Cómo reducir la brecha entre el suministro y las ventas de gas
Desde la perspectiva de los motivos de las pérdidas, existen aproximadamente los siguientes aspectos.
La primera es la gestión de cargas. Actualmente, todos los cargos se basan en la lectura del medidor en el hogar. Aunque varias ciudades han tomado algunas medidas de mejora, la pérdida de peajes sigue siendo muy grave. En la actualidad, la mayoría de las ciudades carecen de un sistema de medición completo y de métodos confiables de medición regional y comunitaria. De hecho, solo pueden utilizar la medición de los terminales de los usuarios como base para la carga. Es difícil estimar la pérdida de carga y también es difícil de auditar y gestionar debido a la gran cantidad de usuarios.
El segundo son las pérdidas por fugas en las tuberías. En el caso de algunos ductos de suministro de gas que están en mal estado, no se pueden ignorar las fugas en los ductos.
Por último, están los instrumentos de medición. En conjunto, la medición es el aspecto dominante de las pérdidas. La gestión de los dos primeros aspectos está atrasada y la incapacidad de detectar fugas en las tuberías a tiempo está relacionada con una medición efectiva. Este artículo comenzará analizando el estado actual y los problemas existentes de los instrumentos de medición de gas, y presentará un nuevo tipo de medidor inteligente para ayudar a resolver algunos de los problemas que afectan actualmente a la medición de gas.
1. Estado actual de la medición de gas por gasoducto
El gas por gasoducto urbano incluye gas natural y gas de carbón artificial. Los usuarios de gas son principalmente residentes que utilizan gas de pequeño flujo y algunas fábricas, hoteles y empresas. otras empresas que utilizan gas de gran flujo. En la actualidad, los residentes generalmente utilizan medidores de volumen de diafragma para el consumo de gas, que pueden indicar directamente el consumo de gas acumulado y cobrar según el volumen. Este instrumento tiene una historia de más de 100 años. La razón por la que tiene una vitalidad tan fuerte es principalmente porque tiene algunas ventajas únicas. En primer lugar, tiene una estructura simple, un funcionamiento confiable y no es fácil de robar. No utiliza electricidad al medir, lo que simplifica el uso del instrumento y no se ve afectado por cortes de energía. Finalmente, el precio es barato y, aunque la precisión no es lo suficientemente alta, es aceptable tanto para la oferta como para la demanda. Las desviaciones positivas y negativas de las empresas de gas y de los contadores eléctricos básicamente pueden alcanzar el punto de equilibrio. Por las razones anteriores, aunque hemos entrado en la era de la información de la gestión informática, estos instrumentos todavía se utilizan ampliamente en el país y en el extranjero, y a menudo se realizan algunas mejoras en la gestión de cargos, mientras que los instrumentos permanecen básicamente sin cambios.
Los instrumentos anteriores solo son adecuados para mediciones de flujo pequeñas, y la caja del instrumento se ha aumentado considerablemente para aumentar el volumen de trabajo del instrumento cuando aumenta el caudal. Aunque esto todavía no puede cumplir con la medición de grandes caudales, la gente comenzó a elegir medidores de flujo de gas industriales.
Los medidores de flujo de gas industriales tienen una larga historia y vienen en muchas variedades. Sin embargo, después de un período de exploración, se descubrió que los medidores de flujo de gas industriales también son difíciles de satisfacer las necesidades de medición de gas. Las principales cuestiones son las siguientes. En primer lugar, la medición del flujo de gas también es un problema difícil en la industria. En la industria, existen más métodos alternativos para medir el flujo de líquido que el flujo de gas, como los medidores de flujo electromagnéticos y los medidores de flujo ultrasónicos. Aunque en principio los caudalímetros ultrasónicos pueden medir gases, son mucho más difíciles. En los últimos años, se han introducido en el extranjero medidores de flujo ultrasónicos para medir gases, pero el costo es extremadamente alto, a menudo cientos de miles de yuanes, y es difícil promoverlos y aplicarlos a gran escala. Otros medidores de flujo industriales tienen rangos de flujo variables porque se usan más para controlar procesos industriales. Todavía existen muchos problemas cuando estos medidores de flujo se utilizan directamente para medir y cargar gas. Por ejemplo, los caudalímetros de presión diferencial (como placas de orificio, tubos acodados, caudalímetros de varilla Anniu, etc.) generalmente tienen una relación límite superior e inferior medible (relación de rango) de sólo 3:1, y los caudales por debajo del límite inferior no pueden ser medidos. medido o realizado con precisión. El suministro de gas es un objeto con grandes valores máximos y mínimos, y la pérdida de un pequeño flujo es inaceptable para el departamento de gestión de gas.
En los últimos años, se han lanzado medidores de flujo másico de gas térmico en el país y en el extranjero. Por sus características, se puede adaptar a pequeñas medidas de caudal y puede empezar a medir desde caudales muy bajos. Sin embargo, debido a la limitación del principio, la sensibilidad es muy baja a caudales grandes. A caudales grandes, el error relativo aumenta y el error total es bastante grande. Además, los cambios en la composición del gas afectan directamente la medición del flujo, de modo que cuando el caudal aumenta, se producirán errores considerables debido a la reducción de la sensibilidad del instrumento y los cambios en la composición del gas. En segundo lugar, dado que el instrumento requiere calibración de flujo real, el costo de calibración es alto y el precio del instrumento también es bastante alto. ¿El precio de un instrumento de calibre 50 mm es de aproximadamente 6? /font70,000, lo que también trae dificultades a una gran cantidad de aplicaciones en Internet.
Existe un instrumento maduro que se puede utilizar para medir el flujo de gas, y el medidor de flujo de orificio es el único instrumento en el mundo que puede medir el flujo de gas mediante cálculos sin calibración de flujo real. Además, China también ha formulado sus propios estándares nacionales basados en los estándares internacionales y la situación de China. Dado que no es necesario calibrar el caudal real, aporta una gran comodidad a la promoción, pero se requiere un cumplimiento estricto de los estándares durante el uso. Sin embargo, debido a desviaciones desconocidas y problemas durante la instalación y el uso, surgirá una gran incertidumbre. Así que tenga mucho cuidado al usarlo. Otro problema es el rango de medición. Según la norma, solo se permite su uso dentro del rango de medición de 3:1, lo que genera dificultades en tuberías con un rango de caudal grande.
Por esta razón, existen precedentes del uso paralelo de múltiples tuberías en el país y en el extranjero, es decir, una tubería de transmisión de gran diámetro se descompone en varias tuberías de menor diámetro y se utilizan en paralelo, cuando el caudal es grande. están conectados en paralelo para suministrar gas cuando el caudal disminuye, cierran automáticamente (o manualmente) varias tuberías, lo que puede reducir el límite inferior del flujo medible según el número de tuberías. Normalmente, las computadoras se utilizan para controlar automáticamente los interruptores de válvulas. Debido a que las válvulas se mueven con frecuencia, la confiabilidad y la vida útil se convierten en cuestiones críticas. El elevado precio de las válvulas automáticas de gran diámetro también plantea dificultades a los usuarios.
Otros caudalímetros industriales también pueden elegir caudalímetros de vórtice, que son caudalímetros de vibración de fluidos. En un gas que fluye, el caudal es proporcional a la frecuencia de generación de vórtices. Este tipo de medidor de flujo se ha desarrollado rápidamente en los últimos 10 a 20 años, principalmente debido a su baja pérdida de presión, operación confiable, estructura simple y alta precisión. La desventaja es que generalmente tiene poca capacidad de interferencia antivibración, especialmente cuando el caudal es pequeño o cero, a veces se emitirá una gran señal falsa. En segundo lugar, aunque el rango de medición es mayor que el de un medidor de flujo de presión diferencial, y el límite inferior del flujo no mensurable es generalmente de alrededor de (4-5) m/s, este instrumento no puede evitar pequeñas pérdidas de flujo.
También existen algunos caudalímetros de desplazamiento y caudalímetros de impulsor de velocidad, que tienen movimiento móvil o giratorio. Son de varios tipos y pueden garantizar una cierta precisión, pero su confiabilidad y vida útil se ven afectadas por las partes móviles. Cuando el calibre es grande, el costo es alto o cambiar a un tipo externo reducirá en gran medida la precisión, por lo que la mayoría de los usuarios no lo reconocen.
En segundo lugar, mejorar la cientificidad y la racionalidad de la medición de gas.
Una cuestión digna de mención en la gestión de la medición de gas es la racionalidad científica de la medición y la liquidación. En la actualidad, la medición del gas de los gasoductos urbanos de mi país generalmente adopta la medición volumétrica, es decir, el cobro en función del consumo de gas. Este método no impone restricciones a la calidad del gas aparte de su presión y temperatura. En la actualidad, los métodos de medición más avanzados del mundo han pasado a la medición de masa y del poder calorífico. La medición del flujo másico supera la influencia de la presión y la temperatura, y la medición del poder calorífico está más relacionada con el poder calorífico de la combustión del suministro de gas. Por razones técnicas, actualmente es difícil para nuestro país ingresar directamente a la medición del poder calorífico, pero las unidades con un gran consumo de gas deberían considerar acercarse a la medición de masa o la medición del poder calorífico. En aplicaciones prácticas, la presión del suministro de aire puede variar mucho, especialmente para usuarios que instalan estaciones reguladoras de presión. La presión generalmente se puede ajustar según sus propias necesidades y su rango varía mucho. Según el "Código de Diseño de Gas Urbano" formulado por el Ministerio de la Construcción, la presión utilizada por los diferentes usuarios de gas varía mucho. La presión máxima permitida para usuarios industriales y salas de calderas independientes es de 0,4 MPa, y la diferencia de presión de baja a media presión para edificios públicos y usuarios residenciales es de 0,005 MPa y 0,2 MPa respectivamente. En un rango de presión tan grande, es completamente posible que la presión fluctúe en 10? Por esta razón, en algunos departamentos se instalan dispositivos de compensación de temperatura y presión para derivar y acumular el caudal másico instantáneo (N m3/h) para hacer la medición más razonable. Sin embargo, debido a la adición de equipos de soporte (temperatura, sensores de presión, transmisores, totalizadores de flujo), el costo del equipo ha aumentado considerablemente, lo que afecta la popularidad del flujo másico. También pueden producirse errores de medición globales importantes debido a las razones anteriores.
Cabe señalar que actualmente es difícil calcular la tasa de diferencia debido a las unidades inconsistentes utilizadas en los métodos de medición. Algunos instrumentos terminales utilizan valores de flujo volumétrico que no han sido corregidos por presión y temperatura, y el valor de flujo medido por el departamento de gestión de suministro general (o punto de monitoreo) es el volumen bajo otro estado de temperatura y presión. Debe haber una gran diferencia entre estos dos totales.
3. Medidor de flujo de gas inteligente a gran escala
El medidor de flujo másico térmico se ha introducido antes y es extremadamente sensible a caudales pequeños. Hay una curva característica A como se muestra en la Figura 1. Cuando el caudal aumenta, las características se saturarán rápidamente, la sensibilidad disminuirá y la precisión de la medición se reducirá. No es adecuado para mediciones de grandes caudales. El medidor de flujo de vórtice tiene buenas características lineales, como se muestra en la característica B en la Figura 1, pero su medición de flujo pequeño no se puede extender al límite inferior. Utilizando las características de estos dos principios, se forma un instrumento que mide desde cero, llamado medidor de flujo de escala completa. Es decir, cuando el caudal es pequeño, se utiliza el principio térmico para la medición. Cuando el caudal aumenta al rango sensible del caudalímetro de vórtice, se utiliza el principio de vórtice para la medición de flujo grande. Se mantienen las ventajas de la medición de vórtices de grandes caudales. Los dos principios de medición se convierten en el punto de intersección P, y el microcontrolador completa la linealización y la conmutación automática. Finalmente, el instrumento genera el caudal volumétrico instantáneo (Nm3/h) y el caudal acumulado (Nm3) en condiciones estándar.
Figura 1 Características de salida del instrumento
El diagrama de bloques del instrumento se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Diagrama de bloques del principio de medición
Del análisis anterior, se puede observar que este instrumento tiene las siguientes características.
1. Se puede lograr una medición de gas en rango completo. No hay pequeñas fugas de flujo;
2. El instrumento realiza una medición de calidad a gran escala. El medidor de flujo térmico en sí es un medidor de flujo másico directo, que puede proporcionar el volumen en condiciones estándar (se puede convertir en número de masa real), mientras que el sensor de vórtice proporciona el volumen en condiciones de trabajo, que se convierte después de la corrección de temperatura y presión. Salida de flujo volumétrico en condiciones estándar;
3. El instrumento tiene alta integración y alta precisión.
De acuerdo con los requisitos funcionales, este instrumento está equipado con sensores de temperatura, presión y flujo con dos principios diferentes, y está equipado con los correspondientes circuitos de conversión, cálculo y procesamiento para formar un instrumento de detección altamente integrado, que no solo mejora la confiabilidad sino que también simplifica la Sistema de instrumentos. Simplifica el mantenimiento del instrumento y reduce en gran medida el coste del sistema de instrumentos. El instrumento puede generar el caudal volumétrico instantáneo y el caudal acumulativo en condiciones estándar, y también puede generar los valores de presión y temperatura del medio según sea necesario. El instrumento tiene una alta precisión de medición en todos los rangos de medición. Los indicadores específicos pueden cumplir plenamente con los requisitos nacionales de precisión de medición de gas. La incertidumbre de indicación del instrumento es: (0,5 % del valor de indicación + 0,5 % del valor de escala completa). La distribución del error se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Curva de distribución de errores
Se puede ver en esta distribución de errores que el error total es inferior al 1% cuando se miden caudales grandes, y el error disminuirá en consecuencia cuando se miden caudales pequeños. Estas son otras características que el instrumento no posee.
4. Tiene protección de apagado automático y funciones antirrobo de gas. Este instrumento funciona con la red eléctrica. Cuando la fuente de alimentación falla normalmente dentro de las 8 horas, el medidor tiene una fuente de alimentación protectora para garantizar una medición normal y que no haya fugas. Si el usuario corta intencionalmente el suministro de energía, el medidor registrará el número de cortes de energía, el tiempo de los cortes de energía y el tiempo de suministro de energía después de más de 8 horas. Dado este récord de tiempo, significa que el medidor eléctrico ha estado fuera de servicio durante mucho tiempo y ha estado perdiendo gas durante este período. Al contar los cargos, se pueden imponer multas caso por caso. Si el corte de energía dura más de 8 horas, la cantidad acumulada almacenada en el medidor no se perderá y continuará acumulándose después de que finalice la llamada.
5. Se puede lograr una lectura objetiva del medidor o una red de computadoras. Para reducir la carga de trabajo de la lectura de medidores y evitar la pérdida de costos causada por lectores de medidores individuales que no leen los medidores objetivamente, se desarrolló especialmente un lector de medidores portátil (recolector de datos). Siempre que el enchufe especial del lector de medidor esté conectado al puerto de salida de datos del medidor eléctrico, el lector de medidor puede recuperar datos relevantes almacenados en el medidor eléctrico, incluyendo: fecha, código de usuario, consumo total acumulado de gas, número de energía. cortes, tiempo de suministro eléctrico, etc. Una vez que el lector del medidor completa la lectura del medidor, el lector del medidor se puede entregar a la computadora de carga para un procesamiento unificado.
Con el desarrollo de la gestión moderna en diversas industrias, el instrumento también puede equiparse con un puerto de salida de datos de comunicación según las necesidades del usuario y puede conectarse a redes cableadas o inalámbricas. Cuando no se cumplen las condiciones, el método anterior se puede utilizar para lograr redes artificiales, es decir, recopilación manual y procesamiento informático unificado, que es flexible y selectivo.
Por primera vez en el país y en el extranjero, este instrumento ha logrado una medición a gran escala mediante la detección segmentada de caudales grandes y pequeños. También ha pasado las pruebas del producto por parte de los departamentos de medición relevantes y ha obtenido patentes de producto nacionales. Certificados y certificaciones a prueba de explosiones.
Se cree que con la aplicación de este instrumento, los beneficios sociales y económicos del suministro de gas mejorarán enormemente, y también se mejorará significativamente la gestión de medición comunitaria y regional.