
состава среды.
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
11

12. Модернизация SCADA предприятия.

Проведя анализ, принято решение, что наиболее эффективно будет
дооснастить ИСУБ математическим контроллером для проведения
динамических расчётов и конвертации единиц измерений.
Отображение значений (ИСУБ)
Обработка
информации (Мат.
контроллер)
Обработка информации (ИСУБ)
PT
TT
FT
AT
Математический
контроллер – B&R X20
(X20CP1585)
ЦПУ
ATOM 1,0 Ггц, 256 МБ
DDR2 RAM, 1 МБ
SRAM.
30.05.2022
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
12

13. Применяемые стандарты для расчётов

Математический контроллер (B&R X20)
Расчёт расхода на СУ
ГОСТ 8.586 (2,5)-2005
Расчёт физико-химических параметров и свойств
Природный газ
Отпарной газ
СПГ
ГОСТ 30319-2015
ГОСТ 31369-2008
ГОСТ 56851-2016
30.05.2022
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
13

14. Результаты испытаний. Физико-химические свойства.

Проверка алгоритмов (модуля) расчета физических свойств газа, в соответствии с ГОСТ 30319
(1-3)-2015 по контрольным примерам.
Условия
ρ , кг/м
u, м/с
z
µ, мкПа·с
k
Т, K
Т, °С
р, МПа
ГОСТ*
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
250
-23,15
0,1
0,8112
0,8112
0,9966
0,9966
402,4
402,3659
1,313
1,3133
9,44
9,4383
250
-23,15
5
49,295
49,2949
0,82
0,8200
372,3
372,2676
1,366
1,3663
10,88
10,8769
Проверка алгоритмов (модуля) расчета термодинамических свойств сжиженного природного
газа, в соотв. с ГОСТ Р 56851-2016 по контрольным примерам.
Условия
ρ , кг/м
u, м/с
z
k
р, МПа
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
ГОСТ
B&R X20
113,65
4,05
433,41
433,41
0,16
0,16356
1368,4
1368,38
200,38
200,38
120
5
445,99
445,99
0,2
0,1969
1285
1284,98
147,28
147,28
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
Т, K
14

15. Результаты испытаний. Расход.

Проверка алгоритмов (модуля) динамического расчета параметров расхода и количества
жидкости и газа на сужающих устройствах, в соотв. с ГОСТ 8.586 (1-5)-2005 в комплексе с
алгоритмом (модулем) расчета физических свойств газа, в соответствии с ГОСТ 30319 (1-3)-2015
по контрольным примерам.
Объёмный расход
в ст. у. м3/с
(B&R X20)
Относительная погрешность, %
19,0265
19,6006
19,4191
19,0265
19,1056
19,0183
19,8236
19,0256
19,6002
19,4186
19,0257
19,1047
19,0175
19,8233
0,0047
0,0020
0,0025
0,0042
0,0045
0,0043
0,0013
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
30.05.2022
КП 1
КП 2
КП 3
КП 4
КП 5
КП 6
КП 7
Объёмный расход
в ст. у. м3/с
(ПО "Расходомер ИСО")
15

16. График измерений валового продукта

Расчётное значение валового продукта формировалось исходя из поступившего сырьевого газа и
затрат на собственные нужды, а так же технологические потери.
2 600,0
2 400,0
2 200,0
Обновление ППО
тонн
2 000,0
1 800,0
1 600,0
1 400,0
Внеплановый останов
1 000,0
01.10.2021
06.10.2021
11.10.2021
16.10.2021
Валовый продукт, расчётное значение
21.10.2021
26.10.2021
31.10.2021
05.11.2021
Валовый продукт B&R X20, измеренное значение
10.11.2021
15.11.2021
20.11.2021
25.11.2021
30.05.2022
1 200,0
Валовый продукт Delta V, измеренное значение
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
16

17. График отклонения значений валового продукта

Среднее отклонение вычисленных значений B&R X20 от расчётных составили – 0,830% (Delta V –
4,220 %). Точность вычислений выросла в 5 раз.
5,0
4,2
Обновление ППО
3,4
2,6
1,8
1,0
0,2
- 0,6
- 1,4
30.05.2022
Относительная погрешность измерений, %
5,8
- 2,2
- 3,0
01.10.2021
06.10.2021
11.10.2021
16.10.2021
21.10.2021
26.10.2021
Валовый продукт B&R X20, измеренное значение, погрешность
31.10.2021
05.11.2021
10.11.2021
15.11.2021
20.11.2021
25.11.2021
Валовый продукт Delta V, измеренное значение, погрешность
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
17

18. График отклонений валовый продукт / резервуар

Сравнение произведённого валового продукта и потраченного на собственные нужды отпарного
газа, в том числе поступившего от судов, производилось с уровнем СПГ в резервуаре. Среднее
значение относительной погрешности составило -0,035 %. Это позволяет видеть зависимость
образования отпарного газа от уровня взлива в резервуаре.
Обновление ППО
1,2
0,4
- 0,4
- 1,2
- 2,0
01.10.2021
30.05.2022
Относительная погрешность измерений, %
2,0
06.10.2021
11.10.2021
16.10.2021
21.10.2021
26.10.2021
31.10.2021
05.11.2021
10.11.2021
15.11.2021
20.11.2021
25.11.2021
Валовый продукт B&R X20, измеренное значение, погрешность
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
18

19. Положительные эффекты от внедрения

1. Повышена точность измерений на 8 измерительных
комплексасх на базе сужающих устройств.
2. Повышена точность планирования производства.
3. Повышена точность оценки фактических потерь.
4. Подготовлена основа для реализации автоматической
системы учёта и сведения МТБ Общества.
30.05.2022
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
19

20. Перспективные направления для применения

Применение опыта использования СУ для учёта СПГ в группе
компаний при проектировании новых объектов осуществляющих
производство, хранение и транспортировку СПГ
Повышение точности систем технологического учёта сведения
МТБ предприятий осуществляющих производство, хранение и
транспортировку СПГ
Реализация единичных методик измерений
30.05.2022
Реализация систем автоматического контроля отгрузок
Методы учёта СПГ. Повышение точности
измерений на сужающих устройствах
20

21. Егоров Егор Андреевич

Телефон: 8 (812) 605-08-60 доб. 17-196
Электронная почта: [email protected]