турбинный расходомер газа

Если говорить о замере расхода газа на промыслах или магистралях, многие сразу вспоминают про ультразвук или кориолис. А про турбинные расходомеры газа часто думают, что это что-то устаревшее, капризное, только для чистых сред. И зря. В руках, которые знают их слабые места и умеют с ними работать, это очень надежный и, что важно, часто более доступный по цене инструмент. Но тут есть масса нюансов, о которых в паспорте не пишут.

Где они ещё держатся, и почему их не вытеснили

Вот возьмём, к примеру, участки учёта после подготовки газа, где большая часть механических примесей и капельной жидкости уже удалена. Ставить там сложный и дорогой ультразвуковой комплекс для нескольких точек — не всегда экономически оправдано. Турбинник, особенно с хорошим подшипниковым узлом из специальных сплавов или керамики, может отслужить там десятилетия без серьёзных вмешательств. Ключевое слово — ?может?. Всё упирается в подготовку газа и правильный монтаж.

Я помню один случай на месторождении в Западной Сибири. По проекту стояли импортные турбинные счётчики на выходе с УКПГ. Вроде бы газ по паспорту соответствовал нормам. Но через полгода начались жалобы на завышенные показания, потом на шум. Вскрыли — лопатки покрыты тончайшим, но плотным слоем какого-то твёрдого отложения. Оказалось, в потоке были пары тяжёлых углеводородов, которые при определённых температурных перепадах конденсировались и полимеризовались прямо на крыльчатке, меняя её аэродинамику. Пришлось пересматривать режим подготовки, ставить дополнительный подогрев на линии прямо перед расходомером. После этого всё устаканилось. Вот такой нюанс, который теорией не всегда предусмотришь.

Или другой аспект — пульсации. Турбинный расходомер их очень не любит. Компрессор рядом работает, задвижка не до конца открыта, где-то гидроудар — и всё, показания начинают ?плясать?. Фильтр-гаситель пульсаций в таких случаях не роскошь, а необходимость. Но часто его игнорируют, экономят, а потом ломают голову, почему метрологическая проверка показывает нестабильность.

Подшипник — сердце и больное место

Всё в этом приборе крутится вокруг подшипникового узла. Раньше это была главная головная боль. Смазка вымывалась, пыль и мелкие частицы попадали — и начинался повышенный износ, заедание. Современные модели, особенно от серьёзных производителей, используют подшипники скольжения из карбида вольфрама или керамики, которые могут работать в сухую, без смазки. Это сильно расширило их жизненный цикл.

Но даже с такими подшипниками есть ограничение — нельзя долго работать на очень низких расходах, ниже минимального порога, указанного в паспорте. Ротор будет вращаться с трудом, трение в подшипнике возрастёт, и он может преждевременно выйти из строя. Поэтому так важен правильный подбор диапазона измерения под конкретную технологическую нитку. Не ?с запасом?, а именно под рабочий режим.

Ещё один практический момент — монтаж. Казалось бы, чего проще: врезал в трубу и забыл. Но если не выдержать прямые участки до и после расходомера (а они в паспорте чётко прописаны, обычно не менее 10D до и 5D после), то завихрения потока от арматуры или колена будут вносить погрешность в несколько процентов. И эту погрешность потом не отловишь, она будет систематической. Сам видел, как на действующем объекте из-за нехватки места втиснули расходомер почти вплотную к отводу. Показания сравнивали с эталонным ультразвуковым — расхождение было стабильным 3-4%. Переделали обвязку, выдержав участки, — всё пришло в норму.

Калибровка и поверка: бумажка против реальности

Здесь кроется, на мой взгляд, самый большой подводный камень. Заводская калибровка — это хорошо, но она делается на воздухе или на идеально чистом газе в лабораторных условиях. А в поле условия другие: другой состав газа, другое давление, температура. На точность турбинного расходомера всё это влияет. Коэффициент пересчёта K-фактор, который зашит в преобразователь, — он не догма.

Поэтому на ответственных узлах учёта лучшая практика — это периодическая поверка на месте, методом пролива или с помощью передвижного эталонного расходомера. Да, это затратно и требует остановки потока. Но это единственный способ быть уверенным в цифрах. Особенно когда речь идёт о финансовых расчётах между поставщиком и потребителем.

Была у нас история на одном из газовых узлов, где стояли как раз турбинные счётчики. Межповерочный интервал подходил к концу, а остановить узел на месяц для демонтажа и отправки приборов на стенд было невозможно. Решили провести поверку на месте с помощью мобильной установки. И выяснилось, что показания двух из трёх расходомеров начали незначительно, но стабировано отклоняться от эталона в одну сторону. Причина — постепенный износ подшипника, который ещё не привёл к отказу, но уже влиял на лёгкость вращения. Вовремя заметили, вовремя заменили узлы, избежали финансовых претензий.

Связь с другими технологиями: не конкуренция, а симбиоз

Интересно, что принцип вращения под действием потока, лежащий в основе турбинного расходомера, находит отражение и в других, казалось бы, далёких от газоизмерения областях. Вот, например, компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (сайт: https://www.jinken.ru). Они известны как крупный производитель оборудования для магнитного обогащения руд. Если вникнуть в суть их технологии, то там тоже используется управляемое движение среды — пульпы — но уже под действием комбинации сил: электромагнетизма, гидравлики, пневматики. Их полностью автоматические промывочные магнитные сепараторы, по сути, тоже ?измеряют? и управляют потоком, но не для учёта, а для отделения ценного компонента от пустой породы.

Их опыт в управлении сложными, абразивными и неоднородными потоками в горно-обогатительной промышленности — это высший пилотаж. Когда читаешь описание их техники, где сочетаются электромагнитная сепарация, промывка, флотация, понимаешь, что работа с чистым газом в трубе — это, в каком-то смысле, задача попроще. Хотя свои сложности, конечно, везде свои. Но философия похожа: чтобы устройство работало долго и точно, нужно глубоко понимать физику процесса и свойства среды, с которой оно взаимодействует. Будь то газ в трубопроводе или железорудная пульпа в сепараторе.

Кстати, их оборудование, как я видел, поставляется и на международный рынок, в том числе в страны с развитой добывающей промышленностью. Это говорит о том, что решения, основанные на глубоком понимании физических принципов, а не просто на сборке, находят признание. Так и с хорошим турбинным расходомером газа — его ценность не в корпусе из нержавейки, а в правильно рассчитанной и исполненной ?начинке?, которая учитывает реальные, а не идеальные условия работы.

Так стоит ли их использовать сегодня?

Мой вывод, основанный на практике, — да, определённо стоит, но с умом. Это не универсальный инструмент на все случаи жизни. Турбинный расходомер газа — это выбор для конкретных, хорошо подготовленных условий. Там, где газ чистый (или достаточно чистый), где поток стабилен и без сильных пульсаций, где можно обеспечить правильный монтаж и периодический контроль.

Он проще в обслуживании для персонала, привыкшего к механике, чем сложные электронные системы. Замена его электронного блока или даже всего счётного механизма часто делается быстрее и дешевле, чем ремонт того же ультразвукового расходомера. Запасные части, как правило, более доступны.

Главное — отдавать себе отчёт в его ограничениях. Не ждать от него чудес на грязном или пульсирующем потоке. Не забывать про необходимость прямых участков и фильтров. И самое важное — не воспринимать его как ?поставил и забыл? прибор. Он требует внимания, периодической диагностики и поверки. В этом плане он как старый, проверенный механический инструмент: если за ним следить, он будет служить верой и правдой очень долго. А если запустить — проблемы начнутся серьёзные. В общем, инструмент для профессионалов, которые знают, что делают.