چکیده

امروزه یکی از بزرگترین منابع انرژي بعد از انرژي نفت و زغال سنگ, انرژي گاز طبیعی است. فراوانی در طبیعت، سهولت هدایت، ارزش حرارتی خوب، پاکیزگی مصرف و نیز کمی آلودگی زیست محیطی, موجب گردیده است که این منبع انرژي بسیار مورد توجه قرار گیرد و علی رغم خطرات احتمالی آن درفرایندانتقال و مصرف از استقبال خوب مصرف کنندگان برخوردار باشد.

به دلیل محدود بودن حجم ذخایر گاز و نیز هزینه بالاي استحصال وانتقال وتوزیع گاز و همچنین تعیین خط مشی تولید و توزیع و برنامه ریزي میزان مصرف و براورد میزان دقیق فروش به خصوص پس افزایش بهاي حامل هاي انرژي در سال ۸۹ و افزایش قابل توجه بهاي گاز در صنایع ، وجود سیستم اندازه گیري جریان گاز (میترینگ) نوین در ایستگاهها از اهمیت ویژه اي برخوردار است.

در این مقاله ضمن معرفی سیستم هاي اندازه گیري موجود و بررسی مشکلات هریک (طبق تجارب اخذ شده در کار با این سیستمها )
، فناوري هاي نوین در میترینگ و تکنولوژي التراسونیک و محدودیت هاي آن تشریح شده است . که در نتیجه آن روشهایی به منظوربهینه سازي سیستم هاي میترینگ ارائه می گردد.

واژ هاي کلیدي: گاز طبیعی، اندازه گیري، میترینگ ، بهینه سازي ، کنتور توربینی، کنتور التراسونیک

.۱ مقدمه

کشور جمهوري اسلامی ایران با بیش از ۱۳/۶ تریلیون متر مکعب ذخایر گاز طبیعی شناخته شده، یکی از غنیتـرین کشـورهاي جهان ازنظر ذخایر گاز طبیعی میباشد. این مقدار گاز که معادل ۱۷ درصد کل ذخایر شناخته شدة گاز طبیعی در جهان اسـت، ایران را در رتبه دوم جهان قرار می دهد.

با توجه به نیاز و همچنین روند افزایش مصرف انرژي در کشور ، گاز طبیعی در تامین انرژي مورد نیاز بخشهاي صـنعتی، تجاري و خانگی کشور نقش بسزایی دارد.که به تبع آن استفاده از سیسـتمهاي هوشـمند بـه منظـور ارتقـاء سـطح تکنولـوژي سنجش و اندازه گیري گاز در تمامی نقاط مصرف وحتی در تولید و انتقال از اهمیت بالایی برخوردار می باشد .

در این مقاله رو شهاي اندازه گیري حجم گاز و آخرین چالشها ومشکلات موجـود در سیسـتم هـاي انـدازه گیـري موجـود تشریح می گردد و در نهایت روشهایی به منظور طراحی بهینه سیستم هاي میترینگ ارائه می شود.

.۲ مبانی طراحی دستگاه هاي اندازه گیري سنجش جریان

اصول و مبانی طراحی و ساخت دستگاه هاي سنجش جریان یک سیال بستگی به نوع سیال, ویسکوزیته, فشار و درجه حـرارت آن دارد .همچنین دقت مورد نیاز و صرفه اقتصادي یکی از مهمترین فاکتورهاي طراحی می باشد.

۱

اولین همایش منطقه اي گازتکنولوژِي و توسعه- دانشگاه جامع علمی کاربردي مرکز فرمانداري فیروزآباد استان فارس- دیماه ۹۲

.۱-۲ انواع سیستم هاي رایج اندازه گیري جریان

جریان سنج هاي گردابی۱ س جریان سنج هاي روزنه اي۲س جریان سنج هاي توربینی۳سجریان سنج هاي التراسونیک ۴

به منظور اندازه گیري حجم گازمصرفی صنایع، در شرکت ملی گاز ایران در حال حاضر، عمومال از دو نوع کنتور تـوربینی والتراسونیک استفاده میشود که این مقاله نیز تنها به بررسی این دو نوع کنتور می پردازد.

.۲-۲ کنتور توربینی

استاندارد شمارهلتذسشعسحنع شرکت ملی گاز ایران در مورد کنتور توربینی می باشد . بذم

خطاي مجاز در این کنتورها کمتر از ۲ %بوده و عمومال در ایستگاههاي صنعتی کم مصرف ( کمتر از۵۰۰۰۰ متر مکعب در ساعت) و ایستگاههاي درون شهري استفاده می شود. اساس کارکنتورهاي توربینی مشابه برخی روشهاي دیگر اندازه

گیري جریان گاز، اندازه گیري سرعت است بطوریکه جریان گاز که از فضاي بین پره هاي کنتور عبور می کند سرعت زاویه اي به پروانه می دهد که متناسب با سرعت جریان گاز می باشد. در این جریان سنج ها گاز توسط یک هادي به داخل یک توربین
هم محور با جریان گاز هدایت می شود. عبور گاز از توربین موجب چرخش آن می گردد. سرعت دوران توربین متناسب با
شدت عبور گاز می باشد. یک مکانیزم مکانیکی ساده (ترکیب چرخ دنده) حرکت محوري را به حرکت عمودي تبدیل نموده و
این حرکت توسط یک کوپلینگ مغناطیسی به خارج از بدنه انتقال می یابد. تعداد دوران توسط یک شمارشگر که بر روي
بدنه کنتور نصب شده ثبت می گردد. و با انتقال پالس به تصحیح کننده الکترونیکی حجم و دریافت دما و فشار ازمحل نصب
کنتور ،حجم استاندارد محاسبه می شود.

.۱-۲-۲ معادلات حرکت براي جریان دوبعدي بین پره ها ب۲م و ب۳م

فرضیات:

-۱ جریان دائمی -۲ تراکم ناپذیر -۳ جریان دوبعدي

جقًبض طکصکق wپئً xصکطپب ح ١ طکصکق کهن کططسططق ح ٢ طکصکق کهن کغطتطأ۱ ح٣

(قحسض جطکصکق کهن ططغپک هطصئس ح ٤

۲

اولین همایش منطقه اي گازتکنولوژِي و توسعه- دانشگاه جامع علمی کاربردي مرکز فرمانداري فیروزآباد استان فارس- دیماه ۹۲

-۱ معادله پیوستگی

(۱) -۲ معادله مومنتوم :

: U سرعت جريان گاز

 : چگالی گاز

 :زاويه پره با جھت محوری

(۲)

بر اساس رابطه فوق می توان گفت:

شکل – .۱ شماي یک کنتور توربینی

شکل – ۲ دیاگرام سرعت درپره هاي توربین

xلس  ذس x 2A ل س۲A ρذسρ

yً۲A  ۲ذسجطy  ωذسض۲A ρذسجطy  ωلسضρ yً۲A  ۲ذسyلس ρ
Aجطβ ωغهصذسضذسyA  ρلسذسy  ρً

١س Fy نیرویی است که از طرف سیال به روتور وارد می شود که در حالت کارکرد دائم که روتور به یک سرعت ثابت می رسد ، بایستی با نیروي اصطکاك وارد بر پروانه برابر باشد.