A gázmennyiség mérés sajátossága a betáplálástól a fogyasztókig

Dr. Tihanyi László, professor emeritus Dr. Szunyog István, egyetemi docens

A gázmennyiség mérés sajátossága a betáplálástól a fogyasztókig

20 04 15 16

MISKOLCI EGYETEM

Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet

Gázmérnöki Intézeti Tanszék Web www.gas.uni-miskolc.hu

XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás Visegrád

KŐOLAJ ÉS FÖLDGÁZ INTÉZET

Tartalom    

Nemzetközi kitekintés A mérés és átszámítás folyamata A vezetékkészlet változásának a hatása Az elszámolás szabályai

DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád

2


Nemzetközi kitekintés

Gázszivárgások az USA fővárosában Forrás: http://www.npr.org/2014/01/16/262911327/aging-pipes-in-d-c-create-about-6-000-natural-gas-leaks, 2015.


3



Forrás: Energy Balances of OECD Countries, 2014.


4





5





6





7





8





9





10





11



Az USÁ-ban 1970 óta zérus értékű a statisztikában szereplő HMK ! Forrás: U.S. Office of Pipeline Safety (2002), 2015.


12





13





14





15


Nemzetközi kitekintés Az U.S Energy Information Administration az évente megjelenő „Natural Gas Annual” kiadványban foglalja össze a HMK (UAG) alakulására vonatkozó éves adatokat. 2013-ban a HMK (UAG) 1,7% volt.

Forrás: U.S EIA, 2015.


16


Nemzetközi kitekintés A Nationalgrid minden évben jelentést készít a HMK (AUG) alakulásáról, és honlapján letölthető a napi értékeket tartalmazó EXCEL fájl.

Forrás: http://www2.nationalgrid.com/, 2015.


17





18


A mérés és átszámítás folyamata A gázáram/gázmennyiség mérési eljárás minden esetben három fázisból áll:  sebességmérésen (direkt vagy indirekt módszerrel);  átszámítás egy rögzített referencia(normál) állapotra;  integrálás az órai adatok képzéséhez. A mérési eljárás során változhatnak:  a nyomás és az áramlási hőmérséklet;  áramló közeg fizikai-kémiai jellemzői. A számítási fázis gondot okoz a mérési folyamat szabványosításában, illetve a mérőrendszer hitelesítésében. A gázáram-mérés nem ismételhető !!! Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


19


A mérés és átszámítás folyamata A tényleges (üzemi) nyomásra és hőmérsékletre vonatkozó mért térfogatot az alábbi összefüggés segítségével lehet a normál-állapotra átszámítani:

Vn p Tn z n  V pn T z Az átszámításához ismerni (mérni) kell az aktuális nyomást és az aktuális hőmérsékletet, továbbá a rendszerüzemeltető üzemi és kereskedelmi szabályzatában rögzített módszerrel számítani kell az eltérési tényezőt.

Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


20


A mérés és átszámítás folyamata Az aktuális és a referencia állapot közötti átszámítás a sűrűségek segítségével is elvégezhető. Ez az eljárás előnyösebb lenne a gáztörvény alkalmazásával szemben, mivel csak a sűrűséget kellene mérni. Az átszámítási összefüggés az alábbi formában adható meg:

Vn  V

ρ ρn

Megjegyzés: jelenleg nem áll rendelkezésre kellően pontos mérési módszer és berendezés a földgáz sűrűségének a mérésére a szokásos nyomás- és hőmérséklet tartományban. Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


21


A mérés és átszámítás folyamata

Vn p Tn z n  V pn T z

Nyomás korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


22


A mérés és átszámítás folyamata Vn p Tn z n  V pn T z

Hőmérséklet korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


23


A mérés és átszámítás folyamata Vn p Tn z n  V pn T z

Hőmérséklet-korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


24


A mérés és átszámítás folyamata Mérőperemes mérő – közvetett sebességmérésen alapul, nagy gázáramok esetén alkalmazzák

d c2 π 2 p1p M qm  ε 4 4 RTz 1β C

q vn

d c2 π Tn z n  ε 4 4 pn 1β C

2 p1 p R M T1 z1

Mérőberendezésnek csak az egyes elemei hitelesíthetők.



25


A mérés és átszámítás folyamata Mérőperemes mérő – közvetett sebességmérésen alapul, nagy gázáramok esetén alkalmazzák



26


A mérés és átszámítás folyamata Mérőturbina – közvetlen sebességmérésen alapul, széles tartományban alkalmazzák. Az áramló fluidum az áramlási sebességgel arányosan forgatja a szárnykereket, amelynek fordulatszáma az állandó átömlési keresztmetszet miatt a térfogatárammal arányos. qv = n k A

ahol n az impulzusok száma, k arányossági tényező, A pedig az átömlési keresztmetszet.



27


A mérés és átszámítás folyamata

A mérőturbina beépítési feltételeit szabvány rögzíti!

A mérőturbina mérési pontossága a kis gázáramok tartományában (egyirányban) gyorsan romlik!



28


A mérés és átszámítás folyamata Ultrahangos mérő – a Doppler-effektus segítségével határozza meg az áramlási sebességet, széles tartományban alkalmazzák. L L  c  v cos θ  c  v X L L L tu   c  v cos θ  c  v X L td 

D2π qv  v 4

L  1 1  L2 t u  t d     v 2 cosθ   t d t u  2 X t u t d

Nincsenek mozgó alkatrészei, áramlási ellenállása minimális. Az áramlási sebességből és a hozzátartozó keresztmetszetből egyszerű módon számítható az effektív térfogatáram. Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012


29


A mérés és átszámítás folyamata Turbinás mérő elektronikus csatlakozóval, elektronikus p-T vagy pTz korrektorral

Forrás: Flogiszton Kft., 2015


30


A mérés és átszámítás folyamata Forgódugattyús mérő elektronikus csatlakozóval A mérőt a gázáram „hatja meg”. Forgása közben a gázáramból meghatározott térfogatokat zsilipel át a bemeneti oldalról a kimeneti oldalra. A számláló az átzsilipelt térfogatokat számlálja. A gázáramban lévő szilárd szennyeződések koptatják a mérőt, ami egyirányú rendszeres hibát eredményezhet.



31


A mérés és átszámítás folyamata Membrános háztartási mérők A mérőt a gázáram „hatja meg”. Működése során a gázáramból meghatározott térfogatokat zsilipel át a bemeneti oldalról a kimeneti oldalra. A számláló az átzsilipelt térfogatokat számlálja. A mérő kiegészíthető digitális adatgyűjtő és -tároló egységgel.



32


A mérés és átszámítás folyamata Háztartási gázmérők

Forrás: OMH, 2015


33


A mérés és átszámítás folyamata Gázmérő eszközök hitelesítése az Országos Mérésügyi Hivatal által

Forrás: OMH, 2015


34





35


A vezetékkészlet változásának a hatása

Forrás:


36



Forrás:


37



Forrás:


38



Forrás:


39



Forrás:


40



Forrás:


41



Forrás:


42



Forrás:


43





44


Az elszámolás szabályai 6.8.1.1. A földgáz mennyiségi mérése

a)

A földgáz mennyiségének mérése jelen Szabályzat V. számú mellékletében szereplő eszközökkel és a 13. fejezetben meghatározott módon történik.

b)

Elszámolási mérésre csak az MKEH által vizsgált vagy használati etalonnal ellenőrzött mérőműszerek alkalmazhatók.

c)

A mérőberendezésnek képesnek kell lennie órai és napi mérési adatok szolgáltatására és azok legalább 50 napig történő tárolására.

Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATA, 2015


45


Az elszámolás szabályai 6.8.1.2. A földgáz minőségi paramétereinek meghatározása és mérése a) A szállítási rendszerüzemeltető által végzett minőségi méréseket tekintve a földgáz minőségi paraméterei alatt az alábbi jellemzők értendők:

b)

i.

összetevőinek koncentrációja (metán, etán, propán, n-bután, ibután, n-pentán, i-pentán, neo-pentán, hexán és annál nehezebb szénhidrogének, szén-dioxid, nitrogén stb.);

ii.

relatív sűrűsége;

iii.

alsó hőértéke (fűtőértéke);

iv.

felső hőérték (égéshő);

v.

Wobbe szám.

Az összetétel mérését folyamatos üzemű, terepi kivitelű földgáz kromatográffal, illetve az ellenőrzéseket akkreditált laboratóriumokban végzik.

Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATA, 2015


46


Az elszámolás szabályai X. sz. melléklet – A hálózati és mérési veszteség (HMK) átadói, havi és napi mértékének meghatározása 1.1. A HMK-t befolyásoló fő tényezők: a) Mérési különbözet, amely a földgázelosztók üzemelő mérőparkjának mérési pontatlanságát jelenti. b) Technológiai veszteség, amely a vezetékek meghibásodása során, továbbá a szerelvények és a felhasználói berendezések oldható kötésein elszivárgó, kiáramló mennyiséget jelenti. c) Korrekció hiányából adódó veszteség, mely abból adódik, hogy a gáztechnikai normál hőmérséklettől, és/vagy az ún. korrekciós nyomástól eltérő viszonyok között történik a mérés. d) Szabálytalan vételezés, amely alatt a szerződés nélküli, illetve mérést befolyásoló, vagy megkerülő vételezést értjük.

Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015


47


Az elszámolás szabályai X. sz. melléklet – A hálózati és mérési veszteség (HMK) átadói, havi és napi mértékének meghatározása 1.2. A HMK-t befolyásoló négy fő elemen belüli releváns tényezők a következők: a) A mérési különbözetet főként a 20 m3/h-nál kisebb mérővel rendelkező felhasználók okozzák. b) A technológiai veszteségnél a középnyomású hálózat hossza a fő indikátor. c) A korrekció hiányából adódó veszteség létrejöttében a külső helyen lévő, hőfok-korrigálatlan mérőknél jelentkező hatás a legerősebb. d) A szabálytalan vételezésnél a 20 m3/h-nál kisebb mérővel rendelkező felhasználók a meghatározóak. A HMK négy elemének releváns tényezői a HMK több mint 85 %-áért felelősek. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015


48


Az elszámolás szabályai A HMK átadópontonkénti havi megosztása A földgázelosztók naptári/gázévre kimutatott HMK-t iparágon belüli egységes elvek alapján kell átadópontokra, havi és napi gyakorisággal megállapítani. Az egységes számításokhoz a négy fő befolyásoló tényezővel figyelembe vett modell szolgál kiindulási alapul.



49


Az elszámolás szabályai A HMK négy fő befolyásoló tényezőjét figyelembe vevő modell képlete A négy fő befolyásoló tényező meghatározása érdekében felhasználói szegmensenként rögzítésre kerültek a műszaki-szakmai tényezők, illetve a hozzájuk tartozó objektív strukturális tényezők. Ezek alapján a HMK releváns elemeinek numerikus leírása a következő: HMKmérés[%] = Q<20 × Vm<20[%] + Q 20-100 × Vm20-100[%] + Q>100 × Vm>100[%] HMKtechnológia[%] = P kis × Vt kis[%] + P közép × Vt közép[%] HMKt korrekció[%] = Q <20 × (Tbelső fűtött × Vktbelső [%] + Tkülső nem TC-s × Vktkülső [%]) HMKszab.vét[%] = Q<20 × Vszv<20 [%] + Q20-100 × Vszv20-100 [%] Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015


50


Az elszámolás szabályai A HMK átadónkénti bontása HMKmérés i átadó[%]=HMK mérés társasági [%]/Q <20 társasági * Q <20 i átadó

HMKszab. vét i átadó[%]=HMK szab. vét társasági [%]/Q <20 társasági * Q <20 i átadó HMKtechnológiaiátadó[%]=HMKtechn.társasági[%]/P középtársasági*Pközép iátadó



51


Az elszámolás szabályai A HMK éven belüli változása A HMK értéke nem állandó egész évben. A havonta változó értékű HMK megadása egy évre előre, havi bontásban, átadóállomásonként eltérő mértékben, % értékben úgy történik, hogy az éves értéket kell arányosítani a kiemelt mennyiségi paraméterek havi/éves hányadának arányában. Az időbeliség vizsgálatával megállapítható, hogy három elem (a mérési különbözet, a szabálytalan vételezés, és a korrekció hiányából adódó veszteség) volumenfüggő, a technológiai veszteség elem volumen független. Volumenfüggő veszteség elem esetén a 20 m3/h alatti gázforgalom aránya alapján: HMK mérési havi [%] = HMK méréséves [%] * Q<20 i havi / Q<20 éves Volumen független veszteségi elem esetén a középnyomáson ellátott ügyfelek aránya alapján: HMK technológiai havi [%] = HMK technológiaéves[%]/(12 x Qi havi [%]) Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015


52


Az elszámolás szabályai Havonkénti HMK meghatározása HMK mérés i havi [%] = HMK mérés éves [%] * Q <20 i havi / Q <20 éves (Vm i havi [%] = Vm éves [%] * Q <20 i havi / Q <20 éves) HMK szab. vét i havi [%] = HMK szab. vét éves [%] / Q <20 i havi * Q <20 éves (Vszv i havi [%] = Vszv éves [%] / Q <20 i havi * Q <20 éves) Az átszámítás hiányából adódó, nem releváns veszteség elem szükség szerint kidolgozható a releváns befolyásoló tényező alapján. HMK technológia i havi [%] = HMK technológia éves [%] / (12 * Q i havi) (Vt i havi [%] =Vt éves [%] / (12 x Q i havi [%])) Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015


53


Az elszámolás szabályai A hálózati-mérési különbözet napi kapacitásának meghatározása A hálózati-mérési különbözet napi értékének meghatározása érdekében a befolyásoló főbb objektív strukturális paraméterek (gázforgalom változása, mérők elhelyezkedése és darabszáma, nyomásszint stb.) közül a gázforgalmat, illetve annak szegmensenkénti változásának vizsgálata releváns, mert éven belül ez a tényező változik jelentős mértékben. A HMK napi kapacitásának meghatározása érdekében az éves gázforgalmat havi szinten kell felosztani hőmérséklet független és hőmérséklet függő részre, majd a gáziparban elfogadott napfok-modell segítségével fogyasztási kategóriánként kell létrehozni a várható gázforgalmat leíró összefüggéseket a napi középhőmérséklet függvényében.



54


Az elszámolás szabályai HMK kezelése (beszerzése, nominálása, allokálása, lekötések) gázpiaci elszámolások során A HMK beszerzésére az elosztói engedélyes az előírásoknak megfelelően szerződést köt egy rendszerhasználóval. A HMK éves lefutását a rendszerhasználó részére előre kell megadni, a szükséges kapacitáslekötések számítása érdekében. Az adott átadóra beérkező nominálások és az előre kalkulált HMK %-os érték alapján a földgázelosztó kiszámítja a HMK-t MJ-ban. Ezt az értéket megküldi a beszerzést végző rendszerhasználónak. A napi HMK érték a napi földgáz átvételtől függ, melynek következtében a földgázszállító vezeték kiadási ponti HMK napi kapacitáslekötéseknél alulvételezés, illetve túllépés jöhet létre.



55


Az elszámolás szabályai HMK kezelése (beszerzése, nominálása, allokálása, lekötések) gázpiaci elszámolások során A HMK nominálási eltérése nem a földgázelosztó nominálásának, hanem a rendszerhasználók nominálásának helyességétől vagy helytelenségétől függ. A földgázelosztó önhibáján kívüli nominálási eltérése esetén a HMK napi nominálása pótdíjmentes. Az allokálás során a földgázelosztó a HMK allokálását külön adja meg azon rendszerhasználónak amelytől a HMK-t beszerzi, vagy saját jogú beszerzés esetén a szállítási rendszerirányítónak.



56


Köszönjük a figyelmet!

MISKOLCI EGYETEM

Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet

Gázmérnöki Intézeti Tanszék Telefon (36) 46 565-078 Email [email protected] [email protected]

Web www.gas.uni-miskolc.hu DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád

57

A gázmennyiség mérés sajátossága a betáplálástól a fogyasztókig

Recommend Documents