Турбинные счётчики газа TRZ и ротационные счётчики газа RVG это точные измерительные приборы, которые успешно используется для учёта газа уже на протяжении многих десятилетий.

Как правило, счётчики проходят калибровку и поверку на поверочных стендах с использованием в качестве измеряемой среды воздуха при давлении близком к атмосферному, в то время как в дальнейшем они будут использоваться для учёта природного газа под более высоким давлением.Калибровка и поверка счётчиков газа при условиях максимально приближённых к рабочим условиям, т.е. на природном газе при высоком давлении также возможна.

Для проведения таких работ в Европе имеется ряд лабораторий позволяющих проводить поверку счётчиков газа на природном газе под высоким давлением. В частности такой лабораторией является лаборатория Pigsar находящаяся в г. Дорсен (Германия). Данная лаборатория имеет в распоряжении поверочный стенд позволяющий проводить испытания и калибровку счётчиков газа на природном газе в диапазоне рабочих расходов от 8 м3/ч до 6500 м3/ч и при значениях рабочего давления от 14 бар (1.4 МПа) до 50 бар (5 МПа).

Фирмой Elster в ходе работ по разработке турбинных счётчиков газа серии TRZ и ротационных счётчиков газа серии RVG были проведены испытания данных счётчиков как на воздухе при низком давлении (близком к атмосферному) так и природном газа при высоком давлении.

В ходе этих испытаний были получены следующие результаты:

• Практически между кривой погрешности счётчика при измерении воздуха низкого давления (в области малых чисел Re) и кривой погрешности при измерении природного газа высокого давления (в области больших чисел Re) есть лишь одно различие. При поверке счётчика на природном газе при давлении свыше 4 бар (0,4 МПа) кривая погрешности турбинного счётчика имеет более линейную форму в сравнении с кривой погрешности полученной при поверке счётчика на воздухе при низком давлении.
  
  Объясняется это тем, что в области малых чисел Re, величина вязкого трения в пограничном слое приводит к отклонению кривой погрешности от линейной формы.
  
  В целом можно сказать, что кривая погрешности при повышении давления спрямляется. Таким образом, при измерении газа находящемся под высоким давлением фактическая погрешность счётчика находится в более узких пределах относительно заявленных приделов погрешности указанных в паспорте счётчика, прошедшего поверку на низком давлении.
• При высоких давлениях измеряемой среды (свыше 4 бар (0,4МПа)) у турбинных счётчиках газа значительно увеличивается диапазон измерений (Qmax/Qmin) за счёт уменьшения значения минимально измеряемого расхода (Qmin).

Происходит это по той причине, что с повышением давления измеряемого газа происходит увеличение его плотности и как следствие увеличение кинетической энергии потока в сравнении с кинетической энергией потока газа при низком давлении при неизменном значении расхода. Это приводит к увеличению крутящего момента передаваемого потоком газа измерительному турбинному колесу счётчика.

Практически это значит, что турбинный счётчик при увеличении давления измеряемого газа может использоваться для измерения меньших расходов с заявленной точностью, так как уравновешивание крутящего момента и противодействующего момента обусловленного силами трения в опорах (подшипниках) турбинного колеса и подвижных деталях счётчика наступает при меньшем расходе измеряемого газа.

Таким образом, диапазон измеряемых расходов (Qmax/Qmin) турбинного счётчика с повышением давления измеряемого газа расширяется за счёт уменьшения значения минимально измеряемого расхода (Qmin). Значение максимально измеряемого расхода (Qmax) при увеличении давления измеряемого газа остается неизменным, так как оно ограничено конструкцией счётчика а именно максимально допустимой скоростью вращения турбинного колеса, а следовательно и подвижных деталей счётчика (подшипников, зубчатых колёс и т.п.) при которой не происходит их сильного износа и выхода счётчика из строя.

Калибровка турбинного счётчика на высоких давлениях позволяет расширить диапазон измерения до 1:50.

Характерные кривые погрешностей счётчика газа полученные при измерении воздуха низкого давления (при давлении близком к атмосферному) и при измерении природного газа высокого давления (свыше 4 бар (0,4 МПа)) показаны на рисунке 1.

Кривая погрешности, а следовательно и расширение диапазона измерения актуальны лишь при условии что плотность измеряемого газа при реальных рабочих условиях не отличается более чем в два раза от плотности измеряемой среды в условиях поверки.

Таким образом, калибровка на высоком давлении целесообразна для турбинных счётчиков, эксплуатируемых только под высоким давлением, поскольку расширение диапазона измерения либо сужение пределов погрешности счётчика, прошедшего поверку на высоком давлении, могут быть признаны лишь в случае если счётчик эксплуатируется в определённом диапазоне давлений измеряемой среды.

На рисунке 2 приведён протокол поверки турбинного счётчика TRZ G650 (Ду=150мм) заводской номер №83023859 поверенного на воздухе при давлении близком к атмосферному и на природном газа при давлении 50 бар (5 МПа).

1) Счётчик был поверен на поверочном стенде низкого давления находящимся в собственности фирмы Elster-Instromet Production GmbH (Mainz-Kastel, Германия).

Условия поверки:

• измеряемая среда воздух;
• абсолютное давление измеряемой среды 1 бар (близкое к атмосферному);
• температура измеряемой среды 20,99 °С;
• расход газа при котором производилась поверка – 50, 100, 250, 400, 700, 1000 м3/ч.

Полученная кривая погрешности отмечена красным цветом.

2) Счётчик был поверен на поверочном стенде высокого давления находящимся в распоряжении поверочной лаборатории Pigsar c/o E.ON Ruhrgas AG (Dorsten, Германия).

Условия поверки:

• измеряемая среда природный газ;
• абсолютное давление измеряемой среды 50 бар (5 МПа);
• температура измеряемой среды 15,01 °С;
• расход газа при котором производилась поверка – 50, 100, 250, 400, 700, 1000 м3/ч.

Полученная кривая погрешности отмечена синим цветом.