A gázmennyiség mérés sajátossága a betáplálástól a fogyasztókig

Átírás

1 Dr. Tihanyi László, professor emeritus Dr. Szunyog István, egyetemi docens A gázmennyiség mérés sajátossága a betáplálástól a fogyasztókig MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Web XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás Visegrád

2 Tartalom Nemzetközi kitekintés A mérés és átszámítás folyamata A vezetékkészlet változásának a hatása Az elszámolás szabályai DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 2

3 Nemzetközi kitekintés Gázszivárgások az USA fővárosában Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 3

4 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 4

5 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 5

6 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 6

7 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 7

8 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 8

9 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 9

10 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 10

11 Nemzetközi kitekintés Forrás: Energy Balances of OECD Countries, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 11

12 Nemzetközi kitekintés Az USÁ-ban 1970 óta zérus értékű a statisztikában szereplő HMK! Forrás: U.S. Office of Pipeline Safety (2002), DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 12

13 Nemzetközi kitekintés Az USÁ-ban 1970 óta zérus értékű a statisztikában szereplő HMK! Forrás: U.S. Office of Pipeline Safety (2002), DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 13

14 Nemzetközi kitekintés Az USÁ-ban 1970 óta zérus értékű a statisztikában szereplő HMK! Forrás: U.S. Office of Pipeline Safety (2002), DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 14

15 Nemzetközi kitekintés Az USÁ-ban 1970 óta zérus értékű a statisztikában szereplő HMK! Forrás: U.S. Office of Pipeline Safety (2002), DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 15

16 Nemzetközi kitekintés Az U.S Energy Information Administration az évente megjelenő Natural Gas Annual kiadványban foglalja össze a HMK (UAG) alakulására vonatkozó éves adatokat ban a HMK (UAG) 1,7% volt. Forrás: U.S EIA, DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 16

17 Nemzetközi kitekintés A Nationalgrid minden évben jelentést készít a HMK (AUG) alakulásáról, és honlapján letölthető a napi értékeket tartalmazó EXCEL fájl. Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 17

18 Tartalom Nemzetközi kitekintés A mérés és átszámítás folyamata A vezetékkészlet változásának a hatása Az elszámolás szabályai DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 18

19 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 19

20 A mérés és átszámítás folyamata A tényleges (üzemi) nyomásra és hőmérsékletre vonatkozó mért térfogatot az alábbi összefüggés segítségével lehet a normál-állapotra átszámítani: V V n p p n T n T z z n 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 20

21 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: V V n ρ ρ n 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 21

22 A mérés és átszámítás folyamata V V n p p n T n T z z n Nyomás korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 22

23 A mérés és átszámítás folyamata V V n p p n T n T z z n Hőmérséklet korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 23

24 A mérés és átszámítás folyamata V V n p p n T n T z z n Hőmérséklet-korrekció Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 24

25 A mérés és átszámítás folyamata Mérőperemes mérő közvetett sebességmérésen alapul, nagy gázáramok esetén alkalmazzák C 1 β 2 dcπ ε 4 1 qm 4 2p p M R T z q vn C 1 β 4 2 dcπ ε 4 Tnz p n n 2p1 p R M T z 1 1 Mérőberendezésnek csak az egyes elemei hitelesíthetők. Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 25

26 A mérés és átszámítás folyamata Mérőperemes mérő közvetett sebességmérésen alapul, nagy gázáramok esetén alkalmazzák Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 26

27 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. q v = n k A ahol n az impulzusok száma, k arányossági tényező, A pedig az átömlési keresztmetszet. Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 27

28 A mérés és átszámítás folyamata A mérőturbina beépítési feltételeit szabvány rögzíti! A mérőturbina mérési pontossága a kis gázáramok tartományában (egyirányban) gyorsan romlik! Forrás: Tihanyi-Zsuga: Földgázszállító rendszerek üzemeltetése, Miskolci Egyetem, 2012 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 28

29 A mérés és átszámítás folyamata Ultrahangos mérő a Doppler-effektus segítségével határozza meg az áramlási sebességet, széles tartományban alkalmazzák. q v 2 D π v 4 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 v DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 29 t d t u L 2cos L c v cos L c v cos θ 1 t d θ θ 1 t u L X c v L L X c v L 2 L 2X tu t t t u d d

30 A mérés és átszámítás folyamata Turbinás mérő elektronikus csatlakozóval, elektronikus p-t vagy ptz korrektorral Forrás: Flogiszton Kft., 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 30

31 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. Forrás: Flogiszton Kft., 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 31

32 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. Forrás: Flogiszton Kft., 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 32

33 A mérés és átszámítás folyamata Háztartási gázmérők Forrás: OMH, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 33

34 A mérés és átszámítás folyamata Gázmérő eszközök hitelesítése az Országos Mérésügyi Hivatal által Forrás: OMH, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 34

35 Tartalom Nemzetközi kitekintés A mérés és átszámítás folyamata A vezetékkészlet változásának a hatása Az elszámolás szabályai DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 35

36 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 36

37 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 37

38 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 38

39 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 39

40 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 40

41 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 41

42 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 42

43 A vezetékkészlet változásának a hatása Forrás: DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 43

44 Tartalom Nemzetközi kitekintés A mérés és átszámítás folyamata A vezetékkészlet változásának a hatása Az elszámolás szabályai DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 44

45 Az elszámolás szabályai 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 45

46 Az elszámolás szabályai 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: i. összetevőinek koncentrációja (metán, etán, propán, n-bután, i- bután, n-pentán, i-pentán, neo-pentán, hexán és annál nehezebb szénhidrogének, szén-dioxid, nitrogén stb.); ii. iii. iv. relatív sűrűsége; alsó hőértéke (fűtőértéke); felső hőérték (égéshő); v. Wobbe szám. b) Az összetétel mérését folyamatos üzemű, terepi kivitelű földgáz kromatográffal, illetve az ellenőrzéseket akkreditált laboratóriumokban végzik. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATA, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 46

47 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 47

48 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 m 3 /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 m 3 /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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 48

49 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. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 49

50 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: HMK mérés [%] = Q <20 Vm <20 [%] + Q Vm [%] + Q >100 Vm >100 [%] HMK technológia [%] = P kis Vt kis [%] + P közép Vt közép [%] HMK t korrekció [%] = Q <20 (T belső fűtött Vkt belső [%] + T külső nem TC-s Vkt külső [%]) HMK szab.vét [%] = Q <20 Vszv <20 [%] + Q Vszv [%] Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 50

51 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 HMKtechnológia iátadó [%]=HMKtechn. társasági [%]/P közép társasági *Pközép iátadó Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 51

52 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 m 3 /h alatti gázforgalom aránya alapján: HMK mérés i havi [%] = HMK mérés éves [%] * Q <20 i havi / Q <20 éves Volumen független veszteségi elem esetén a középnyomáson ellátott ügyfelek aránya alapján: HMK technológia i havi [%] = HMK technológia éves [%]/(12 x Q i havi [%]) Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 52

53 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 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 53

54 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. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 54

55 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. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 55

56 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. Forrás: A MAGYAR FÖLDGÁZRENDSZER ÜZEMI ÉS KERESKEDELMI SZABÁLYZATÁNAK MELLÉKLETE, 2015 DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 56

57 Köszönjük a figyelmet! MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Kőolaj és Földgáz Intézet Gázmérnöki Intézeti Tanszék Telefon (36) tihanyil@kfgi.uni-miskolc.hu szunyogi@kfgi.uni-miskolc.hu Web DUNAGÁZ Konferencia, Visegrád 57