Лекция
Измерване на дебит на течности, гази двойка
Въпрос No1
Главна информация
При извършване на измервания, свързани с отчитане на количеството вещество, най-важните начални понятия са количество веществоИ консумация.
Количеството на дадено вещество може да се измери или в единици маса [килограм (kg), тон (t)], или в единици обем [кубичен метър (m 3), литър (l)]. Дебитът е количеството вещество, преминаващо през напречното сечение на тръбопровода за единица време. Според избраните единици могат да бъдат измерени или масов дебит G M (единици kg/s, kg/h, t/h) или обемен дебит G 0 (единици m 3 /s, l/s, m 3 / h). . Единиците за маса и масов поток предоставят по-пълна информация за количеството или консумацията на дадено вещество, отколкото единиците за обем, тъй като обемът на дадено вещество, особено на газовете, зависи от налягането и температурата. При измерване на обемен дебит на газове за получаване на сравними стойности, резултатите от измерването водят до определени (т.нар. нормални) условия. Такива нормални условия се считат за температура T н = = 20 °C, налягане P n = 101,325 kPa (760 mm Hg) и относителна влажност φ = 0. В този случай обемният дебит се означава Ж н и се изразява в обемни единици (например m 3 / h).
В съответствие с GOST-15528 измервателното устройство, използвано за измерване на потока на вещество, се нарича разходомер,и устройство за измерване на количеството на веществото - брояч на количеството(брояч). Във всеки конкретен случай тези термини трябва да бъдат допълнени с името на контролираната среда. В много случаи показанията на разходомера се сумират във времето и се използват, подобно на показанията на измервателния уред, за определяне на количествата консумиран газ, доставена гореща вода или пара, когато се правят търговски изчисления или се определя икономическата ефективност на оборудването. Тази особеност на използването на разходомери и измервателни уреди определя спецификата на стандартизацията на техните метрологични характеристики. За разлика от разглежданите измервателни уреди, разходомерите и измервателните уреди в повечето случаи се нормализират от границата на основната относителна грешка, която може да зависи от стойността на измерения дебит. В тази връзка за разходомери се въвежда понятието динамичен диапазон, в рамките на който се задава границата на основната относителна грешка и който се характеризира с отношението на горната граница на измерване G v.p. към долната Г н.п. , Г в.п. /Г н.п. .
При измерване на потока в повечето случаи в потока се въвежда работен флуид, което води до загуба на налягане, чиято стойност е стандартизирана за устройствата, както и необходимите дължини на линейните участъци на тръбопровода преди и след потока метър. Последното изискване е свързано със зависимостта на показанията на разходомера от профила на скоростта на потока в тръбата.
Горните граници за измерване на дебита се избират от следния диапазон: А = А· 10n, където А- едно от числата 1; 1,25; 1.6; 2; 2,5; 3.2; 4; 5; 6.3; 8; n е положително или отрицателно цяло число, включително нула.
Съществува голямо разнообразие от методи за измерване на потока и конструктивни разновидности на разходомери и измервателни уреди. Най-широко използваните видове разходомери са: променливо диференциално налягане с ограничителни устройства; постоянен спад на налягането; оборотомер; електромагнитни; ултразвукови; вихър; масивна. Повечето произвеждани в момента разходомери и броячи са микропроцесорни устройства с широка функционалност. Благодарение на енергонезависимата памет, измерените стойности на дневната и месечна консумация на вещества се съхраняват за 1-3 години. Тази информация може да се показва на цифровия дисплей на устройствата; компютри и принтери могат да бъдат свързани към техния цифров изход. С помощта на различни интерфейси микропроцесорните разходомери и измервателни уреди се свързват към локални компютърни мрежи, като информацията от устройствата може да се предава по телефонни и радиоканали и оптични кабели.
Различни опции за предаване и получаване на цифрова информация от разходомери и измервателни уреди се осъществяват с помощта на интерфейсни устройства - адаптери, модеми. Някои видове разходомери се захранват самостоятелно от батерии и акумулатори, което позволява да се монтират на места, където няма електрическа мрежа или където има прекъсване на електрозахранването
Въпрос No2
Измерване на диференциален поток на течности, газ и параналяганев стеснително устройство
Основи на теорията на диференциалното измерване на потоканаляганепри стеснениеустройстваТози метод за измерване на потока се основава на зависимостта на спада на налягането в стационарно ограничително устройство (SU), монтирано в тръбопровода, от дебита на измерваната среда. Това устройство трябва да се разглежда като първичен преобразувател на потока. Разликата в налягането, създадена в ограничителното устройство, се измерва с диференциален манометър, който може да бъде показан със скала в единици за поток. Ако е необходимо да се предават показанията от разстояние, диференциалният манометър е оборудван с преобразувател, който е свързан чрез комуникационна линия към вторично устройство и други устройства. Методът за измерване на потока е най-зрелият, ограничителните устройства и диференциалните манометри за тях се произвеждат от всички най-големи компании за производство на инструменти в света. Този метод се използва главно за измерване на потока на пара, газ и течности в тръбопроводи с диаметър над 300 mm.
Разглежданият принцип на измерване е, че докато потокът протича през отвора на ограничителното устройство, скоростта на потока се увеличава в сравнение със скоростта преди ограничаването. Увеличаването на скоростта и следователно на кинетичната енергия причинява намаляване на потенциалната енергия и съответно на статичното налягане. Дебитът може да се определи с известна калибровъчна характеристика въз основа на спада на налягането Δ Рвърху стеснителното устройство, измерено с диференциален манометър. Използването на въпросния метод за измерване изисква изпълнението на определени условия:
характерът на движението на потока преди и след ограничителното устройство трябва да бъде турбулентен и неподвижен;
потокът трябва напълно да запълни цялото напречно сечение на тръбопровода;
фазовото състояние на потока не трябва да се променя, докато преминава през ограничителното устройство (парата е прегрята и за нея са валидни всички разпоредби относно измерването на газовия поток);
не се образуват утайки или други видове замърсители във вътрешната кухина на тръбопровода преди и след ограничителното устройство;
По повърхностите на стеснителното устройство не се образуват отлагания, променящи неговата геометрия.
Устройствата за стесняване са условно разделени на стандартни, специални и нестандартни. Стандартенсе наричат ограничителни устройства, които са проектирани, произведени и монтирани в съответствие с управляващия нормативен документ GOST 8.569.1-97. Към номера специаленТе включват стандартни диафрагми за тръбопроводи с вътрешен диаметър по-малък от 50 mm. Наричат се стеснителни устройства, които не принадлежат към тези две групи нестандартен.Характеристиките на калибриране на стандартните ограничителни устройства се определят чрез изчисления без индивидуално калибриране. Тази точка доведе до широкото използване на този метод за измерване на потока вода, пара и газ в тръбопроводи с голям диаметър. Характеристиките на калибриране на нестандартни стеснителни устройства се определят в резултат на индивидуално калибриране.
Този метод има следните недостатъци:
Тесен динамичен диапазон, ненадвишаващ три до пет при използване на един диференциален манометър;
Диаметърът на тръбопровода трябва да бъде повече от 50 mm, в противен случай е необходимо индивидуално калибриране;
значителни дължини на линейни участъци;
наличие на загуба на налягане.
Като стандартенСтесняващите устройства за измерване на потока на течности, газове и пара използват диафрагми, дюзи и много по-рядко тръби и дюзи на Вентури. Диафрагма(Фиг. 12.1, а) е тънък диск с кръгъл отвор, чиято ос е разположена по оста на тръбата. Предната (входяща) част на отвора има цилиндрична форма, след което се превръща в конусовидно разширение. Водещият ръб на отвора трябва да е правоъгълен (остър) без закръгляния или неравности. Диапазонът на работните числа Re зависи от относителния диаметър на управляващия вентил и за диафрагмата варира от ".
Дюза(Фиг. 12.1, b) има профилирана входна част, която след това се превръща в цилиндрична секция с диаметър д (стойността му е включена в уравненията на потока). Задната крайна част на дюзата включва цилиндрична вдлъбнатина с по-голям диаметър д, за защита на изходния ръб на цилиндричната част на дюзата от повреда. При измерване на потока стандартните дюзи се монтират на тръбопроводи с диаметър най-малко 50 mm, числата Re на потока трябва да бъдат 2 · 10 4 ... 10 7.
Ориз. 12.1. Стандартни стеснителни устройства: а - диафрагма; b - дюза; c - Вентури дюза
Вентури дюза(контурът е показан на фиг. 12.1, V)съдържа входяща част с профил на дюзата, който се превръща в цилиндрична част, и изходящ конус (може да бъде дълъг или къс). Минималният диаметър на тръбата за стандартните дюзи на Вентури е 65 mm. Използват се в диапазона на числата Re от 1,5 · 10 5 до 2 · 10 6. На фиг. 12.1 знака стр 1 И Р 2 маркират се точките за вземане на проби от налягането, подадено към диференциалния манометър.
Нека разгледаме движението на поток от несвиваем флуид през стеснително устройство, използвайки примера на диафрагмата (фиг. 12.2). Фигурата показва профила на потока, преминаващ през диафрагмата, както и разпределението на налягането по стената на тръбата (плътна линия) и по оста на тръбата (пунктирана линия). След секциото Аструята се стеснява и съответно средната скорост на потока се увеличава. Поради инерцията струята продължава да се стеснява на известно разстояние след диафрагмата, мястото на най-голямото стесняване се намира в сечението IN.Увеличаване на скоростта в участъка ABпридружен от намаляване на статичното налягане от първоначалната стойност Р А до минимална стойност Р b .
След секциото INструята започва да се разширява и завършва на секцията СЪС.Този процес е придружен от намаляване на скоростта и увеличаване на статичното налягане. В напречно сечение СЪСскоростта ще приеме първоначалната си стойност (както в раздела А),но натискът Р с ще бъде по-малко от оригинала Р П , наречена загуба на налягане в отвора. Наличието на загуба на налягане се дължи на загуба на енергия на потока в мъртвите зони, разположени преди и зад диафрагмата поради силно образуване на вихри в тях. За да определим общата връзка между дебита и спада на налягането, приемаме, че течността е несвиваема (т.е. плътността на течността не се променя при преминаване през ограничително устройство), няма топлообмен с околната среда, тръбопроводът е хоризонтално, няма загуби поради съпротивлението на системата за управление и полето на скоростта е равномерно.
Ориз. 12.2. Схема на потока и разпределение на статичното налягане при монтиране на диафрагма в тръбопровод
Уравнението за поддържане на постоянен масов поток (непрекъснатост) за несвиваем флуид, написано за секция А и на изхода на диафрагмата, има формата:
Където u д - начална скорост на потока в тръбопровода;
u д - дебит в контролния отвор;
p е плътността на средата;
G m - масов дебит.
Уравнението на Бернули, написано за тези секции, изразяващо закона за запазване на енергията за потока в тръба, има формата:
Да обозначим в съответствие с GOST 8569.2-97 роднинадиаметърПреди това квадратът на това отношение се наричаше относителна площ или модул T SU. Използвайки (12.1), можем да напишем
след това заместване на стойността u дв (12.2), получаваме:
величина д= 1/(1 - β 4) 0,5 се извиква скоростен коефициентвход,f - минимална площ на напречното сечение на контролния блок. Масовият дебит, изчислен с помощта на израз (12.3), е надценен поради увеличения спад на налягането в контролния блок, причинен от забавяне на потока и турбуленция на входа и изхода на контролния блок. В тази връзка се въвежда уравнение (12.3). коефициент на издишванеСЪС, по-малко от едно.
Изчисляването на масовия поток за несвиваеми среди се извършва съгласно израза
(12.4)
обемен
по-ранна работа SEбеше повикан коефициент на потокаα.
Формули (12.4), (12.5) са валидни за несвиваеми течности. При измерване на потока газ, пара, въздух, тяхната плътност след блока за управление намалява, а обемът се увеличава. В този случай се получава надценена стойност на спада и следователно на дебита, като се компенсира този ефект, във формулите (11.4), (11.5) се въвежда коефициент ε, който е по-малък от единица и се нарича коефициент на разширение. По този начин изчислените зависимости за масовия и обемния поток на компресируемата среда имат формата
(12.6)
обемен
(12.7)
Изразите (12.6), (12.7) са основните уравнения на потока, подходящи за компресируеми и несвиваеми среди, за последните ε = 1. При определяне на скоростта на потока от тези уравнения, f, R, R, Ж м , Ж 0 съответно имат следните размери: m 2, Pa, kg/m 3, kg/s, m 3/s. Съществуващите конструкции на ограничителни устройства осигуряват близки до постоянни стойности на коефициента на изпускане само в ограничен диапазон от промени в числата на Рейнолдс (Re = uD/ v, Където v- кинематичен вискозитет).
Стойности СЪСи e са определени в резултат на експериментални изследвания, проведени върху тръбопроводи с гладка вътрешна повърхност с разпределение на скоростите на потока по напречното сечение на тръбопровода, съответстващо на стационарния турбулентен режим на потока. В експериментите са използвани диафрагми с остър входен ръб.
За геометрично подобни системи за управление с хидродинамично сходство на потоците на измерваната среда, стойностите СЪСса същите. Геометричното сходство на системата за управление се състои в равенството на съотношенията на геометричните размери на системата за управление към диаметъра на тръбопровода. Хидродинамично сходство на потоците възниква, когато числата Re са равни. Стойностите на коефициента на изтичане са определени в много страни по света, като се използват примерни инсталации за измерване на потока, базирани на масови измервания Жм или обемът на веществото G 0, преминаващо през контролната система за фиксиран интервал от време. Коефициент СЪСизчислен от тези данни като съотношение на действителния дебит към теоретичния, изчислен от спада на налягането в контролния блок
Експериментално, коефициентът на разширение e се определя върху свиваема среда като съотношението на коефициентите на изтичане на свиваема и несвиваема среда при известни стойности
Тъй като компютърните програми се използват за изчисляване на ограничителни устройства, експериментално получените стойности СЪС, ε се описват емпирично. Коефициент СЪСизразено чрез два компонента: C = C_K Re. Коефициентът C_ зависи само от B, а K Re се променя с промените в Re. За диафрагма с кран под ъглово налягане
(12.8) и (12.9)
Графики на зависимости SE= /(Re, (3) за диафрагми с избор на ъглово налягане, тъй като за диафрагми K Re зависи от метода за избор на налягане са представени на фиг. 12.3 и таблица 12.1. Големината на промените в K Re в диапазона на работните числа Re също зависи от това. Ако тези промени за диафрагми с ъглово отвеждане на налягането при β = 0,27...0,8 са съответно 0,5...5%, то при фланцово отвеждане на налягането промените са само 0,3...2%. Re варира в същите граници за дюзи и за дюзи на Вентури в работния диапазон на числата Re СЪСостава постоянна.
Коригиращият фактор ε като цяло зависи от β, адиабатния показател æ и съотношението Δ r/r (r- абсолютно налягане на средата до ограничителното устройство). Изчисленото съотношение за ε се определя от вида на ограничителното устройство и за диафрагмата, независимо от метода за избор на налягане
Ориз. 12.3. Пристрастяване SEза диафрагми с ъглов избор от Re и β:
1 ÷ 4 - β = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8
Таблица 12.1
Таблица на коефициента на скоростта на влизане ди изтичане СЪСза диафрагми с ъглов метод на натиск
По този начин има квадратична връзка между дебита и спада на налягането в ограничителното устройство, което позволява диференциални манометри, които измерват спада на налягането 
калибрирайте в единици за поток или получете изходен сигнал, пропорционален на потока. Такива диференциални манометри се наричат диференциални манометри-разходомери. За да се получи еднаква скала на разходомера, различни видове устройства, които извличат корен квадратен, се включват в кинематичната или електронната верига на диференциалните манометри или вторичните инструменти. В микропроцесорните диференциални манометри, в допълнение към извличането на корена, се извършва набор от изчислителни операции, които отчитат промените в плътността на средата, коефициента на разширение и др.
Необходимостта от извличане на корен квадратен е един от недостатъците на метода за измерване на дебит чрез диференциално налягане, което води до стеснен диапазон на измерване на разходомера, обикновено покриващ интервала 30... 100% от максималния измерен дебит G v.p. Това означава, че не се препоръчва използването на разходомер за измерване на дебит в диапазона от 0...30% от неговата скала, тъй като тук не се гарантира достатъчна точност на измерване. Това се дължи на факта, че в началото на скалата относителната грешка при измерване на спада на налягането се увеличава рязко, когато дебитът намалее от, например, до 0,25 G in. стр. в съответствие с (12.7), спадът на налягането в ограничителното устройство ще намалее с 16 пъти, а при дебит - със 100 пъти, относителната грешка при измерване на разликата също се увеличава съответно с 16 и 100 пъти. Точността на разходомера обикновено се гарантира само в диапазона на скалата от 30 ... 100%.
Действителната грапавост на тръбопровода изостря профила на скоростта и леко увеличава коефициента на изтичане, особено за тръби с малък диаметър. Това се взема предвид чрез умножаване на началния коефициент на потока по коригиращия фактор Kw. За всички видове ограничителни устройства стойността на Ksh нараства с намаляване и увеличаване на диаметъра на тръбопровода. Диаметър на тръбите д > 300 mm имат ниска относителна грапавост (т.е. свойствата им са близки до гладки), следователно за тях Ksh = 1.
промяна СЪС, причинено от затъпяването на входния ръб на диафрагмата, се взема предвид чрез въвеждане на корекционен коефициент K p за затъпяването на входния ръб, чиято стойност зависи от диаметъра на тръбопровода и относителната площ на диафрагмата. Стойността на Kp намалява с увеличаване на диаметъра на тръбопровода и при малки д и големи стойности на β за диафрагми, продуктът K w · K p може да надвишава стойността от 1,03 и по време на работа тази стойност се променя. По този начин, когато тръбопроводът е замърсен и корозирал, стойността на Kj се променя, като за диафрагмите това влияние е по-изразено, отколкото за дюзите. Още по-големи грешки могат да възникнат, когато ограничителното устройство е корозирало или профилът му се промени поради абразивните свойства на средата, като това също е по-изразено при диафрагмите, отколкото при дюзите. Поради тези причини ограничителните устройства трябва да бъдат направени от твърд, устойчив на корозия материал.
По този начин общите уравнения на потока, като се вземат предвид специфичните условия на работа на диафрагмите, имат формата:
обемен
В уравненията на потока за дюзи и тръби на Вентури коефициентът K p отсъства, т.е. K = 1. При показване на диференциални манометри - разходомери и вторични инструменти, които нямат калкулатори, всички величини, включени в (12.11), (12.12), се приемат за постоянни. В случай на масов поток
И 
при обемни
При работни условия p може да се промени, което се отразява на коефициентите км , к 0 и характеристики на калибриране. Значителна промяна в плътността на средата обикновено се наблюдава при промени в температурата и налягането на газа. Ако промяната в плътността на средата е придружена от промяна в e, тогава в този случай показанията на масовия разходомер трябва да бъдат умножени по коефициент
Променливи диференциални разходомерисе състоят от устройства, които образуват локално стеснение в тръбопровода (ограничителни устройства) и диференциални манометри за диференциално налягане.
Принципът на действие на стесняващите устройства е следният: когато поток от течност, газ или пара тече в стеснен участък на тръбопровода, част от потенциалната енергия на налягането се превръща в кинетична енергия. Средният дебит се увеличава, в резултат на което се създава спад на налягането в стеснителното устройство, чиято величина зависи от дебита на веществото.
Констрикционните устройства се разделят на две групи: нормализирани и ненормализирани. Първата група включва диафрагми, дюзи и тръби на Вентури. Диафрагмите и дюзите се монтират в кръгли тръбопроводи с диаметър най-малко 50 mm, а тръбата на Вентури - в тръбопровод с диаметър най-малко 100 mm.
Втората група ограничителни устройства включва двойни диафрагми, дюзи с профил 1/4 кръг и други устройства, които се използват за измерване на потока на вискозни течности с малки диаметри на тръбопроводи.
Диафрагми(Фиг. 31) има камера А - избор на импулси на налягане с помощта на пръстеновидни камери и безкамерна B - избор на импулси на налягане с помощта на отвори (Таблица 13). Дебелината на диафрагмения диск трябва да бъде по-малка от 0,1 D (D е номиналният диаметър на тръбопровода).
Камерни диафрагмисе състои от диск, уплътнение и две пръстеновидни камери. Пръстеновидните камери измерват налягането преди и след диафрагмата. Дебелината на диска е 3 мм за тръбопроводи с диаметър D< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.
Дюзите могат да се използват за тръби с диаметър най-малко 50 mm. Диаграмата на дюзата е показана на фиг. 32. Горната част съответства на избора на импулси на налягане с помощта на пръстеновидна камера, долната част съответства на избора с помощта на отвори. Произвеждат се в малки серии.
Тръбата на Вентури има постепенно стесняващо се напречно сечение, което след това се разширява до първоначалния си размер. Поради тази форма загубата на налягане в него е по-малка, отколкото в диафрагмите и дюзите. Тръбата на Вентури се състои от входни и изходни конуси и цилиндрична средна част (фиг. 33).
Тръбата на Вентури се нарича дълга, ако диаметърът на изходния конус е равен на диаметъра на тръбопровода, и къса, ако е по-малък от диаметъра на тръбопровода.
Устройствата с дюзи са прости, евтини и надеждни средства за измерване на потока. Калибрационната характеристика на стандартните ограничителни устройства може да се определи чрез изчисление, така че няма нужда от стандартни разходомери. Рестрикционното устройство е индивидуално за всеки разходомер.
От изброените ограничителни устройства диафрагмите са намерили най-голямо приложение, така че ще дадем примери за изчисляване на диафрагма за измерване на потока вода и влажен въздух (газ).
Изчисляването на ограничителното устройство се състои в определяне на размерите на неговия проходен отвор.
1. Намерете произведението на коефициента на потока a и съотношението на площта на потока на диафрагмите към площта на тръбопровода a:
2. Изчисляваме критериите на Рейнолдс, съответстващи на прогнозните и минимални разходи:
3. Използвайки произведението на сто, използвайки графиката (фиг. 34), определяме стойността на a и a:
4. Изчислете загубата на налягане от монтирането на диафрагмата
Действителната загуба на налягане от монтирането на диафрагмата е по-малка от допустимата стойност.
- Определяме диаметъра на прохода на диафрагмата при работна температура:
6. Намерете диаметъра на прохода при температура 20 °C:
7. Проверяваме изчислението по формулата:
1. Определете плътността на влажния въздух:
2. Намерете приблизителната стойност на произведението от сто, като вземете коефициента на разширение e = 1:
- Ние изчисляваме критерия на Рейнолдс за дизайна и минималните скорости на въздушния поток:
- Използвайки графиката (вижте фиг. 34), ние определяме приблизителните стойности на a и a. Те са равни съответно на 0,445 и 0,673.
- Стойността на коефициента на разширение e намираме от графиката (фиг. 36) - e = 0,975.
- Нека изясним стойността на произведението a a 8 = 0,292. 0,975 = 0,287.
- Използвайки пречистения продукт a a 8, ние определяме a и a (виж Фиг. 34):
Получената стойност е по-малка от приемливата.
- Изчисляваме загубата на налягане от ограничителното устройство (виж фиг. 35): AP d = 55%;
10. Проверете изчислението по формулата
Същият тип по устройство диференциални манометриа вторичните инструменти могат да се използват за различни условия на измерване.
Разходомерис ограничителни устройства са универсални; те се използват за измерване на потока на почти всяка еднофазна (понякога двуфазна) среда в широк диапазон от налягания, температури и диаметри на тръбопровода.
Изчисляването на диференциалните разходомери с променливо налягане се свежда до определяне на диаметъра на отвора и други размери на дюзата или диафрагмата, коефициента на потока, динамичния обхват на измерване, определен от числата на Рейнолдс, спада на налягането и загубата на налягане върху отвора, корекцията фактор за разширение, както и грешката при измерване на газовия поток. За изчислението максималния (граничен), средния и минималния дебит, диапазоните на промени в налягането и температурата на газа, вътрешния диаметър и материала на измервателния тръбопровод, състава на газа или неговата плътност при нормални условия, допустимата загуба на налягане или максимален спад на налягането трябва да се посочи максималния дебит, както и средното барометрично налягане на мястото на монтаж на разходомера за диференциално налягане.
Метод на изчисление.Преди да започнем изчислението, избираме видовете и класовете на точност на диференциалния манометър-разходомер, манометър и термометър. Изчислението се извършва по следния начин.
1. Определете спомагателния коефициент, закръглен до три значещи цифри СЪСпри заместване на стойността на максималния (граничен) поток в него Q n. и т.н, температура и налягане, плътност на газа при нормални условия ρ n, коефициент на свиваемост Зи диаметър на измервателния тръбопровод д:
С намерената стойност на C са възможни два вида изчисления: на базата на даден спад на налягането или на базата на дадени загуби на налягане. Ако е зададен граничният спад на налягането Δ r pr, то според номограмата Фиг. 11 определяме предварителното относително стесняване m (модул) на стесняващото устройство според намерения коефициент СЪСи даден максимален спад на налягането през ограничителното устройство Δ r pr, . Намерена предварителна стойност на модула мзаместват във формулата по дефиниция tαи изчислете предварителния коефициент на потока α .
2. Изчисляваме спомагателния коефициент с точност до четири значещи цифри mα
Където ε - корекционен коефициент за разширение на газа за горния граничен спад на налягането на диференциалния манометър Δ r pr , ; Δ r pr, - горна граница на спад на налягането през ограничителното устройство, kgf / m 2.
3. Определете уточнената стойност на модула m с точност до четири значещи цифри, като използвате формулата
m = mα/α.
4. Според зададената стойност на модула мнамираме новата стойност на корекционния коефициент за разширението e и изчисляваме разликата между първоначално изчислената стойност ε и изяснени. Ако тази разлика не надвишава 0,0005, тогава изчислените стойности мИ ε се считат за окончателни.
5. Определете диаметъра дотвори за бленда с окончателно избраните м
6. Намерени стойности на коефициентите на потока α , коефициент на корекция на разширението ε , диаметър дотвори на блендата, както и Δ r pr, стр. 1, Т 1, pHИ Зизползваме го за определяне на потреблението на газ и проверка на изчислението на максималното потребление на газ Q n. и т.н. Получена стойност Q n. и т.н. не трябва да се различава от посочената стойност с повече от 0,2%. Ако намерената стойност на максималния дебит на газа се различава от определената стойност с повече от 0,2%, тогава изчислението се повтаря, докато се получи необходимата грешка при изчисляване на максималния дебит на газа и параметрите на диафрагмата.
7. Определете нови актуализирани стойности на модула м, диаметър ддиафрагмени отвори, както и коефициент на поток α и преизчислете. Ако коригираната изчислена стойност на максималната консумация на газ не се различава от определената стойност с повече от 0,2%, тогава коригираните стойности м, дИ α , се записват в изчислителния лист на ограничителното устройство.
8. Изчислете минималното и максималното число на Рейнолдс и сравнете минималното число на Рейнолдс с граничните стойности
9. Определете дебелината на диафрагмата д, ширина на цилиндричната част на диафрагмата д в, ширина на пръстеновидния процеп с, както и размерите на пръстеновидните камери аИ b.
10. Изберете дължините на правите участъци на измервателните тръбопроводи преди и след диафрагмата.
11. Изчислете грешката при измерване на потока
Получените данни се записват в изчислителния лист на ограничителното устройство и са основа за неговото производство и монтаж.
Газомерно устройство
Предназначен за търговско измерване на газ (измерване на потреблението му). Броят на измервателните линии зависи главно от броя на изходящите газопроводи от газоразпределителната система. Техническият дизайн на устройствата за измерване на газовия поток трябва да отговаря на „Правилата за измерване на потока на газове и течности с помощта на стандартни ограничителни устройства“ RD50-213-80.
Коефициент на отваряне на ограничителното устройство F 0 kПлощта на напречното сечение на газопровода F G се нарича модул T(или относителна площ): m = F 0 /F G.
На газопроводите като стеснително устройство се използва диафрагма с диаметър най-малко 50 mm, при условие че нейният модул има следните ограничения:
m = 0,05-0,64 - за диафрагми с ъглов метод за избор на диференциално налягане и газопроводи с D y = 500-1000 mm;
t = 0,04 - 0,56 - за диафрагми с фланцов метод за избор на диференциално налягане и газопроводи с D y = 50 -760 mm.
Ориз. 27 - Графика температура-енталпия на природен газ
Колкото по-малък е модулът, толкова по-висока е точността на измерване на газовия поток, но толкова по-голяма е загубата на налягане Δр в диафрагмата.
Диаметърът на отвора на диафрагмата, независимо от метода на падане на налягането, се приема d ≥ 12,5 mm, а съотношението на абсолютното налягане на изхода от диафрагмата и на входа в нея е ≥0,75.
В газопровода в близост до диафрагмата трябва да се спазват следните условия:
1) трябва да се осигури турбулентно и стационарно движение на газовия поток в прави участъци;
2) не трябва да има промени във фазовото състояние на газовия поток, например кондензация на пари, последвана от утаяване на кондензат;
3) утайки под формата на прах, пясък и др. не трябва да се натрупват в прави участъци на газопровода;
4) върху диафрагмата не трябва да се образуват отлагания (например кристални хидрати), които променят нейните конструктивни параметри.
Въпреки това, на вътрешната стена на газопровода, на мястото, където е монтирано ограничителното устройство, е напълно възможно отлагането на твърди кристални хидрати. И това води до значителна грешка при измерване на газовия поток и намаляване на капацитета на тръбопровода, както и запушване на импулсни линии.
При проектирането на газово измервателно устройство за газоразпределителна система, работеща в режим на образуване на хидрати, е необходимо да се предвидят мерки за предотвратяване на образуването на хидрати. Появата им може да бъде предотвратена чрез нагряване на газа, въвеждане на инхибитори в газопровода и прочистване на ограничителното устройство. В газопровода трябва да се предвиди отвор за отстраняване на утайка или кондензат. Диаметърът на такъв отвор не трябва да надвишава 0,08D20, а разстоянието от него до отвора за измерване на спада на налягането трябва да бъде най-малко D20 или да се намери от таблицата. 6. Осите на тези отвори не трябва да са разположени в една и съща равнина, минаваща през оста на тръбата.
Между местното съпротивление на газопровода и диафрагмата трябва да има прав участък, под дължината на който се разбира разстоянието между крайните повърхности на диафрагмата и местното съпротивление (фиг. 28). Границите на местното съпротивление се считат за:
1) за коляно - участък, минаващ перпендикулярно на оста на газопровода през центъра на радиуса на огъване;
2) за заварени свивания и разширения - заваръчен шев;
3) за тройник под остър ъгъл или разклонен поток - участък, разположен на разстояние два диаметъра от точката на пресичане на осите на тръбопровода;
4) за заварена група колена - участък, разположен на разстояние един диаметър от заваръчния шев, който е най-близо до диафрагмата на коляното.
Фиг. 28. Монтажна схема на диафрагма 1 - манометър, 2 - термометър, 3 - местно съпротивление
В съответствие с изискванията на Правила RD50-213-80, измервателният участък на газопровода трябва да бъде прав и цилиндричен, с кръгло напречно сечение. Действителният вътрешен диаметър на участъка пред диафрагмата се определя като аритметика средната стойност на резултатите от измерването в две напречни сечения директно при диафрагмата и на разстояние от нея 2D 20,и във всяка от секциите в най-малко четири диаметрални посоки Резултатите от отделните измервания не трябва да се различават от средната стойност с повече от 0,3% Вътрешният диаметър на сечението при дължина 2D 20 след диафрагмата може да се различава от вътрешния диаметър на секцията преди диафрагмата с не повече от ±2%.
Максималните отклонения за вътрешния диаметър на тръбите не трябва да надвишават съответните максимални отклонения за външния диаметър, т.е. ±0,8%. Разрешено е свързването на отворите на фланеца и тръбопровода по протежение на конус, който има наклон към диафрагмата не повече от 1:10 и гладки закръгляния в краищата.
Уплътнителните уплътнения между диафрагмата и фланците не трябва да излизат във вътрешната кухина на газопровода. Когато монтирате диафрагма между монтажните фланци, краят на газопровода трябва да е непосредствено до него.
Температурата зад ограничителното устройство се измерва на разстояние най-малко 5 D 20,но не повече от 10 D 20от задния му край. Диаметърът на втулката на термометъра не трябва да надвишава 0,13 D 20. Дълбочина на потапяне на ръкава на термометъра (0,3 - 0,5) D 20.
Вътрешният ръб на отвора за извеждане на налягането в газопровода, във фланеца и в камерата не трябва да има неравности; препоръчително е да се закръгли по радиуса r = 0.ld на отвора. Ъгълът между осите на отвора и диафрагмата на камерата е 90°.
Размер д(диаметър на отделния отвор) с модул T< 0,45 не должен превышать 0,03D 20,а при модул m > 0,45 е в рамките на 0,01 D 20 d< 0.02D 20.
Ако разстоянието между коленете надвишава 15 D 20, тогава всяко коляно се счита за единично; ако е по-малко от 15 D 20, тогава тази група колена се счита за единично съпротивление от този тип. В този случай вътрешният радиус на кривина на колената трябва да бъде равен или по-голям от диаметъра на тръбопровода. Скъсената дължина на правия участък пред диафрагмата за всеки тип съпротивление, с изключение на втулката на термометъра, трябва да бъде по-малка от 10 D 20.
Разход на газ като цяло
Където Q MИ Q V , -масови и обемни дебити на газовия поток; А -коефициент на поток на диафрагмата; ξ- коефициент на газово разширение; д-диаметър на отвора на диафрагмата; ΔP- спад на налягането през диафрагмата; ρ - плътност на газа.
В допълнение към диафрагмите, за измерване на газовия поток се използват ограничителни устройства, пълни с диференциални манометри, както и манометри.
Стесняващо устройство за бърза смяна (USB). Когато се комбинира с диференциален манометър, това устройство (фиг. 29) ви позволява да измервате потока газ, транспортиран през газоразпределителната система, като измервате спада на налягането, възникващ през диафрагмата, и го записвате с диференциален манометър.
Ориз. 29 - Бързо сменяемо стеснително устройство USB 00.000.
1 - тяло: 2, 18 - примки; 3 - фланец: 4, 16 - накладки: 5. 9 - уплътнения: b - капачка: 7. 11 - гумени пръстени: 8 - шипове: 10 - диафрагма: 12 - задръствания: 13 - маншет: 14 - тръба: /5 - дръжка: 17 - капак: /9 -плоча.
Налягането на газа пред диафрагмата се взема от кухина B на положителната камера, направена в тялото на камерата, а зад диафрагмата - от кухината INотрицателна камера във фланеца (фиг. 29). Налягането се поема от тези кухини през отвори над хоризонталната ос на диафрагмата (фиг. 29) А-А,и статично налягане - от кухината Бпрез отделен отвор (фиг. 29) Б-Б.
Стегнатостта между положителната и отрицателната камера се осигурява чрез равномерно притискане на гумения пръстен към равнината на фланеца с шипове. Движението на газ през газопровода предизвиква допълнителен натиск върху диафрагмата от високоскоростното налягане. Прозорецът за отстраняване на диафрагмата е уплътнен с уплътнение. Предварителното натягане на уплътнението се осигурява от шпилки. С увеличаване на налягането в тръбопровода уплътнението се притиска допълнително към повърхността на положителната камера. За да се предотврати захапването на уплътнението от резбите на шпилката, е предвиден меден маншет.
Съединението между фланеца и тялото е уплътнено с О-пръстен. Дренажните линии са разположени в долната част на USB. Импулсните и дренажните линии са запушени с технологични тапи. За улесняване на монтажа и демонтажа на облицовки с D y = 200 mm и повече, две дръжки позволяват.
Подложката е предназначена да увеличи твърдостта и центрирането на капака, а пантата се използва за монтиране на капака в работно положение.
Диференциални манометри за запис на налягане (DSS).Използва се за измерване на газов дебит в газоразпределителни станции въз основа на спад на налягането в стандартни ограничителни устройства.
Чувствителната част на тези диференциални манометри е силфонното устройство, чийто принцип на действие се основава на връзката между измерената разлика в налягането и еластичната деформация на спиралните спирални пружини, силфона и торсионната тръба. Диаграмата на манометър за диференциално налягане със записващ силфон и структурата на блока на силфона са показани на фиг. тридесет.
Силфонният блок има две кухини (+ и -), разделени от основа 8 и две силфонни единици 5 и //. И двата маншона са здраво свързани помежду си с прът 12, чиято издатина лежи върху лост 7, фиксиран върху ос 2. Оста се отстранява от кухината на работното налягане с помощта на торсионна тръба /, чийто вътрешен край е заварен към оста 2. авъншен - с основата на торсионната щанга. Край на пръта 12 свързан към блок от обхват спирални пружини с помощта на втулка 10. Движението на пръта от лоста 7 се преобразува във въртене на ос 2, което се възприема чрез система от лостове от стрелката на записващо или показващо устройство. Вътрешната кухина на силфона и основата, към която са прикрепени, са пълни с течност, състояща се от 33% чист глицерин и 67% дестилирана вода. Точката на замръзване на такава смес е 17°C.
И двата силфона имат специални вентилни устройства, които надеждно предпазват течността от изтичане от силфона по време на едностранно претоварване. Вентилното устройство се състои от конус в долната част на силфона и уплътнителен гумен пръстен 6. В случай на едностранно претоварване, конусният клапан на силфона с О-пръстен сяда върху конусното гнездо на основата и блокира преминаването на потока течност от силфона, като го предпазва от разрушаване.
За да се намали влиянието на температурата върху показанията на инструмента поради промени в обема на течността, силфонът 5 има температурен компенсатор. Всеки номинален спад на налягането съответства на определен обхват на пружинния блок 9.
Регулирането на диференциалните манометри с маншони се извършва чрез промяна на дължината на регулируемите проводници. Настройката на стрелката на потока на нула се постига чрез промяна на ъгъла на лоста 4. Нулевата позиция на устройството съответства на ъгъл на наклон от 28". Горната граница на измерване се регулира чрез промяна на дължината на пръта 3.
Одоризиращ блок
За своевременно откриване на течове на газ в газопроводните връзки, в уплътненията на спирателната и регулиращата арматура, във връзките на контролно-измервателната апаратура и др., е необходимо към естествените вещества да се добавят вещества с остра неприятна миризма, наречени одоранти. газ. Като такива се използват етилмеркаптан, пенталарм, каптан, сулфан и др., най-често етилмеркаптан (химичната му формула е C 2 H 5 SH), който е безцветна прозрачна течност със следните основни физикохимични свойства:
Минималното количество одорант в газа трябва да бъде такова, че наличието на газ в помещението да се усеща при концентрация, равна на 1/5 от долната граница на експлозия, което съответства за природен газ на 16 g одорант на 1000 m 3 от газ.
Понастоящем като одорант се използва синтетичен етилмеркаптан, който има същата химична формула C 2 H 5 SH и е дефицит. Вместо това те използват SPM одоранта, разработен от VNIIGAZ (TU 51-81-88), който е смес от нискокипящи меркаптани: 30% етилмеркаптан и 50-60% изо- и n-пропил меркаптани и 10-20% изобутил меркаптани. Индустриалните тестове на одоранта SPM показват, че неговата ефективност е по-висока от тази на етил меркаптан при същата разходна норма: 16 g на 1000 m 3 газ.
Смеси от C3-C4 меркаптани се използват широко в чужбина като ароматизатори. Установено е, че те са химически по-стабилни от етилмеркаптан.
През зимата обикновено е по-голяма, отколкото през лятото. В началния период на експлоатация на новопостроен газопровод степента на одоризация също е недостатъчна.
За одоризиране на газ се използват капкови одоризатори (ръчни), универсален UOG-1 и автоматичен AOG-30.
Одоризираща инсталация от капков тип.Той е универсален, но се използва главно за дебит на газ над 100 000 m3/h. Одоризиращата инсталация се състои от (фиг. 33) захранващ контейнер 5 с доставка на одорант, който е цилиндричен съд с тръба за измерване на нивото 13, който служи за определяне на количеството одорант в контейнера и разхода му за единица време: прозорец за наблюдение /6 и съответния тръбопровод с импулсни тръби и вентили; подземен резервоар 7 за съхранение на одорант и клапани 8, 10 за свързване на маркучи при прехвърляне на одорант от захранващ контейнер към подземен.
Универсален газов одоризатор тип УОГ-1 (фиг. 34). Когато основният газов поток преминава през разходоизмерващата диафрагма, се създава разлика в налягането, през която, под въздействието на която, когато плюсовите и минусовите кухини на диафрагмата са свързани, се образува разклонен газов поток. Този поток преминава през инжекционен дозатор, в който се използва като ежекторен поток.
Последният, преминавайки през дозатора по протежение на пръстеновидната междина, създава вакуум в него, под въздействието на който газопроводът с разклонение протича през филтъра и поплавъчната камера от паралелни контейнери (консумативи и измервателни, с ниво стъкло и скала за следене на разхода на одорант за единица време) влиза одорант
Поплавъчната камера е проектирана да елиминира влиянието на нивото на одоранта върху дозирането. За тази цел камерата на поплавъка и дозаторът са разположени по такъв начин, че дюзата, през която одорантът влиза в дозатора, съвпада с нивото на одоранта, поддържано в камерата на поплавъка с помощта на поплавък. Когато камерата се напълни с одорант, поплавъкът се движи надолу и отваря клапана. При нормална работа на дозатора, поплавъкът извършва колебателно движение с амплитуда 3-5 минути и честота, пропорционална на разхода на одоранта.
За да се намали консумацията на одорант, дозаторът е оборудван с клапан, който спира притока на одорант в инжектора за определено време. Вентилът се управлява от мембрани. При прилагане на пулсов натиск върху кухината А(виж Фиг. 35) клапанът блокира преминаването на одоранта; при освобождаване на налягането от кухината Амембраната под въздействието на налягането на одоранта се връща в първоначалното си положение и клапанът отваря прохода за одоранта.
Регулатор на налягането в кухината АДозаторът се обслужва от система за управление, състояща се от реле за време, регулируем контейнер и вентил.
Газът от изходящия газопровод постъпва в блока за подготовка на газ за захранване на пневматичната система на одоризатора. Подготвителният блок се състои от филтър, скоростна кутия и манометър. Газът в това устройство се пречиства, налягането се намалява до захранващо налягане от 2 kgf / cm 2.
Цикличността на командата към дозаторния клапан се регулира чрез движение на буталото на регулируемия контейнер; съотношението на времето на целия цикъл към времето на отворено положение на клапана - чрез дросел с помощта на хронометър и манометър.
По-долу са техническите характеристики на одоризаторите UOG-1 и AOG-30
| Техническа характеристика на универсален одоризатор UO G-1 | ||
| Работно налягане на газа, kgf / cm 2 ............ 2-12 | ||
| Пад на налягането през диафрагмата, kgf / cm 2, при максимален газов поток от 0,6 | ||
| Дебит на одоранта, cm 3 /h.. 57-3150 | ||
| Максимална консумация на газ за захранване на инсталацията, m 3 /h 1 | ||
| Точност на одоризация, % ± 10 | ||
| Температура на околната среда. ° C. . . . | .... От -40 до 50 | |
| Габаритни размери, mm: дължина............. | .... 465 | |
| ширина................. | .... 150 | |
| височина................. | . . 800 | |
| Тегло, кг..................... | . . 63 | |
| Технически характеристики на автоматичен одоризатор AOG-30 | ||
| Работно налягане на газа, kgf/cm2 ............ | 2-12 | |
| Дебит на одоранта, cm/h.... | ||
| Съотношение на най-високия дебит на ароматизиран газ към най-малкия..................... Номинален брой ходове на буталото на помпата за 1 мин. Точност на одоризация, %................ | 5:1 4 до 12 ±10 | |
| Максимален разход на газ за захранване на инсталацията, m 3 /h | ||
| Температура на околния въздух, °C........ | -40 до 50 | |
Одоризиращ блок.Състои се от дозатор за одоранти, поплавъчна камера, ревизионен прозорец, филтър за одоранти, клапан, сферичен кран, филтър, редуктор, манометри, реле за време, регулируем контейнер и вентил.
Дозатор за миризми(фиг. 35). Това е инжектор, където одорантът се подава през дюза 1, а изхвърлящият газов поток се подава през пръстеновидната междина
RU. Камерите на дозатора са уплътнени с гумени пръстени 3.
Работата на дозатора с контролна система за блокиране на потока от одорант се осъществява с помощта на клапан 5 и седло 4. Пролет 8 осигурява плътно припокриване на клапан 5 със седлото 4. Налягане в кухината АСедалката се затваря под действието на движението на мембраната 7. Когато налягането се освободи от кухината Аклапан 5 се връща в първоначалното си положение. Под въздействието на налягането на одоранта мембрана 6 се движи.
Дозаторът е снабден със съединител 9, поради въртенето на който празнината се променя Tмежду дюза 1 и миксер 10. Размер на празнината Tпроменя се при калибриране на дозатора според производителността, след което позицията на съединителя 9 се фиксира с контрагайка 2.
Поплавъчна камера(фиг. 36). Състои се от корпус с капак, вътре в който има херметически затворен поплавък, закрепен към пръта с шплент. Въдицата е снабдена с макара, която седи на седалката в горна позиция. Сензорът на алармената система е монтиран в капака на скобата. В слота на сензора се смесва флаг, който, пресичайки работната зона на сензора, го кара да работи.
прозорец за гледане(фиг. 37). Състои се от тяло, втулка и стъклена тръба. Елементите на прозореца за наблюдение са уплътнени с помощта на гумени уплътнителни пръстени.
Одорант филтър(фиг. 38). Представлява цилиндрично тяло с капак, в който е завинтена касета с мрежесто дъно. Касетата е пълна с филтърен елемент - стъклена вата. Капакът е уплътнен с О-пръстен. Долната част на корпуса се използва като резервоар и има клапан за източване на утайката.
Ориз. 39. Реле за време.
/ - дросел: 2 - междинен пръстен: 3, 5 - мембрани: 4 -
прът: b - капак: 7 - фланец: 8 - винт: 9 - ръководства: 10 -
пружина: 11 - клапан: 12 - бутон за стартиране
Реле за време(фиг. 39). Газовото налягане се подава към кухината, образувана от междинен пръстен и две мембрани, които са здраво свързани с винтове през фланец и пръстен с прът. Прътът има аксиални и радиални отвори. Под действието на пружината прътът е в горно положение и опира във фланеца.
Газът през аксиалния отвор на пръта и дросела навлиза в кухината, образувана от капака и мембраната, върху която се натиска. Прътът се движи надолу и отваря предпазния клапан. Предвиден е бутон за стартиране на релето за време.
Регулируем капацитет(фиг. 40). Състои се от корпус, капаци, бутало, винт и уплътнителни шини. Предназначен да регулира подаването на одорант към газопровода.
Клапан(фиг. 41). Основните му елементи са мембрани, които имат различни афективни зони и образуват две кухини: L и b, свързани помежду си с клапан чрез регулиращ дросел. Площта на потока на дросела се регулира с игла. Иглата се движи от винт с ръчно колело. На предната страна на маховика има скала. Индикаторът на скалата е закрепен към тялото на вентила с два винта.
Измерване на капацитет (фиг. 42). Представлява цилиндричен съд със стъклена тръба за измерване на нивото, снабдена със скала 2. Стъклената тръба е защитена от корпус и уплътнена с гумени пръстени.
Пропорционален газов одоризатор OGP-02.Проектиран за автоматично въвеждане на одорант (етил меркаптан) в поток от природен газ (пропорционално на неговия дебит), за да придаде на газа специфична миризма, която ще улесни откриването на течове. Одоризатор OGP-02 може да се използва на открито в умерено студен климат в съоръжения с номинално налягане от 16 kgf/cm2 и газов поток от 1000 до 100 000 m3/h.
Одоризаторът се състои (фиг. 43) от дозатор и контролен съд. Дозаторът съдържа дюза и регулатор на нивото на ароматизатора. Вътре в резервоара за управление има поплавък от неръждаема стомана, прът, на върха на който е фиксиран магнит. Магнитен индикатор за нивото на ароматизатора се плъзга по външната повърхност на тръбата.
Принципът на действие на одоризатора OGP-02 е както следва (фиг. 43, 44). Одорантът тече от контролния резервоар през клапана, докато нивото му припокрие долния ръб на регулатора на нивото. В дозатора с помощта на ниворегулатор и технологични тръбопроводи на контейнери се поддържа постоянно, определено ниво на одоранта. Той се подава към газопровода поради спада на налягането през диафрагмата на разходомера с помощта на газовия поток от „плюсовата“ камера през импулсната тръба, дюзата, колектора и през тръбите през „минусовата“ камера в газа тръбопровод. Газовият поток от дюзата, преминавайки през одорантния слой, пренася своите пари и малки капчици в колектора, а от него в газопровода.
Дозаторът се пълни отново с одорант от захранващия и контролния контейнер при отворен вентил.
Настройката на одоризатора на необходимата степен на одоризация на газа се извършва чрез промяна както на дебелината на одорантния слой над горния край на дюзата с регулатор на нивото, така и на газовия поток през дюзата с клапан.
Консумацията на одорант по всяко време през определен интервал (15-30 минути) може да бъде измерена с помощта на контролен контейнер чрез затваряне на вентила. Одоризаторът се настройва за потребление на одорант пропорционално на потреблението на газ два пъти: при превключване от зимно към лятно потребление на газ и обратно.
Впоследствие консумацията на одорант се регулира автоматично в зависимост от промените в консумацията на газ.
Поддръжката на одоризатора OGP-02 се свежда до периодично пълнене на работния контейнер с одорант и след това пускане на одоризатора в експлоатация.
Ориз. 44. Схема на газов одоризатор OGP-02.
/ - дозатор: // - работен (консумативен) капацитет. /// - контролен капацитет. 1 - 10 - клапани.
Превключвател блок
Проектиран, на първо място, за защита на газопроводната система на потребителя от възможно високо налягане на газа; второ, да доставя газ на потребителя, заобикаляйки газоразпределителната система, чрез байпасна линия, използвайки ръчно управление на налягането на газа по време на ремонтни и поддържащи работи на станцията.
Комутационният блок се състои от вентили на входящия и изходящия газопровод, байпасна линия и предпазни клапани. По правило това устройство трябва да се намира в отделна сграда или под навес, който го предпазва от валежи.
Предпазни клапани.На газопровода са монтирани два предпазни клапана, единият от които е работен, а другият е резервен. Използват се клапани от типа SPPK (специален предпазен клапан с пълно повдигане) (Фиг. 45; Таблица 10) и PPK (предпазен клапан с пълно повдигане с пружинно натоварване). Между предпазните клапани е монтиран трипътен вентил тип KTRP, винаги отворен към един от предпазните клапани. Между газопровода и вентилите не трябва да се монтират спирателни вентили. Границите на настройка на предпазните клапани трябва да надвишават номиналното налягане на газа с 10%.
По време на работа вентилите трябва да се тестват за работа веднъж месечно, а през зимата - веднъж на всеки 10 дни със запис в оперативния дневник. Предпазните клапани се проверяват и регулират два пъти годишно. за което правят съответен запис в дневника.
Прътът на предпазния предпазен клапан SPPK4R (фиг. 45), от една страна, се влияе от налягането на газа от изходящия газопровод, а от друга страна, от силата на компресирана пружина. Ако налягането на газа на изхода на газоразпределителната система надвишава определената стойност, тогава газът, преодолявайки силата на компресираната пружина, повдига пръта и свързва изходящия газопровод с атмосферата. След като налягането на газа в изходния газопровод намалее, прътът се връща в първоначалното си положение под действието на пружината, блокирайки преминаването на газ през дюзата на клапана, като по този начин изключва изходящия газопровод от атмосферата. В зависимост от зададеното налягане, предпазните клапани са оборудвани със сменяеми пружини (Таблица 11). Таблица 11 - Избор на пружини за предпазни клапани тип SPPK и PPK
| Клапан | Налягане на настройка, kgf / cm | Пролетно число | Клапан | Настройка на налягането. kgf/cm 2 | Пролетно число |
| SPPK4R-50-16 | 1.9-3.5 | ППК4-50-16 | 1,9-3,5 | ||
| 3.5-6.0 | 3,5-6,0 | ||||
| SPPK4R-80-16 | 2.5-4.5 | 6,0-10,0 | |||
| 4.5-7,0 | 10,0- 16,0 | ||||
| SPPK4R-100-16 | 1 ,5-3,5 | ППК4-80-16 | 2,5-4,5 | ||
| 3,5-9,5 | 4,5-7,0 | ||||
| SPPK4R-150-16 | 1,5-2,0 | 7.0-9.5 | |||
| 2,0-3,0 | 9.5-13.0 | ||||
| 3,0-6,5 | ППК4-100-16 | 1.5-3.5 | |||
| SPPK4R-200-16 | 0,5-8,0 | 3.5-9.5 | |||
| 9.5-20 | |||||
| ППК4-150-16 | 2.0-3.0 | ||||
| 3.0-6.5 | |||||
| 6.5-11.0 | |||||
| 11 - 15,0 |
Таблица 12 - Габаритни и присъединителни размери, мм и тегло на кранове тип PPK4
В допълнение към клапаните от типа SPPK широко се използват пружинни предпазни фланцови клапани от тип PPK-4 (фиг. 46, таблица 12) за номинално налягане от 16 kgf / cm 2. Клапаните от този тип са оборудвани с лост за принудително отваряне и контрол на продухването на газопровода. Пружината се регулира с регулиращ винт.
Налягането на газа от газопровода влиза в спирателния вентил, който се държи в затворено положение от пружина през прът. Опънът на пружината се регулира с винт. Гърбичният механизъм позволява контролно продухване на клапана: чрез завъртане на лоста силата се предава през ролката, гърбицата и направляващата втулка към пръта. Той се издига, отваря клапана и се получава продухване, което показва, че клапанът работи и изпускателната линия не е запушена.
Вентилите PPK-4, в зависимост от броя на монтираните пружини, могат да бъдат конфигурирани да работят в диапазон на налягане от 0,5 до 16 kgf / cm 2 (Таблица 13).
Капацитет на предпазните клапани G. kg/h:
G - 220Fp 
.
Където Ф-напречно сечение на клапана, cm, определено за клапани с пълно повдигане при h ≥ 0,25dспоред зависимостта F = 0.785d2; за хора с ограничено повдигане ч≥ 0,05d - F= 2,22dh; д-вътрешен диаметър на леглото на клапана, cm; ч- височина на повдигане на клапана, cm; R -абсолютно налягане на газа, kgf / cm2; T -абсолютна температура на газа, K; М -молекулно тегло на газа, kg.
За изхвърляне на газ в атмосферата е необходимо да се използват вертикални тръби (колони, свещи) с височина най-малко 5 m от нивото на земята; които водят извън оградата на GDS на разстояние най-малко 10 m. Всеки предпазен клапан трябва да има отделна изпускателна тръба. Разрешено е комбинирането на изпускателни тръби в общ колектор от няколко предпазни клапана с еднакво налягане на газа. В този случай общият колектор е предназначен за едновременно изпускане на газ през всички предпазни клапани.
Кранове.Вентилите, монтирани в комутационни блокове, както и в други участъци от газоразпределителни тръбопроводи, се различават по видовете задвижвания (Таблица 14).
1) тип кран 11s20bk и 11s20bk1 - с лостово задвижване (фиг. 47, таблица 15);
2) тип кран 11s320bk и 11s320bk1 - с червячно задвижване (редуктор) (фиг. 48; табл. 16);
3) тип кран 11s722bk и 11s722bk1 - с пневматично задвижване (фиг. 49; табл. 17);
4) кран тип 11s321bk1 - за монтаж без кладенци (фиг. 50; табл. 18);
5) тип кран 11s723bk1 - за монтаж без кладенци (фиг. 51, таблица I9)
Ориз. 47. Кранове 1c20bk и 11s20bk1.
1 - тяло; 2 - корк; 3 - долен капак: 4 - регулиращ винт; 5 - шпиндел 6 - възвратен клапан за смазване: 7 - болт за смазване. 8 - лост: 9 - маслено уплътнение.
Ориз. 48. Кранове 11s320Bk и 11s320bk1.
1 - тяло: 2 - щепсел: 3 - долен капак; 4 - регулиращ винт: 5 - червячен сектор: b - червей. 7 - маховик: 8 - болт за смазване: 9 - възвратен клапан: 10 - корпус на скоростната кутия: 11 - маслено уплътнение. 12 - вретено: 13 - капак.
Ориз. 49. Кранове 11s722bk (a) и 11s722bk1 б)с D на 50 и 80 мм.
/ - тяло: 2 - щепсел: 3 - пета; 4 - топка. 5 - фиксиращ винт; 6 - съединителен болт: 7 - капачка; 8 - долен капак: 9 - салникова кутия: 10 - шпиндел: 11 - скоба: 12 - рамо на лоста; 13 - в илк: 14 - наличност: 15 - пневматиченшофиране; 16 - множител: 17 - краен изключвател; 18 - зърното. / - версия на фланцови кранове 1s722bks D 50, 80, 100 мм.
 | Ориз. 50 Кран 11s321bk1 |
Всички изброени кранове се произвеждат с накрайници както за фланцови съединения (обозначението завършва с буквите “bk”), така и за заварени накрайници (обозначението завършва с буквите и цифрата “bk1”). Корпусът на вентила е изработен от стомана, а пробката е от чугун. Крановете се монтират при околна температура от -40 до 80°C.
На вентили с байпас се монтира проходен вентил D y = 150 mm, за да се улесни отварянето на главния клапан чрез изравняване на налягането от двете страни на клапана. Байпасният клапан е свързан към тялото на главния вентил чрез байпасни тръби.
Кран с пневматично задвижване се състои от кранов възел, пневматично задвижване и мултипликатор. Ако е необходимо, кранът се управлява ръчно с помощта на маховик. Пневматичният задвижващ механизъм е шарнирно свързан с тялото на клапана и осигурява възвратно-постъпателно движение на пръта и въртене на лоста, твърдо свързан към шпиндела чрез ключ. Позицията на пръта се регулира от вилка, шарнирно свързана с лоста.
На капака на скоростната кутия е монтиран краен изключвател, който прекъсва електрическия ток в управляващата верига в крайните позиции на щепсела на клапана.
Мултипликаторът е предназначен да доставя специална смазка в кухината под горния капак, както и в жлебовете на тялото и щепсела. Лубрикантът осигурява плътност и улеснява завиването
задръствания. За запълване на мултипликатора със специална смазка, тъй като се консумира, се използва пневматична смазочна помпа.
Клапанът се състои от следните основни части: тяло, щепсел, долен капак и регулиращ винт, който притиска щепселите към уплътнението на тялото. Кран с лостово (ръчно) задвижване се състои от кран, скоростна кутия или дръжка.
Основният блок на трипътните вентили, използвани в газоразпределителните станции, е спирателен вентил, състоящ се от тяло, щепсел и скоростна кутия.
6) В газоразпределителните станции се използват и сферични кранове (фиг. 52), чиито предимства пред другите са простота на дизайна, директен поток, ниско хидравлично съпротивление и постоянен взаимен контакт на уплътнителните повърхности. Отличителни характеристики на сферичните кранове от други:
1) корпусът и щепселът на крана, поради тяхната сферична форма, имат
по-малки габаритни размери и тегло, както и по-голяма здравина;
2) дизайнът на клапани със сферичен клапан е по-малко чувствителен към производствени неточности и осигурява много по-добра херметичност, тъй като контактната повърхност на уплътнителните повърхности на тялото и щепсела напълно заобикаля прохода и уплътнява клапана на клапана;
3) производството на тези кранове е по-малко трудоемко. При сферичните кранове с пластмасови пръстени не е необходимо да се шлифоват уплътнителните повърхности. Обикновено коркът е хромиран или полиран.
Сферичните кранове се отличават от другите с голямо разнообразие от дизайни. Има два основни вида кранове: с плаваща пробка и с плаващи пръстени.
Сферичните кранове тип KSh-10 и KSh-15 са предназначени за затваряне на тръбопроводи, технологично, контролно и предпазно оборудване.
Херметичността на спирателния възел (сферична тапа-седло) се осигурява чрез плътно покриване на част от сферичната повърхност на сферичната тапа от седалката с известна намеса поради способността на материала на седлото да се деформира при закрепване на частите на клапана със съединителни болтове. Материалите за направата на седалката могат да бъдат флуоропласт, винилова пластмаса, каучук или други, които имат свойства на пластична деформация, близки до свойствата на горните материали. В случай на износване на уплътнителните повърхности на седалката и загуба на херметичност на спирателния възел, конструкцията на клапана предвижда възможност за възстановяване на херметичността чрез отстраняване на едно или две уплътнения, монтирани от двете страни между тялото и капака.
Алексинският завод "Тяжпромарматура" усвои серийното производство на сферични кранове с D y - 50, 80, 100. 150. 200. 700, 1000. 1400 mm на r y - 80 kgf / cm 2 с модернизиран дизайн с щепсел опорите и уплътнението от еластомерен материал (полиуретан или други материали с висока устойчивост на износване).
Клапанните тела с D y - 50 - 200 mm са щамповани, с фланцов съединител, а с D y = 700. 1000. 1400 mm - изцяло заварени, изработени от щамповани полусфери (фиг. 53). Блоковете за управление, използвани в кранове (BUEP-5; EPUU-6), не изискват допълнително окабеляване при работни условия, тъй като имат вградена клемна кутия и краен изключвател. Безбалонният дизайн на задвижванията значително намали консумацията на оскъдна хидравлична течност за хидравличната система на крана. В допълнение, крановете използват ръчни хидравлични помпи с фундаментално нов дизайн.
Ориз. 52. Сферичен кран KSh без смазка.
1- тяло: 2 - сферична тапа (бътерфлай клапа). 3 - седло: 4 - вретено; 5 - капак (хълбоци): b - дръжка: 7 - уплътнение: 8. 9 - уплътнителни гумени пръстени: 10 - болт: 11 - уплътнение
Заводът произвежда следните сферични кранове:
MA39208 - D U 50, 80, 100, 150, 200 mm; RU 80 kgf/cm2; с ръчно и пневматично задвижване
MA39003 - D при 300 mm; r y 80 kgf/cm 2; с ръчно и пневматично задвижване MA39113 - D 400 mm; r y 160 kgf/cm 2 ; с пневмохидравлично задвижване
MA39I12 - D на 1000 mm; p при 80 и 100 kgf / cm 2
MA39183 - D при 700 и 1400 mm: p при 80 kgf/cm 2
MA39096 - DN 1200 mm; RU 80 kgf/cm 2
MA39095 - D на 1400 mm; r y 80 kgf/cm 2
MA39230 - D на 50. 80. 100. 150. 200 mm; p y 200 kgf/cm 2
Сферични кранове MA39208 с ръчно управление D y - 50, 80, 100, 150 mm; r y 80 kgf/cm 2 са предназначени за използване като спирателно устройство на тръбопроводи, транспортиращи природен газ (Таблица 20). Дизайнът на крановете съдържа голям брой оригинални устройства. Клапанният възел D y 50, 80. 100. 150 mm се състои от две компактни щамповани полукорпуса с един съединител; наличието на един съединител намалява вероятността от понижаване на налягането на вентилния възел спрямо външната среда. Централният конектор е уплътнен със специално оформено гумено уплътнение.
Конструкцията на спирателното тяло е направена по схемата "включени опори", със самосмазващи се плъзгащи лагери, изработени от метален флуоропласт. Уплътнението на клапана е изработено от полиуретан, което
Ориз. 53. Кран сферичен с пневмохидравличен задвижващ механизъм.
1- тяло на клапана: 2 - ръчна скоростна кутия: 3 - маховик; 4 - колонна тръба. 5 - разширение; 6 - Колона: 7 - тръбопровод за подаване на уплътнител към уплътнението: 8 - хидравлично задвижване: 9 - маслени цилиндри
Таблица 20 - Габаритни, присъединителни размери, мм и тегло на сферичните кранове
| 0, | стр | ОТНОСНО | D 1 | А | Л | СЪС | н | H, | Тегло, кг | ||
| с пневмохидравлично задвижване | с ръчно задвижване | ||||||||||
| 80- 160 | 190- 205 | 2155 (360) | 580 (470) | ||||||||
| 2215 (440) | 820 (650) | ||||||||||
| 80- 125 | 386-398 | 2420 (625) | 2815 (1020) | - | 1475- 1480 | - | |||||
| 2530 (935) | 3670 (2055) | 3570 (1975) | 4000 (3600) | 3800 (3400) | |||||||
| 2610 (1015) | 3970 (2375) | - | 5560 (5110) | - | |||||||
| 80- 100 | 978- 988 | 2480 (1180) | 4010 (2770) | - | 10815 (10020) | - | |||||
| - | - | ||||||||||
| - | - |
Забележка. Размери и тегло в скоби - за мостови кранове
притиснат в метална седалка. Меките полиуретанови уплътнения на клапаните са силно устойчиви на износване, абразия, ерозия и осигуряват надеждно уплътнение на клапаните във всички диапазони на налягане. Седлата се притискат към клапана поради налягането на транспортираната среда и силата на пружините, които служат за осигуряване на надеждна плътност на клапана при ниско налягане. Крановете се произвеждат с ръчно задвижване, което представлява лост. По-долу е техническата спецификация на крана.
Стандартните ограничителни устройства могат да се използват заедно с диференциални манометри за измерване на потока и количеството на течности, газове и пара в кръгли тръбопроводи (на всяко място).
Ако е необходимо да се използват ограничителни устройства на тръбопроводи с малък диаметър, те трябва да бъдат индивидуално калибрирани, т.е.
Експериментално определяне на зависимостта
Най-често срещаните са осем варианта на типове системи за управление: диафрагми с ъглови, фланцови и трирадиусни методи за избор на налягане, дюзи ISA 1932, тръби на Вентури с обработена и необработена конична част, къси и дълги, дюзи на Вентури къси и дълги. Стандартните диафрагми се използват при условие 0,2 и Ven-
тури - при. Конкретният тип ограничително устройство се избира по време на изчислението в зависимост от условията на употреба, необходимата точност и допустимата загуба на налягане.
За да се запази геометричното сходство, системите за управление трябва да бъдат произведени в съответствие с изискванията за най-често срещаните стеснителни устройства - диафрагми, показани на фиг. 12.4. Краищата на диафрагмата трябва да са плоски и успоредни един на друг. Грапавостта на края трябва да бъде в рамките на D, изходящият край трябва да има грапавост в рамките на 0,01 mm. Ако диафрагмата се използва за измерване на скоростта на потока в двете посоки, тогава двата края трябва да бъдат обработени с грапавост не повече от, в този случай няма конично разширение и ръбовете от двете страни трябва да са остри с радиус на кривина от не повече от 0,05 mm. Ако радиусът на кривината не надвишава 0,0004d, тогава корекционният коефициент за не-остротата на предния ръб се приема равен на единица. Прим това условие е изпълнено. Грапавостта на повърхността на отвора не трябва да надвишава
Ориз. 12.4. Методи за избор на налягане:
а - през отделни отвори; b - от пръстеновидни камери (ъглови методи); c - проходни отвори във фланците (метод на фланеца с l1 = l2 = 25,4 mm, три радиуса - с l1 = D и l2 = 0,5D)
Дебелината на диафрагмата E трябва да бъде в диапазона до 0,05D, дебелината се определя от условието за липса на деформация под въздействието на Δpv с известна граница на провлачване на материала. Ако действителната дебелина на диафрагмата е по-малка от изчислената, тогава грешката δE се добавя към грешката при определяне на коефициента на изтичане (12.18).
Дължината на цилиндричната част на отвора на диафрагмата трябва да бъде в диапазона от 0,005D до 0,02D; ако дебелината надвишава последната цифра, тогава от изходния край се прави конична повърхност с ъгъл на конус от 45 ± 15 °.
Налягането p1 и p2 се вземат по ъглов метод или през отделни цилиндрични отвори (фиг. 12.4, а) или от две пръстеновидни камери, всяка от които е свързана към вътрешната кухина на тръбопровода чрез пръстеновиден слот или група от отвори равномерно разпределени по обиколката (фиг. 12.4, b). Дизайнът на устройствата за избор на диафрагми и дюзи е същият. Устройствата с дюзи с пръстеновидни камери са по-удобни за използване, особено при наличие на локални смущения на потока, тъй като пръстеновидните камери осигуряват изравняване на налягането около обиколката на тръбата, което позволява по-точно измерване на спада на налягането със скъсени прави участъци на тръбата. тръбопровод
При методите за избор на налягане с фланец и три радиуса, диференциалът се измерва през отделни цилиндрични отвори, разположени на разстояние в първия случай 
mm, а във втората от равнините на диафрагмата (фиг. 12.4, c). Коефициентът на изтичане C зависи от метода за избор на налягане.
При инсталиране на ограничителни устройства е необходимо да се спазват редица условия, които влияят на грешката при измерване.
Ограничителното устройство в тръбопровода трябва да бъде разположено перпендикулярно на оста на тръбопровода. За диафрагмите неперпендикулярността не трябва да надвишава 1°. Оста на ограничителното устройство трябва да съвпада с оста на тръбопровода. Изместването на оста на отвора на ограничителното устройство спрямо оста на тръбопровода не трябва да надвишава 
Ако преместването на оста надвишава определената стойност, но е по-малко, тогава δex = 0,3% се добавя към грешката на коефициента на изпускане в (12.18). Ако изместването на оста надвишава определената гранична стойност, тогава инсталирането на системата за управление не е разрешено.
2D участъкът на тръбопровода преди и след ограничителното устройство трябва да бъде цилиндричен, гладък, по него не трябва да има издатини, както и видими израстъци и неравности от нитове, заваръчни шевове и др. Тръбопроводът се счита за цилиндричен, ако отклонението на диаметъра не надвишава средната му стойност. В противен случай, ако на разстояние lh до системата за управление, височината на перваза h отговаря на две условия
тогава δh = 0,2% се добавя към грешката на коефициента на изтичане.
Важно условие е необходимостта от осигуряване на постоянен поток преди влизане в отвора и след него. Този поток се осигурява от наличието на прави участъци от тръбопровода с определена дължина преди и след ограничителното устройство. В тези зони не трябва да се монтират устройства, които биха могли да нарушат хидродинамиката на потока на входа или изхода на ограничителното устройство. Дължината на тези секции трябва да бъде такава, че изкривяванията на потока, въведени от колена, клапани и тройници, да могат да бъдат изгладени, преди потокът да се приближи до ограничителното устройство. Трябва да се има предвид, че изкривяванията на потока пред ограничителното устройство са по-значителни и много по-малко важни зад него, следователно клапаните
Таблица 12.2
Най-малките относителни дължини на линейния участък спрямо диафрагмата
| № | Име на местната съпротива | Коефициенти | Р | |||||||||
| ак | ДА СЕ | ск | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | ||
| 1 | Шибър, сферичен кран с равен отвор | 11,5 | 82 | 6,7 | 12 | 12 | 12 | 13 | 15 | 19 | 24 | 30 |
| 2 | Щепсел кран | 14,5 | 30,5 | 2,0 | 16 | 18 | 20 | 23 | 26 | 30 | И | 34 |
| 3 | Спирателен кран, вентил | 17,5 | 64,5 | 4,1 | 18 | 18 | 19 | 22 | 26 | А | 38 | 44 |
| 4 | Амортисьор | 21,0 | 38,5 | 1,4 | 25 | 29 | 32 | 36 | 40 | 45 | 4/ | 50 |
| 5 | объркан | 5,0 | 114 | 6,8 | 5 | 5 | 6 | 6 | U | 16 | 11 | зи |
| 6 | Симетрично рязко стесняване | 30,0 | 0,0 | 0,0 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 7 | Дифузьор | 16,0 | 185 | 7,2 | 16 | 16 | 17 | 18 | 21 | 31 | 40 | E4 |
| 8 | Симетрично рязко разширение | 47,5 | 54,5 | 1,8 | 51 | 54 | 58 | 64 | 70 | 77 | 80 | 84 |
| 9 | Единичен лакът | 10,0 | 113 | 5,2 | 10 | 11 | 11 | 14 | 18 | 28 | 36 | 46 |
и вентилите, особено контролните вентили, се препоръчва да се монтират след системата за управление. Дължината Lк на правия участък пред ограничителното устройство зависи от относителния диаметър β, диаметъра на тръбопровода D и вида на местното съпротивление, разположено преди правия участък,
Постоянни коефициенти в зависимост от вида на местното съпротивление. Тяхната величина и най-малките стойности на Lк1/D за девет вида локални съпротивления са дадени в табл. 12.2.
И така, за вида на местното съпротивление „Кран, сферичен кран с пълен отвор“ при, при 
Дължината на правия участък L2 след ограничителното устройство зависи само от броя For 
и при = 0,8 е разрешено да се намали дължината на правите участъци пред системата за управление до стойност, която причинява допълнителна грешка δL, която няма да надвишава ±1%. Грешката се сумира със стойността δс0 и се изчислява по формулата
където е отношението на действителната дължина на правия участък към изчислената. Точността съответства
Допуска се намаляване на дължината на линейния участък след системата за управление наполовина, но в този случай допълнителната грешка към коефициента на отработените газове ще бъде
Необходимо е контролираната среда да запълва цялото напречно сечение на тръбопровода и фазовото състояние на веществото да не се променя при преминаване през ограничителното устройство. Кондензация, прах, газове или утайки, отделяни от контролираната среда, не трябва да се натрупват в близост до ограничителното устройство.
Диференциалният манометър е свързан към стеснителното устройство чрез две свързващи линии (импулсни тръби) с вътрешен диаметър най-малко 8 mm. Допуска се дължина на свързващите линии до 50 m, но поради възможността за големи динамични грешки не се препоръчва използването на линии, по-дълги от 15 m.
За правилно измерване на потока спадът на налягането на входа на диференциалния манометър трябва да бъде равен на разликата в налягането, развита от ограничителното устройство, т.е. разликата от ограничителното устройство към диференциалния манометър трябва да се предава без изкривяване.
Това е възможно, ако налягането, създадено от средната колона в двете свързващи тръби, е еднакво. В реални условия това равенство може да бъде нарушено. Например, при измерване на потока на газ, причината за това може да бъде натрупването на кондензат в неравномерни количества в свързващите линии, а при измерване на потока на течност, напротив, натрупването на освободени газови мехурчета. За да се избегне това, свързващите линии трябва да са или вертикални, или наклонени с наклон най-малко 1:10, а в краищата на наклонените секции трябва да има колектори за конденз или газ. Освен това двете импулсни тръби трябва да се поставят една до друга, за да се избегне неравномерното им нагряване или охлаждане, което може да доведе до различна плътност на течността, която ги пълни, и следователно до допълнителна грешка. При измерване на парния поток е важно да се осигурят еднакви и постоянни нива на кондензат в двете импулсни тръби, което се постига чрез използване на изравнителни съдове.
Няколко диференциални манометъра могат да бъдат свързани към едно стеснително устройство. В този случай е разрешено свързването на свързващите линии на един диференциален манометър към свързващите линии на друг.
При измерване на потока на течността се препоръчва да се монтира диференциален манометър под ограничителното устройство 1, което предотвратява навлизането на газ, който може да се отдели от течащата течност, в свързващите линии и диференциалния манометър (фиг. 12.5, а).
Ориз. 12.5. Диаграма на свързващите линии при измерване на потока на течността с дифматометър, монтиран под (i) и над (b) ограничителното устройство:
1 - стеснително устройство; 2 - спирателни вентили; 3 - продухващ клапан; 4 - газови колектори;
5 - разделителни съдове
За хоризонтални и наклонени тръбопроводи свързващите линии трябва да бъдат свързани чрез спирателни вентили 2 към долната половина на тръбата (но не в самото дъно), за да се предотврати навлизането на газ или утайка в линиите от тръбопровода. Ако диференциалният манометър все още е монтиран над ограничителното устройство (фиг. 12.5, b), тогава в най-високите точки на свързващите линии е необходимо да се монтират газови колектори 4 с продухващи клапани. Ако свързващата линия се състои от отделни секции (например при заобикаляне на препятствие), тогава газовите колектори се монтират в най-високата точка на всяка секция. При монтиране на диференциален манометър над ограничителното устройство, тръбите в близост до последното се полагат с U-образна чупка, спускаща се под тръбопровода с най-малко 0,7 m, за да се намали възможността за навлизане на газ в свързващите линии от тръбата. Свързващите тръбопроводи се продухват през клапани 3.
При измерване на потока на агресивни среди в свързващите тръбопроводи сепарационните съдове 5 се монтират възможно най-близо до ограничителното устройство. Свързващите тръбопроводи между сепарационния съд и диференциалния манометър, а самият съд се пълни частично с неутрална течност. , чиято плътност е по-голяма от плътността на измерваната агресивна среда. Останалата част от съда и линиите до отвора се пълнят с контролирана среда. Следователно интерфейсът между контролираната среда и разделителната течност е вътре в съда и нивата на интерфейса в двата съда трябва да бъдат еднакви.
Разделителната течност е подбрана така, че да не взаимодейства химически с контролираната среда, да не се смесва с нея, да не образува отлагания и да не е агресивна към материала на съдовете, свързващите линии и диференциалния манометър. Най-често използваните сепариращи течности са вода, минерални масла, глицерин и водно-глицеринови смеси.
При измерване на газовия поток се препоръчва да се монтира измервателят на диференциалното налягане над ограничителното устройство, така че кондензатът, образуван в свързващите линии, да може да тече в тръбопровода (фиг. 12.6, а). Свързващите линии трябва да бъдат свързани чрез спирателни кранове 2 към горната половина на ограничителното устройство, препоръчително е да се поставят вертикално. Ако вертикалното полагане на свързващите линии не е възможно, тогава те трябва да бъдат положени с наклон към тръбопровода или колекторите за кондензат 4. Подобни изисквания трябва да бъдат изпълнени, когато диференциалният манометър е разположен под ограничителното устройство (фиг. 12.6, b). При измерване на дебита на агресивен газ в свързващите линии трябва да се включат сепарационни съдове.
Ориз. 12.6. Диаграма на свързващите линии при измерване на газовия поток с инсталирането на диференциален манометър над (i) и под (b) ограничителното устройство:
1 - стеснително устройство; 2 - спирателни вентили; 3 - продухващ клапан; 4 - колектор за кондензат
Ориз. 12.7. Диаграма, обясняваща целта на изравняването на кондензационните съдове при измерване на потока на пара:
a-c - етапи на измерване на разликата в налягането
При измерване на потока на прегрята водна пара неизолираните свързващи линии са пълни с кондензат. Нивото на конденза и температурата в двете линии трябва да бъдат еднакви при всякакъв дебит.
За стабилизиране на горните нива на кондензат, изравнителни кондензационни съдове са монтирани в двете свързващи линии в близост до ограничителното устройство. Целта на изравнителните съдове може да бъде обяснена с помощта на фиг. 12.7. Да приемем, че при липса на изравнителни съдове и определен парен поток нивото на кондензат в двете импулсни тръби е еднакво. Тъй като дебитът на ограничителното устройство се увеличава, спадът на налягането се увеличава, което води до компресиране на долната мембранна кутия и разтягане на горната (фиг. 12.7, b). Поради промени в обемите на кутиите, кондензатът от „положителната“ импулсна тръба ще потече в долната, „плюсова“ камера на диференциалния манометър, което ще доведе до намаляване на нивото в него с количество h. От горната, „минус“ камера на диференциалния манометър, кондензатът ще бъде изтласкан в импулсната тръба и в паропровода, но височината на кондензатната колона ще остане непроменена. Получената разлика в нивата на кондензат създава спад на налягането hρg, което намалява спада на налягането 
в стеснително устройство. По този начин диференциалният манометър ще бъде повлиян от разликата, т.е. Показанията на разходомера ще бъдат подценени. Лесно е да се види, че абсолютната грешка на измерване ще нараства с увеличаване на промените в дебита.
Очевидно грешката може да бъде намалена чрез намаляване на h. За да направите това, в краищата на импулсните тръби са монтирани изравнителни кондензационни съдове (фиг. 12.8) - хоризонтално разположени цилиндри с голямо напречно сечение. Тъй като напречното сечение на тези съдове е голямо, потокът от кондензат от тях ще промени малко нивото си, така че разликата Δpd, измерена с диференциален манометър, може да се счита за равна на разликата 
в стеснително устройство.
Ориз. 12.8. Диаграма на свързващите линии при измерване на потока на пара с инсталирането на диференциален манометър под (а) и над (б) ограничителното устройство:
1 - стеснително устройство; 2 - изравнителни съдове; 3, 4 - спирателни и продухващи вентили;
6.1. Упражнение
за курсова работа по дисциплината
„Мениджмънт, сертифициране и иновации“
на тема: „Изчисляване на устройство за измерване на среден поток“
1) Изчислете диаметъра на нормална диафрагма, изработена от стомана клас 1Х18Н9Т за измерване на масовия поток на средата, като използвате метода на променлив спад на налягането в съответствие с първоначалните данни, посочени в таблица. 1. Номерът на опцията се избира въз основа на последната цифра от кода на ученика.
2) Начертайте на лист формат А2 чертеж на монтажа на диафрагмата в измервателния тръбопровод и схема на разположението на измервателния уред за измерване на диференциалното налягане.
Таблица 6.1
Изходни данни за изчисление
|
Диаметър на тръбата при температура 20 °C, D 20, mm |
Абсолютно средно налягане, p, MPa |
Температура на измерваната среда, t, °C |
Максимален дебит на среда, Q max, kg/h |
Средна средна консумация, Q ср., kg/h |
Допустима загуба на налягане, mm вода. Изкуство. |
Среда за измерване |
Материал на тръбата |
|
6.2. Процедурата за изчисляване на ограничителното устройство
Представени са изходни данни за даден вариант:
а) измерена среда – ...;
б) най-големият измерен масов дебит, kg/h;
в) среден измерен масов дебит, kg/h;
г) абсолютно налягане на средата пред ограничителното устройство, kgf / cm 2 (вземете 1 kgf / cm 2 = 0,1 MPa);
д) температура на средата пред ограничителното устройство, °C;
д) вътрешен диаметър на измервателния тръбопровод пред ограничителното устройство при температура 20 °C: D 20 = ... mm;
g) допустима загуба на налягане при дебит, равен на Q max = ... mm вода. Изкуство.;
з) материал на тръбопровода – клас стомана...
6.2.1. Определяне на липсващи данни за изчисления
1. Плътност на средата при работни условия (определена съгласно таблица A.1 или A.2):
r = ... kg/m 3.
2. Динамичен вискозитет на средата (за вода - таблица A.3, за пара - фиг. A.1):
m = ... kgf×s/m 2.
3. Коефициент на корекция за термично разширение на материала на тръбопровода (фиг. A.2):
4. Вътрешен диаметър на тръбопровода при работни условия:
, мм.
5. Адиабатен индекс (определен за водна пара съгласно графиката - фиг. A.3):
6.2.2. Избор на ограничително устройство и диференциален манометър
6. Като стеснително устройство избираме нормална камерна диафрагма от стомана 1Х18Н9Т.
7. За измерване на диференциалното налягане използваме диференциален манометър или диференциален преобразувател за налягане (посочете типа и модела на диференциалния манометър или диференциалния преобразувател за налягане - вижте таблица P.4, или P.5, или P.6 - по избор ).
8. Горна граница на измерване на диференциалния манометър (избран според стандартната серия, вижте препоръките в приложението):
Q p = ..., kg/h.
6.2.3. Изчисляване
9. Гранично номинално диференциално налягане на диференциалния манометър (избран според стандартната серия, вижте препоръките в приложението):
= ..., kgf/cm 2 = ..., kgf/m 2.
10. Спомагателно количество ma:
,