Контрольно-измерительные приборы. Газовые счетчики и расходомеры. Их подбор и расчет. Подбор и расчет газовых счетчиков и расходомеров.

Приборы для измерения количества газа. Под расходом понимается объем газа, протекающий в газопроводе в каждый момент времени, поэтому расход характеризует скорость протекания газа и выражается в объемных единицах за час времени (м³/ч).

Под количеством принимается объем газа, прошедший через газопровод за отрезок времени. Приборы, измеряющие количества газа, называется счетчиком количества, а измеряющие расход газа – расходомерами. Для измерения небольших расходов газа применяют объемные, регистрирующие газовые счетчики, а для измерения значительных расходов – газометры, работающие по принципу измерения скорости проходящего газа.

Счетчики количества газа по принципу действия подразделяются на объемные и скоростные. Рассмотрим устройство и принцип работы наиболее распространенных газовых счетчиков и расходомеров.

Ротационные счетчики типа РГ. Измерение количества газа в счетчиках типа РГ осуществляется при вращении двух роторов за счет разности давления на входе и выходе. Необходимый для вращения роторов перепад давления в счетчике составляет до 300 Па, что позволяет использовать эти счетчики даже на низком давлении.

В зависимости от принятого метода измерения различают:

– расходомеры, действие которых основано на определении расхода по перепаду давления;

– расходомеры, действие которых основано на определении расхода по скорости и напору потока газа (напорные или пневматические трубки).

Наибольшее распространение ГРП получили расходомеры первого типа. Они применяются для измерения расходов газа с давление боле 0,1Мпа.

Если в одном месте трубы с помощью сужающего устройства уменьшить поперечное сечение, то скорость потока увеличится. Согласно закону сохранения энергии, полная энергия движущегося вещества представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергий и является постоянной величиной.

При протекании газа через сужающее устройство происходит частичный переход потенциальной энергии давления в кинетическую энергию скорости. Поэтому в суженном сечении статическое давление будет меньше давления перед сужающим устройством и после него (см.рис.4.5.). Этот перепад будет тем больше, чем больше скорость или расход протекающего газа. В следствии чего, перепад давления служит мерой расхода.

Зависимость между перепадом давления и расходом газа квадратична и выражается следующей формулой:

                                                 ,                                          (4.1)

где V – расход газа м³/, – перепад давления, Па, k – коэффициент, постоянный для диафрагмы.

Значение коэффициента k зависит от соотношения диаметров отверстия диафрагмы и газопровода, плотности и вязкости газа. Перепад определяется с помощью регистрирующих дифманометров. В комплект установки для измерения расхода газа по перепаду давления входят: сужающее устройство, дифференциальный манометр, соединительные трубки и вентили.

Для контроля за работой оборудования и измерения параметров газа в ГРП применяют некоторые контрольно-измерительные приборы (КИП):

– термометры для замера температуры газа;

– показывающие и регистрирующие (самопишущие) манометры для замера давления газа;

– приборы для регистрации перепада давлений на скоростных расходомерах;

– приборы учета расхода газа (газовые счетчики или расходомеры).

Контрольно-измерительные приборы должны периодически подвергаться государственной или ведомственной проверке и постоянно должны быть готовы к выполнению измерений. Их готовность осуществляется метрологическим надзором, который обеспечивает постоянное наблюдение за состоянием, условиями работы и правильностью показаний приборов, периодически проводит проверку и удаление из эксплуатации пришедших в негодность и не прошедших проверки приборов.

Месторасположение контрольно-измерительных приборов должно быть непосредственно у места замера или на специальном приборном щитке. В случае установки КИП на приборном щитке используют один прибор с переключателями для замера показаний в нескольких точках.

КИП крепятся к газопроводам с помощью стальных труб, импульсные трубки сваривают между собой или соединяют резьбовыми муфтами.

Приведем информацию о наиболее распространенных видах контрольно-измерительных приборов, применяемых в ГРП.

Все необходимы приборы для измерения давления газа делят на:

– жидкостные, в которых измеряемое давление определяется величиной уравновешивающего столба жидкости;

– пружинные и мембранные, в которых измеряемое давление определяется величиной деформации упругих элементов (трубчатые пружины, сильфоны, мембраны).

К жидкостным манометрам относятся и дифференциальные манометры, называемые дифманометры. Применяются в основном для замера избыточных давлений в пределах до 0,1 МПа.

Фильтры.

Для очистки газа от механических примесей, необходимой для предупреждения засорения импульсных трубок, дроссельных отверстий и износа запорных и дросселирующих органов арматуры, в ГРП И ГРУ устанавливают фильтры, в которых фильтрующим элементом является обойма, обтянутая мелкой сеткой. В ГРП с регуляторами на условный проход 50 мм и более применяют сварные фильтры различной конструкции.

Для очистки газа от механических примесей применяют сетчатые и кассетные фильтры, висциновые пылеуловители и др.

Необходимая степень очистки фильтром газового потока обеспечивается при ограниченных скоростях газа, определяемых максимально допустимыми перепадами давления в фильтрующем элементе (кассете, сетке), который не должен превышать для сетчатых фильтров 5000, для волосяных 10000 Па, на новом фильтре, а также после их очистки или промывки, т.е. на чистой кассете (сетке), соответственно 2500 и 5000 Па.

Для измерения перепада давления на работающем фильтре (засоренности) применяют дифманометры ДТ-5 или ДТ-50, которые имеются в корпусе фильтра.

Фильтры сетчатые.Фильтры типа ФС (рис.4.6, 4.7), имеют чугунный корпус, типа ФСС – стальной сварной. Фильтрующим элементом служит однослойная плетеная металлическая сетка №025 (ГОСТ 6613-86*) (ячейка в свету 0,25 мм, диаметр проволоки 0,12).

Фильтры волосяные имеют чугунный корпус с кольцевым пазом, внутри которого помещается фильтрующая кассета, в которой пространство между торцевыми проволочными сетками заполнено капроновой нитью или спрессоанным конским волосом. Набивка пропитывается висциновым маслом. Габаритные размеры ФВ, мм: длина всех типоразмеров 280, высота Н для Д_у 80 325; Д_у 100 348; Д_у 200 478.

Фильтры кассетные сварные (ФГ).Эти фильтры имеют сварной корпус и по сравнению с ФВ значительно большие размеры кассет, а также большую пропускную способность. В описываемом фильтре установлен отбойный лист, который обеспечивает предварительную очистку газового потока от твердых частиц крупных размеров, которые, ударившись о лист, теряют скорость и падают на дно корпуса. Более мелкие фракции задерживаются в кассете.

В сварном стальном корпусе 1 фильтра размещена сетчатая кассета 2, набитая конским волосом, смоченном в висциновом масле. Для защиты кассеты от прямого потока взвешенных частиц перед ней размещается отбойный лист 3. На патрубках для входа и выхода газа имеются штуцеры 4 для замера перепада давления до и после фильтра с целью определения степени загрязнения фильтра. Перепад давления в в волосяных фильтрах подобного типа не должен превышать 10000 Па. Из этого и исходят при подборе типа-размера фильтра при заданном давлении газа.

В ГРП большей производительности применяют стальные висциновые фильтры с кольцами Рашига.