Размещено на http://www.allbest.ru/

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

НОУ СПО «Волгоградский колледж газа и нефти ОАО «Газпром»

КУРСЫ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ

СПЕЦИАЛИСТОВ ОАО «ГАЗПРОМ»

РЕФЕРАТ

Тема: «Расходомер газа с применением стандартных сужающих устройств»

Выполнил: главный специалист ООО

«Газпром межрегионгаз Москва»

О.А. Букуров

Волгоград 2012 год

Содержание

Введение

1. Сужающие устройство, основные определения и требования

2. Диафрагмы

3. Средства измерений и требования к их монтажу

4. Вычислительные устройства

5. Контроль и периодичность измерения технических средств

Заключение

Литература

Введение

Традиционно коммерческий учет газа основан на объемном и скоростном методах измерения объема газа реализованных на базе диафрагменных (мембранных), ротационных и турбинных счетчиков газа и измерительных комплексов на их основе.

В трубопроводах больших диаметров (как правило Ду=300мм и более) применяют метод переменного перепада давления с использованием стандартных сужающих устройств (прежде всего - диафрагм) в комплекте с современными интеллектуальными преобразователями давления, перепада давления и вычислителями расхода газа.

1.Сужающие устройство, основные определения и требования

Сужающее устройство: техническое устройство, устанавливаемое в измерительном трубопроводе, со сквозным отверстием для создания перепада давления среды путем местного уменьшения площади сечения трубопровода (сужения потока).

Стандартное сужающее устройство: сужающее устройство, геометрические характеристики и условия, применения которого регламентированы комплексом стандартов.

Отверстие стандартного сужающего устройства: круглое отверстие сужающего устройства, соосное трубопроводу при установке сужающего устройства в трубопровод.

Горловина: часть отверстия стандартного сужающего устройства (сопла ИСА 1932, эллипсного сопла, сопла Вентури и трубы Вентури), имеющая минимальный диаметр.

Диафрагма: тип стандартного сужающего устройства, выполненного в виде тонкого диска с отверстием, имеющем со стороны входа потока острую прямоугольную кромку.

Труба Вентури: тип стандартного сужающего устройства, который состоит из входного цилиндрического участка, сходящейся конической части (конфузора), горловины и расходящейся конической части (диффузора).

Диаметр отверстия сужающего устройства: диаметр части отверстия сужающего устройства, имеющей минимальную площадь поперечного сечения.

Относительный диаметр отверстия сужающего устройства: отношение диаметра отверстия сужающего устройства к внутреннему диаметру измерительного трубопровода перед сужающим устройством при температуре среды:

dD

Требования к сужающему устройству

СУ должно быть изготовлено, установлено и использовано согласно требованиям соответствующих частей комплекса стандартов.

Если характеристики СУ или условия их применения выходят за пределы, указанные в соответствующей части комплекса стандартов, следует экспериментально определить коэффициент истечения данного СУ при фактических условиях его эксплуатации.

СУ должно быть изготовлено из коррозионно-эрозионностойкого по отношению к среде материала, температурный коэффициент линейного расширения которого известен в диапазоне изменения температуры среды.

Метод определения расхода среды

Расход среды определяют методом переменного перепада давления.

Метод основан на создании в измерительном трубопроводе (ИТ) с помощью СУ местного сужения потока, часть потенциальной энергии которого переходит в кинетическую энергию, средняя скорость потока в месте его сужения повышается, а статическое давление становится меньше статического давления до СУ. Разность давления (перепад давления) тем больше, чем больше расход среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.

Требования к измерительному трубопроводу и его оснащению

ИТ должен быть круглого сечения по всей длине прямолинейных участков. Выполнение данного требования контролируют визуально, за исключением участков в непосредственной близости от СУ (длиной 2D), где такая оценка может быть дана только по результатам измерений геометрических характеристик сечения трубопровода, выполненных в соответствии с требованиями, зависящими от типа СУ.

ИТ может быть расположен горизонтально, вертикально и наклонно. При этом ИТ должен быть полностью заполнен средой.

СУ должно быть установлено между двумя прямолинейными участками ИТ, минимальная длина которых для каждого типа СУ приведена в соответствующих частях комплекса стандартов.

Участки ИТ, расположенные непосредственно до и после СУ, считают прямолинейными, если отклонение линии, образуемой наружной поверхностью трубопровода и любым продольным сечением, от прямой линии на любом отрезке участка ИТ не превышает 0,4% длины отрезка. Участок ИТ между двумя МС до СУ считают прямолинейным, если отклонение от прямолинейности визуально не обнаруживается.

На внутренней поверхности ИТ не должны скапливаться осадки в виде песка, пыли, металлической окалины и других загрязнений. Внутренняя поверхность ИТ должна быть чистой в течение всего времени измерений, все дефекты поверхности должны быть устранены на длине не менее 10D до СУ (или на всем участке между СУ и ближайшим до него МС, если длина этого участка не более 10D) и не менее 4D после СУ. Для обеспечения возможности очистки внутренней поверхности ИТ рекомендуется соединение участков ИТ выполнять разъемными. Разъемное соединение должно располагаться не ближе 2D до СУ.

Рисунок 1 - Схема течения несжимаемой жидкости через диафрагму и ИТ.

2. Диафрагмы

Поперечное сечение в осевой плоскости стандартной диафрагмы приведено на рисунке 2. Обозначения элементов и геометрических параметров диафрагмы, приведенные на рисунке 2, применяют в настоящем разделе.

Рисунок 2 - Стандартная диафрагма

Общие требования

-Требования применяют только к части диафрагмы, находящейся внутри трубопровода.

-Отверстие диафрагмы должно быть соосно с ИТ. Торцевые стороны диафрагмы должны быть плоскими и параллельными друг другу.

-Конструкция диафрагмы и узла ее крепления должна гарантировать, что под действием перепада давления на ней или других напряжений уклон диафрагмы не будет превышать в рабочих условиях +-1%.

Поверхность входного торца диафрагмы (см. рисунок 3) должна быть плоской. Неплоскостность поверхности входного торца диафрагмы определяют перед ее установкой. Диафрагму считают плоской, если максимальный зазор между ней и поверочной линейкой длиной l, наложенной вдоль любого диаметра диафрагмы, как приведено на рисунке 3, менее 0,005 (l - d)/2, т.е. уклон - менее 0,5%.

Рисунок 3 - Схема измерения неплоскостности диафрагмы

Таким образом, уклон, характеризуемый отношением Н_д/l_д, должен удовлетворять условию:

Н /l < 0,005, д д

если l = D, то 2 х Н / (D - d) < 0,005.

Для обеспечения удобства проверки правильности установки диафрагмы по отношению к направлению потока предусматривают маркировочный знак плюс (+) на входном торце и минус (-) на выходном торце диафрагмы. Нанесение маркировочного знака на входном торце диафрагмы в пределах круга диаметром D не допускается.

Толщина диафрагмы и длина цилиндрической части ее отверстия

Длина е (см. рисунок 2) цилиндрической части отверстия диафрагмы должна находиться в пределах от 0,005D до 0,02D. Разность между значениями е при ее измерении в любой точке контура отверстия не должна превышать 0,001D.

Толщина Е_д диафрагмы должна быть в пределах от е до 0,05D.

Если 50 мм <= D <= 64 мм, то толщина E_д может достигать 3,2 мм. В этом случае не рекомендуется применение диафрагм с бета > 0,36.

Если D >= 200 мм, то разность между значениями Е_д, измеренными в любой точке диска диафрагмы, не должна превышать 0,001D. Если D < 200 мм, разность между значениями Е_д, измеренными в любой точке диска диафрагмы, не должна быть более 0,2 мм.

Угол наклона альфа образующей конуса

Если толщина Е_д превышает длину е, то отверстие диафрагмы должно иметь скос со стороны выходного торца (см. рисунок2). Поверхность скоса должна быть чистой.

Угол альфа наклона образующей конуса к оси отверстия диафрагмы должен быть в пределах 45°+-15°.

Кромки G, Н и I

На кромке G (см. рисунок 2) не допускается наличие каких-либо дефектов - вмятин, рисок, заусенцев и т.п.

Если в процессе эксплуатации диафрагмы радиус кромки G не более 0,0004 х d, то кромку считают острой и значение поправочного коэффициента К_п принимают равным единице. Значение начального радиуса r_н входной кромки диафрагмы определяют в начале межконтрольного интервала визуально или путем измерений.

При визуальном определении значения r_н исходят из того, что отсутствие отражения света от входной кромки диафрагмы, рассматриваемой невооруженным глазом под углом 45° к плоскости диафрагмы, свидетельствует о том, что значение r_н не превышает 0,04 x 10(-3) м. Это значение r_н принимают за результат визуального определения.

При измерении радиуса r_н за результат принимают среднеарифметическое значение результатов измерений в восьми точках, равномерно размещенных по окружности.

Кромки Н и I (см. рисунок 2) должны быть без заусенцев, фасок или закругления. Допускаются небольшие дефекты (например, одиночная царапина).

Диаметр отверстия диафрагмы

Диаметр d (см. рисунок 2) должен быть не менее 12,5 мм. Относительный диаметр бета должен находиться в пределах от 0,10 до 0,75.

Значение диаметра d рассчитывают по ГОСТ 8.586.1. За значение диаметра отверстия диафрагмы d_20 принимают среднее значение результатов измерений диаметра не менее чем в четырех направлениях, расположенных под приблизительно равными (визуально контролируемыми) углами друг к другу.

При этом относительная неопределенность результата измерения диаметра, обусловленная измерительным инструментом, не должна превышать 0,02%.

Отверстие должно быть цилиндрическим. Требование считается выполненным, если результат измерений диаметра в любом из направлений не отличается от среднего значения диаметра более чем на 0,05%.

Материал и изготовление

Диафрагма может быть изготовлена из любого материала [см. ГОСТ 8.586.1] и любым способом, если она соответствует установленным техническим требованиям.

3. Средства измерений и требования к их монтажу

расходомер газ трубопровод диафрагма

Для определения расхода и количества среды необходимо выполнять измерения переменных параметров потока и среды, входящих в уравнение расхода. СИ и вспомогательные технические устройства, необходимые для измерения расхода и количества среды, выбирают исходя из условий их эксплуатации и технико-экономической целесообразности.

Для измерения параметров потока и среды применяют приборы с регистрацией результатов измерения на бумажных или электронных носителях, а также планиметры или электронные устройства для считывания графической информации, вычислительные устройства ручного или автоматического действия для обработки результатов измерений.

Для автоматизации процедуры измерения и определения расхода и количества среды в реальном масштабе времени применяют вычислительные устройства, которые принимают сигналы от измерительных преобразователей параметров потока и среды, автоматически обрабатывают их и выдают необходимую информацию о результатах измерений и вычислений.

Измерение перепада давления на сужающем устройстве

Перепад давления на СУ [см. ГОСТ 8.586.1] определяют подсоединением ППД через соединительные трубки к отверстиям для отбора давления или к отверстиям в кольцевых камерах усреднения, служащим для передачи давления к СИ.

Допускается подключение к одному СУ двух или более ППД.

Разъединительные краны

Разъединительные краны предназначены для отделения СИ от ИТ.

Разъединительные краны рекомендуется помещать на соединительных трубках непосредственно у места их соединения с ИТ. При установке уравнительных (конденсационных) сосудов разъединительные краны (вентили) допускается монтировать непосредственно за ними.

Площадь проходного сечения крана должна быть не менее 64% площади сечения соединительной трубки.

В рабочем режиме разъединительные краны должны быть полностью открыты.

Рекомендуется отдавать предпочтение установке шаровых кранов.

Уравнительные (конденсационные) сосуды

При измерениях расхода пара соединительные трубки заполняются конденсатом. При измерениях перепада давления происходит нарушение равенства высоты столбов конденсата в обеих соединительных трубках вследствие перемещения части конденсата в ППД. Изменение уровней столбов конденсата приводит к появлению дополнительной составляющей неопределенности результатов измерений перепада давления.

Для уменьшения этой составляющей неопределенности результата измерения перепада давления применяют уравнительные (конденсационные) сосуды.

Соединительные трубки (линии)

ППД располагают как можно ближе к СУ. Рекомендуется, чтобы длина соединительных трубок не превышала 16 м. Во избежание искажения перепада давления, возникающего из-за разности температуры трубок, две соединительные трубки должны быть расположены рядом.

Если существует опасность нагрева или охлаждения заполненных жидкостью соединительных трубок при их вертикальном или наклонном расположении, то их совместно теплоизолируют.

При применении соединительных трубок, составленных из отдельных секций, диаметр условного прохода этих секций должен быть одинаковым (d от 6мм до 10мм).

Соединительные трубки устанавливают с уклоном к горизонтали более чем 1:12. Такой уклон обеспечивает движение конденсата и твердых частиц вниз до обогревающих отстойников или цилиндров, а пузырьков газа вверх - до газосборных камер.

Средства измерений температуры

Термодинамическую температуру среды рассчитывают по формуле

Т = 273,15 + t

Температуру среды измеряют на прямолинейном участке ИТ до или после СУ.

Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы ПТ или его защитная гильза (при ее наличии) как можно меньше загромождали проходное сечение ИТ, погружают на глубину от 0,3D до 0,7D.

В случае измерения расхода пара или среды, температура которой более 120°С, рекомендуется ПТ или его защитную гильзу (при ее наличии) погружать в ИТ на глубину от 0,5 D до 0,7D.

Наилучшим расположением ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) при их установке является радиальное, схема которого приведена на рисунке 4а.

Допускается их наклонное расположение, как приведено на рисунках 4б и 4г, или установка за СУ в колене, как приведено на рисунке 4в. Указанное направление потока на рисунках 4б, в - рекомендуемое.

Рисунок 4 - Схема установки ПТ

4. Вычислительные устройства

Перед вводом в эксплуатацию технических средств проверяют соответствие требованиям:

- прямолинейных участков ИТ

- монтажа соединительных трубок

- конструкции СУ

- монтажа СИ и монтажно-эксплуатационной документации;

- условий применения СУ

Периодически, не реже одного раза в год, начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют:

- - наличие документации или соответствующих отметок, допускающих СИ к эксплуатации;

- корректность конфигурирования вычислительного устройства в составе СИ расхода и количества среды при его наличии.

Периодически, не реже одного раза в месяц (если иная периодичность не установлена требованиями безопасности), начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют герметичность всех узлов соединений, в которых находится среда, а также ведется контроль диапазона измерения и точки «0» приборов учета.

Заключение

Расходомеры с сужающими устройствами (СУ) на протяжении долгого времени находятся на пике популярности. Иногда только они дают точные характеристики расходов газа. Кроме этого они имеют ряд преимуществ:

1. Доступная цена.

2. Прочная конструкция.

3. Отсутствие, каких либо подвижных частей.

4. Надежный и привычный метод измерения.

5. Они подходят для любых однофазовых сред.

СУ все-таки имеют ряд недостатков, но они компенсируются простатой конструкции и затратами на изготовление.

Литература

1. ГОСТ 8.586.1-5-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств».

2. ПР 50.2.022-99 «Порядок осуществления государственного метрологического контроля и надзора за применением и состоянием измерительных комплексов с сужающими устройствами»

Размещено на Allbest.ru