Применение расходомеров с диафрагмой в газовой отрасли: согласование систем стандартов и инженерные реалии российского рынка 

В сфере измерения расхода в газовой промышленности расходомеры с диафрагмой являются одним из типов приборов с самой долгой историей и наиболее полной системой стандартов. От устьевых сепараторно-измерительных установок до распределительных станций на магистральных трубопроводах — благодаря простоте конструкции, отсутствию движущихся частей и высокой степени зрелости стандартов расходомеры с диафрагмой по-прежнему выполняют измерительные задачи на множестве действующих трубопроводов. 1 мая 2026 года официально вступил в силу стандарт GB/T 21446—2025 «Измерение расхода природного газа с помощью стандартных диафрагменных расходомеров», заменивший действовавший более десяти лет стандарт версии 2008 года и обеспечив обновленную техническую основу для применения этого классического прибора в газовой отрасли. В то же время степень принятия диафрагменных расходомеров на российском рынке во многом зависит от способа согласования их стандартизационной системы с системой доступа к рынку услуг по измерению.

Системы стандартов Китая и России обладают основой для технической совместимости в области измерения расхода с помощью диафрагм

Китайский стандарт GB/T 21446—2025, находящийся в ведении Национального технического комитета по стандартизации нефти и газа, систематически определяет требования к изготовлению и монтажу стандартных диафрагм, а также методы расчета массового расхода природного газа, объемного расхода при стандартных условиях и энергетического расхода. Он применим к обоим способам отбора давления — фланцевому и угловому — и охватывает трубы с внутренним диаметром от 50 мм до 1000 мм, коэффициентом диаметров от 0,1 до 0,75 и число Рейнольдса не менее 5000. В России ГОСТ 8.586.2—2005 содержит специальные положения, касающиеся геометрических характеристик и условий эксплуатации диафрагм, охватывает три способа отбора давления: угловой, фланцевый и с использованием трех радиусов, и применим к трубам с внутренним диаметром от 0,05 м до 1 м и числу Рейнольдса не менее 5000. Оба стандарта в значительной степени совпадают по геометрическим ограничениям, способам отбора давления и диапазону значений числа Рейнольдса, что означает: диафрагмы, спроектированные и изготовленные в соответствии с системами GB/T 2624 или ISO 5167, с технической точки зрения имеют основу для прямого сопоставления с действующими российскими стандартами.

Эта совместимость не ограничивается лишь теоретическим уровнем. Эксплуатационные данные измерительных станций ОАО «Газпром» ранее использовались для системного сравнения согласованности измерений расхода природного газа с помощью диафрагм в соответствии с российскими и международными стандартами ISO; в рамках сравнения рассматривались диафрагмы с угловым и фланцевым подключением, установленные на трубопроводах диаметром 400 мм и 500 мм. Сам факт продолжения подобных сравнительных исследований свидетельствует о том, что диафрагмы по-прежнему имеют практическое применение в российской системе учета природного газа и не являются полностью устаревшей технологией.

Орниры в российском газовом учете: реальность существующего парка и ограничения, связанные с классификацией по точности

Роль орнирных расходомеров в учете природного газа в России и странах СНГ необходимо рассматривать с двух точек зрения: «существующий парк» и «прирост». Торговля природным газом в России и Центральной Азии по-прежнему основана преимущественно на объемном учете, что контрастирует с все более распространенным в Европе и США энергетическим учетом. В рамках объемного учета диафрагмы, благодаря зрелой системе расчетов и низким требованиям к техническому обслуживанию на месте, по-прежнему остаются основными приборами на большом количестве введенных в эксплуатацию ранее газосборных и газораспределительных станций, а также на пунктах учета промышленных потребителей. Российский стандарт ГОСТ 32369—2013 устанавливает требования к классам точности расходомеров, используемых для торговых расчетов: для систем класса A максимально допустимая погрешность не превышает ±0,5 %, для класса B — ±1,0 %, для класса C — ±2,0 %, при этом обязательно предусмотрена компенсация температуры и давления в режиме реального времени. Для систем измерения перепада давления, в основе которых лежит диафрагма, достижение точности класса A требует одновременного соблюдения высоких стандартов в трёх аспектах: точность обработки диафрагмы, качество монтажа трубопроводов отбора давления и характеристики датчика; в то же время в условиях технологического контроля или внутреннего учёта точность класса B или C, как правило, вполне достаточна для удовлетворения потребностей. Такая система классификации фактически определяет четкие границы применения диафрагмных расходомеров: на узлах коммерческого учета, где предъявляются самые высокие требования к точности, диафрагмы сталкиваются с конкуренцией со стороны ультразвуковых, турбинных и других приборов; в то же время в большом количестве промежуточных точек учета и на этапах управления технологическими процессами степень стандартизации диафрагм и их стоимость на протяжении всего жизненного цикла по-прежнему остаются убедительными аргументами в их пользу.

Влажный газ и магистральные трубопроводы: компромиссы в практике применения диафрагмных расходомеров

В газовой отрасли существует не только сухой газ. Газ, добываемый из скважин и поступающий по сборо-транспортным сетям, часто содержит жидкость и относится к категории влажного газа. При учете влажного природного газа в настоящее время по-прежнему широко применяется метод раздельного учета: сначала газовая и жидкая фазы разделяются, а затем газовая фаза измеряется с помощью однофазных приборов. Дроссельные расходомеры и ультразвуковые расходомеры являются двумя основными вариантами для измерения газовой фазы после разделения. Прямое применение диафрагмных расходомеров в условиях влажного газа сталкивается с явными ограничениями: при наличии небольшого количества жидкости в газе сигнал перепада давления становится «завышенным», а погрешность измерения возрастает с увеличением значения β и числа Рейнольдса; при значении β, равном 0,7, погрешность показаний расхода влажного газа может достигать около 3 %. Поэтому на трубопроводах, где содержание жидкости нельзя игнорировать и где не установлены сепарационные устройства, диафрагма не является предпочтительным решением; однако на измерительных станциях, оснащенных сепарационными блоками, диафрагма по-прежнему широко применяется в качестве измерительного элемента для газовой фазы.

Применение диафрагм на магистральных трубопроводах для дальних перевозок в большей степени является компромиссом между потерей давления и зрелостью стандартов. Диафрагмы отличаются простой конструкцией, отсутствием движущихся частей, широким диапазоном применимых диаметров и давлений, а также наличием полного набора стандартов и расчетных данных; в случаях, когда диаметр трубопровода велик, на месте допускается определенная постоянная потеря давления и отдается предпочтение «проверенным решениям на основе перепада давления», они по-прежнему рассматриваются многими инженерами как надежный вариант. Однако и их недостатки очевидны: постоянные потери давления у диафрагмных расходомеров находятся на одном из самых высоких уровней среди распространенных дроссельных устройств; для магистральных трубопроводов, где мощность компрессоров измеряется в мегаваттах, совокупные затраты на электроэнергию, связанные с этими потерями, нельзя игнорировать. Это также объясняет, почему на вновь строящихся магистральных трубопроводах диафрагмные расходомеры постепенно уступают место ультразвуковым и турбинным расходомерам, в то время как на существующих трубопроводах, в системах распределения и на объектах промышленных потребителей их доля по-прежнему остается значительной.

Опыт компании «Шанхай Ичан»

Компания «Шанхай Ичан» по производству дроссельных устройств (Shanghai Yichang Drossel Device Manufacturing Co., Ltd.) была основана в 2001 году. Её предшественником был цех по производству диафрагм при Первом шанхайском заводе автоматических приборов. Компания является одним из разработчиков национального стандарта Китая GB/T 2624—2006 на дроссельные устройства. Ассортимент диафрагменных расходомеров компании включает серии стандартных диафрагм, диафрагм с ограничением расхода, многоотверстных диафрагм и интегрированных диафрагм. Они разработаны и изготовлены в соответствии со стандартами ISO 5167 и GB/T 2624 и могут применяться в таких сферах, как раздельное учета природного газа, сборочно-транспортные трубопроводные сети, распределительные станции и учет у промышленных потребителей. Для российского рынка компания получила сертификат EAC и ведет продвижение через официальный сайт на русском языке (www.ycjlzz.ru), китайскоязычный сайт (www.ycjlzz.com/), электронную почту (ycshangwu@ycjlzz.com), мобильный телефон (13390803499) и промо-платформу «Всероссийский канал» предоставляет клиентам поддержку в расчетах по подбору диафрагменных расходомеров и подготовке технической документации, необходимой для получения разрешения на использование измерительного оборудования в России. Приглашаем клиентов обращаться в компанию по вопросам, связанным с конкретными условиями эксплуатации.