- •2.1.2. Принцип работы центробежных насосов
- •2.1.3. Основные и подпорные центробежные насосы для магистральных трубопроводов
- •Характеристика подпорных насосов
- •2.1.4. Характеристики магистральных насосов
- •2.2. Эксплуатация нефтеперекачивающих станций
- •2.2.1. Основные сведения о магистральных трубопроводах
- •2.2.2. Классификация нпс и характеристика основных объектов
- •2.2.3. Генеральный план нпс
- •2.2.4. Технологическая схема нпс
- •2.2.5. Конструкция и компоновка насосного цеха
- •2.3. Вспомогательные системы насосного цеха
- •2.3.1. Система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений
- •2.3.2. Система смазки и охлаждения подшипников
- •Насосы, используемые в системе маслоснабжения насосных агрегатов
- •2.3.3. Система откачки утечек от торцевых уплотнений
- •2.3.4. Средства контроля и защиты насосного агрегата
- •2.3.5. Система подачи и подготовки сжатого воздуха
- •2.3.6. Система сглаживания волн давления
- •Клапан регулирования давления Флексфло
- •Аккумулятор
- •Разделительный бак
- •Дроссельный клапан
- •Насосная установка и резервуар разделительной жидкости
- •Трубные коллекторы
- •2.4. Резервуарные парки нефтеперекачивающих
- •2.4.1. Общие сведения о резервуарных парках
- •2.4.2. Современные тенденции в сооружении и эксплуатации резервуаров. Полистовой метод сборки стенок резервуара
- •Новые решения по сооружению оснований резервуаров на нестабильных грунтах
- •Предотвращение образования и удаление уже образовавшихся нефтеосадков из резервуаров
- •2.5. Учет нефти и нефтепродуктов
- •2.5.1. Методы измерения количества нефти и нефтепродуктов
- •2.5.2. Погрешности измерений
- •2.5.3. Математические модели методов измерений массы нефтепродуктов и их погрешностей
- •2.5.4. Средства измерения количества нефти на нпс, конструктивные особенности и области применения
- •Номенклатура счетчиков "Турбоквант"
- •Скорость распространения ультразвука
- •2.5.5. Эксплуатация и поверка счетчиков
- •2.5.6. Системы измерения количества и качества нефти
- •Состав сикн
- •Основные требования к эксплуатации сикн, основанной на объемно-массовом динамическом методе
- •Состав сикн при массовом динамическом методе измерений
- •Обеспечение единства измерений.
- •2.5.7. Радиолокационные системы измерения уровня жидкости в резервуарах
- •Глава 3
- •3.2. Классификация компрессорных станций. Назначение, состав сооружений и генеральные планы компрессорных станций
- •3.3. Основное и вспомогательное оборудование компрессорных станций
- •3.3.1. Компрессорные станции с поршневыми гпа
- •Основные технические показатели поршневых гпа
- •3.3.2. Компрессорные станции с центробежными газотурбинными гпа
- •Основные параметры центробежных нагнетателей газа
- •Основные параметры центробежных нагнетателей газа
- •Основные технические показатели газотурбинных гпа Таблица 3.6
- •Агрегат гтк-10
- •Агрегат гтн-6
- •Агрегат гпа-ц-6,3
- •Агрегат гпа-10
- •Агрегат гтн-16
- •Агрегат гпа-ц-16
- •Агрегат гтн-25
- •Газоперекачивающие агрегаты серии "Урал"
- •Основные технические характеристики базовых вариантов гпа типа "Урал"
- •3.3.3. Кс с электроприводом
- •Основные технические показатели электроприводных гпа
- •3.3.4. Компоновка компрессорных цехов
- •3.4. Технологические схемы компрессорных станций
- •3.4.1. Требования норм технологического проектирования при разработке технологических схем кс магистральных газопроводов
- •Нормы потерь давления в технологической схеме кц
- •3.4.2. Технологическая схема газотурбинного компрессорного цеха с полнонапорными центробежными нагнетателями
- •3.4.3. Технологическая схема газотурбинного компрессорного цеха с неполнонапорными центробежными нагнетателями
- •3.4.4. Технологическая схема компрессорного цеха с газомотокомпрессорами
- •3.5. Системы очистки технологического газа
- •Технические характеристики аппаратов очистки газа
- •3.6. Системы охлаждения технологического газа на компрессорных станциях
- •Техническая характеристика аво для охлаждения газа
- •3.7. Установки подготовки газатопливного, пускового, импульсного и для собственных нужд
- •Технические данные
- •3.8. Система маслоснабжения компрессорной станции и газоперекачивающих агрегатов
- •3.9. Измерение расхода и количества природного газа
- •3.9.1. Автоматические расходоизмерительные комплексы для однониточных пунктов учета газа
- •3.9.2. Автоматические расходоизмерительные комплексы для многониточных пунктов учета газа
- •Глава 4
- •Трубопроводная арматура, применяемая на насосных и компрессорных станциях
- •4.1. Общие сведения об арматуре
- •4.2. Запорная арматура
- •4.2.1. Задвижки
- •4.2.2. Краны
- •4.3. Приводы запорной арматуры
- •4.3.1. Электрические приводы
- •4.3.2. Пневматические приводы
- •4.3.3. Гидравлические приводы
- •4.4. Обратные клапаны
- •4.5. Предохранительные устройства
- •По виду нагрузки на золотник
- •По высоте подъема золотника
- •По связи с окружающей средой
- •По влиянию противодавления
- •По способу открывания клапана
- •По числу сопел
- •____________________Глава5______________________ вспомогательные системы перекачивающих станций
- •4.6. Регулирующие заслонки
- •5.1. Водоснабжение
- •Основные сведения по системам водоснабжения
- •5. Компрессорные станции мг
- •5.1. Технологические схемы компрессорных станций с центробежными нагнетателями
- •5.2. Технологические схемы компрессорных цехов кс магистральных газопроводов
- •5.2.1. Компрессорный цех
- •5.2.2. Обвязка неполнонапорных нагнетателей по типовой смешанной схеме соединения
- •5.2.3. Обвязка неполнонапорных нагнетателей по коллекторной схеме соединения
- •5.2.4. Обвязка полнонапорных нагнетателей
- •5.1.2. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения
- •5.1.3. Противопожарное водоснабжение
- •5.2. Водоотведение
- •5.2.1. Виды водоотводящих сетей
- •5.2.2. Оборудование водоотводящих сетей
- •5.2.3. Особенности проектирования и эксплуатации водоотводящих безнапорных трубопроводов
- •5.2.4. Очистка нефтесодержащих сточных вод
- •5.3. Теплоснабжение
- •5.3.1. Виды теплопотребления
- •5.3.2. Назначение и виды систем теплоснабжения
- •5.3.3. Характеристика теплоносителей
- •5.3.4. Источники теплоты
- •5.3.5. Использование теплоты на производственные нужды
- •5.3.6. Отопление зданий и сооружений
- •5.4. Вентиляция
- •5.4.1. Назначение и классификация систем вентиляции
- •5.4.2. Оборудование вентиляционных систем
- •5.4.2.1. Система естественной вентиляции
- •5.4.2.2. Система механической вентиляции
- •5.4.3. Особенности проектирования и эксплуатации вентиляции помещений перекачивающих станций
3.9. Измерение расхода и количества природного газа
Производительность является основным параметром, точность и надежность изме-рения которого определяет многие производственные, технические и экономические характеристики работы компрессорной станции. Точные измерения расхода газа лежат в основе системы учета и планирования доставок газа. Знание расхода топливного газа, затраченного на компримирование транспортируемого газа агрегатами компрессорного цеха при известной его производительности, позволяет оптимизировать загрузку как отдельных ГПА, так и компрессорной станции в целом.
В нашей стране и за рубежом разработаны и выпускаются различные типы расхо-домеров для газа.
По принципу контактирования с рабочей средой различают контактные и некон-тактные методы измерения производительности газопровода или расхода газа. К первым относят расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами разнообразного типа, расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры, поршневые, поплавковые), турбинные и гидродинамические расходомеры с использованием метода контрольных меток и др.; ко вторым — расходомеры на электромагнитном, ультразву-ковом принципах действия, основанные на резонансе и др. Из-за электрохимических процессов в потоке жидкости, различных помех, непостоянства напряжения питания и т. д. расходомеры на неконтактном принципе действия для чистого газа имеют большую погрешность, чем контактные.
В настоящее время основным методом измерения расхода и количества природного газа на объектах его добычи, траспортировки и переработки является метод переменного перепада давления на сужающих устройствах, в качестве которых используют измери-тельные диафрагмы и сопла.
Метод переменного перепада давления основан на создании и измерении перепада давления на сужающем устройстве (сопле, диафрагме), установленном в измерительном трубопроводе, при протекании потока газа через это устройство. Перепад давления, по которому судят о расходе газа, измеряют с помощью дифференциальных манометров (дифманометров) — жидкостных, мембранных, сильфонных и др. — с механическими отсчетными устройствами или электрическими выходными сигналами.
Перепад давления на сужающем устройстве Ар зависит от расхода газа и пропорционален его квадрату, т. е.
Q=
,
(3.5)
где с — постоянный коэффициент для данного расходомера.
Расчет сужающих устройств производят в соответствии с "Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. РД 50-213-80". Для расчета расхода газа рекомендуется формула
QH=
0,2109αεd2
(3.6)
где ε — поправочный множитель на расширение газа;
α — коэффициент расхода сужающего устройства;
d — диаметр отверстия диафрагмы, мм;
(p1 — р2) — перепад давления на диафрагме, кгс/м2;
p1 — давление газа перед диафрагмой, кгс/см2;
рН — плотность сухого газа при ТН = 293,15 К и рН= 1,0332 кгс/см2;
Т — температура газа перед диафрагмой, К;
Z — коэффициент сжимаемости газа.
Основные виды стандартных сужающих устройств, рекомендованных "Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. РД 50-213-80", а также характер распределения давлений и скоростей потока в них и измери-тельном трубопроводе представлены на рис. 3.36.
При протекании газа через диафрагму вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повыша-ется. В результате этого статическое давление потока после диафрагмы (р2) становится меньше, чем перед нею (p1). Как видно из кривой распределения давлений до и после сужающего устройства (рис. 3.36, б), места отбора давлений, подаваемых на дифманометр, оказывают влияние на значение измеряемого перепада давления. Существуют четыре способа отбора давления: угловой, суженной струи, радиальный и фланцевый (рис. 3.37). Они различаются по расположению отверстий для отбора давления в сечении трубопровода относительно диафрагмы.
В нашей стране распространены два способа отбора давлений — угловой и фланце-вый. При угловом способе отбора давление отбирается непосредственно у диафрагмы с помощью угловых отверстий (рис. 3.37, б) или кольцевых камер (рис. 3.37, в). При флан-цевом отборе (рис. 3.37, е) давления p1 и р2 отбираются через отверстия во фланцах, находящихся на равном расстоянии 11 = 12 = 25 мм или на расстоянии 11 = 12 — (1/2) Dот соответствующей плоскости диафрагмы. В США применяется метод суженной струи (рис. 3.37, г), при котором давление р1 отбирается через отверстия, расположенные в сечении
А —А (рис. 3.37, а), а давление р2 — в сечении Б -Б. При этом давление p1отбирается на расстоянии 11 = (0,5 — 2)D от передней плоскости диафрагмы, а р2 — на расстоянии 12 = (0,2 — 0,8) D от задней плоскости диафрагмы.
Рис. 3.36. Основные виды стандартных сужающих устройств и характер распределения давления на них и скоростей потока в трубопроводе:
а- диафрагма; б – характер распределения давления на диафрагме; в – распределение скоростей потока; г- сопло Вентури
Радиальный способ отбора (рис. 3.37, g) весьма близок к методу суженной струи. В этом случае давление p1 отбирается на расстоянии 11 = D, а давление р2 — на расстоянии 12 = 0,5D от соответствующей плоскости диафрагмы.
Влияние способа отбора давления может быть учтено по формуле
α = α и.у. Кφ' (3.7)
где α — коэффициент расхода сужающего устройства при выбранном способе отбора давления; Кф — коэффициент способа отбора;
α и.у. — исходный расчетный коэффициент расхода для углового способа отбора давления.
Методы расчета и выбора сужающих устройств достаточно полно описаны в специальной литературе и не являются предметом обсуждения в нашем учебном пособии.
В настоящее время практически на всех пунктах учета газа в качестве сужающих устройств используют диафрагмы, установленные между фланцами трубопровода или в специальных камерах. Это объясняется тем, что изготовление и монтаж диафрагм значи-тельно проще, чем других типов сужающих устройств, например сопел, сопел Вентури, труб Долла и др.
Конструкции сужающих устройств приведены на рис. 3.38.
Рис. 3.37. Способы отбора давления от сужающих устройств:
а – кривая распределения давления у диафрагмы; б - е – способы отбора давления; б, в – угловой; г- по методу суженной струи; g – радиальный; е – фланцевый
Конструкции сужающих устройств приведены на рис. 3.38.
На рис. 3.38, а показана конструкция сужающего устройства с диафрагмой 1, уста-новленной непосредственно между фланцами и уплотненной герметизирующими прок-ладками или кольцами 2. Отверстия 4 и 5 служат для отбора давления. Первое по потоку отверстие необходимо для отбора большего давления р1 (плюсового), а за диафрагмой — меньшего р2 (минусового). Давления можно отбирать либо непосредственно у диафрагмы (угловой отбор), либо на расстояниях 25,4 мм от плоскости диафрагмы (фланцевый отбор).
Могут быть использованы и другие способы отбора давления. Для удобства монта-жа и демонтажа диафрагму иногда снабжают ручкой.
При диаметре трубопровода свыше 100 мм смена диафрагм в трубопроводе сопря-жена со значительными трудностями, связанными с необходимостью раздвижения жестко смонтированного трубопровода. Для облегчения этой операции диафрагменные блоки снабжают несколькими распорными болтами 3, устанавливаемыми между стяжными шпильками.
Рис. 3.38. Конструкции сужающих устройств
На рис. 3.38, б показаны два варианта установки диафрагмы 2 с помощью двух дополнительных дисков 4 с кольцевыми камерами для отбора давлений. Один вариант уплотнения плоской диафрагмы плоскими дисками показан в верхней части рисунка, а другой, с уплотнением типа "выступ — впадина", — снизу. Первый вариант более прос-той, однако уплотнение и центрирование относительно оси трубопровода сопряжены с определенными трудностями. Второй вариант с уплотнением типа "выступ —впадина" обеспечивает простое и надежное уплотнение с одновременным центрированием отверс-тия диафрагмы. Отверстия 1 и 3 служат для отбора давлений из кольцевых камер, а болты 6 предназначены для облегчения монтажа и демонтажа диафрагмы. Уплотнение диафраг-мы 2 и дисков 4 обеспечивается герметизирующими прокладками 5.
Рассмотренные диафрагменные узлы широко применяются в трубопроводах диа-метром от 50 до 700 мм. При диаметрах свыше 700 мм и давлениях 3 — 7,5 МПа уста-новка диафрагм усложняется из-за большой жесткости трубопровода. Вместо диафрагмы в блок, показанный на рис. 3.38, б, может быть установлено сопло 2 (рис. 3.38, в) между дисками 1. Сопло Вентури можно устанавливать между фланцами (рис. 3.38, г) или вваривать в разрыв трубопровода (рис. 3.38, д). Установка сопла Вентури 1 между флан-цами (рис. 3.38, г) целесообразна при диаметре трубопровода меньше 700 мм, а при диаметре свыше 700 мм его рекомендуется вваривать в трубопровод (рис. 3.38, g). Большее давление р1 отбирают непосредственно на входе в сопло 1, а меньшее р2 — в цилиндрической части сопла через отверстия 2 (рис. 3.38, г). Для повышения жесткости сварные сопла снабжают ребрами жесткости 3. Меньшее давление р2 в этом случае также отбирают через отверстия 2.
Благодаря высоким гидродинамическим характеристикам, обусловленным плав-ным очертанием профиля, сопло Вентури имеет малые потери давления, не создает усло-вия для скопления перед ним конденсата, имеет малый износ рабочих поверхностей, что обеспечивает его большую долговечность и высокую стабильность метрологических характеристик во времени и позволяет существенно увеличить время между контрольны-ми поверками.
В последнее время ведется поиск сужающих устройств, обладающих преимущест-вами перед общепринятыми конструкциями, прежде всего меньшими потерями давления. За рубежом с этой целью разработан ряд новых сужающих устройств, к которым относят трубы Долла, Хупера и др.
Труба Долла (рис. 3.38, е) представляет собой трубопровод 1 с входным конусом 2 и выходным 4, между которыми расположена кольцевая щель 3, служащая для отбора минусового давления. В трубах Долла отсутствует плавный переход от сужения потока к расширению, поэтому в месте резкого изменения направления потока (в области кольце-вой щели 3) создается значительное разрежение, что увеличивает перепад давления
Δр = р1— р2 при весьма малых невосстанавливаемых потерях давления рп. Трубы Долла выпускает фирма "Кент" (Великобритания). В трубе Долла перепад давления в 2 —2,4 раза больше, чем в трубе Вентури, при одинаковом отношении d/D и равных расходах. Поскольку абсолютные потери давления у них близки, отношение потерь давления к перепаду давления у трубы Долла оказывается в 2 раза меньшим.
В процессе эксплуатации пунктов учета газа вследствие абразивного износа кромок и цилиндрической поверхности отверстия геометрические размеры диафрагмы могут изменяться, что приводит к появлению систематической погрешности измерения расхода и количеств газа. В связи с этим измерительные диафрагмы пунктов учета газа необхо-димо периодически проверять с извлечением их из трубопровода. Однако извлечение диафрагмы из действующего трубопровода, находящегося под избыточным давлением газа, задача непростая.
При установке диафрагмы между фланцами для ее извлечения измерительные трубопроводы должны быть снабжены необходимым числом отсекающих кранов, обеспе-чивающих отключение измерительного участка с диафрагмой от источника давления газа, а также осуществляющих сброс газа из трубопровода. После сброса газа диафрагма извле-кается с помощью разжимных болтов.
Для облегчения монтажа и демонтажа диафрагм ряд таких зарубежных фирм, как "Даниель", "Пеко Робинсон", "Камко" (США), "Лолл Шторм" (Франция), "Ведепсер" (ВНР) и др., выпускает специальные камеры, рассчитанные на установку в трубопроводах диаметром от 50 до 1000 мм с давлением до 7,5 МПа (рис. 3.39). Камеры обеспечивают съем и установку диафрагм как без сброса Давления из измерительного трубопровода, например камеры "Сениор" фирмы "Даниель", так и с предварительным сбросом давления — камеры "Пеко Робинсон".
Рис. 3.39. Камера для смены и ревизии измерительных диафрагм
Камера "Сениор" фирмы "Даниель" (рис. 3.39, а) состоит из корпуса 15, обоймы 14 с диафрагмой 1 и рейкой 3, камеры 8 для вывода обоймы, передвижной крышки 10 с рей-кой 11, шестерни 12 привода крышки, а также шестерен 2 и 4 для перемещения обоймы. Камера 8 сверху закрывается крышкой 5 с помощью опорной пластины 6 и винтов 7. Перепад давления отбирается через отверстия 13, расположенные на расстоянии 25,4 мм от торцов диафрагмы (фланцевый отбор давления).
Полость камеры 8 для сброса газа из камеры сообщается с атмосферой с помощью игольчатого вентиля 9.
Диафрагму меняют следующим образом. Шестерней 12, находящейся в зацеплении с рейкой 11, открывают вход в полость камеры 8 за счет смещения крышки 10. Затем с помощью шестерни 2 и рейки 3 обойму 14 с диафрагмой перемещают вверх до зацепления рейки 3 с шестерней 4 и далее полностью вводят обойму с диафрагмой в полость камеры 8. После этого закрывают крышку 10 и игольчатым вентилем 9 сообщают полость камеры 8 с атмосферой Когда давление в камере 8 уравняется с атмосферным, открывают крышку 5 и с помощью шестерни 4 и рейки 3 извлекают обойму 14. Установку этой обоймы с диафрагмой выполняют в обратном порядке. Привод шестерен 2, 4 и 12 осуществляется с помощью специальных накидных рукояток.
Камера "Пеко Робинсон" представлена на рис. 3.39, б: 1 — измерительная диаф-рагма; 2 — стальной литой корпус; 8 — кассета 3 — поворотный рычаг, на котором укреплена кассета 8 с диафрагмой 1. Корпус 2 снабжен поперечным пазом, в котором в рабочем положении размещается кассета 8 с диафрагмой 1. Рычаг 3 с укрепленной на нем кассетой имеет возможность поворота вокруг оси 9. Для облегчения извлечения диаф-рагмы камера снабжена грузоподъемной талью 6, подвешенной на поворотном кронштейне 7. Крепление и герметизация кассеты 8 с диафрагмой 1 в корпусе 2 обеспечиваются с помощью прижимной планки 4 и болтов 5, ввинчиваемых в резьбовые отверстия корпуса 2. Для извлечения диафрагмы ослабляют болты 5, вынимают прижимную планку 4 и с помощью тали 6 поворачивают рычаг 3 вокруг оси 9, благодаря чему кассета с диаф-рагмой, укрепленные на рычаге 3, выходят из корпуса.
Камеры "Пеко Робинсон" выпускают с условными диаметрами от 50 до 700 мм на давление до 7,5 МПа.
Внешний вид камеры "Сениор" фирмы "Даниель" показан на рис. 3.39, в, а камеры "Юниор" — на рис. 3.39, г.
Применение камер типа "Сениор" без сброса давления из газопровода существенно облегчает монтаж и демонтаж диафрагм и упрощает крановую обвязку пункта учета газа за счет уменьшения числа запорных кранов, необходимых для отключения измеритель-ного участка трубопровода при проведении работ, связанных с монтажом или демонтажем диафрагмы.
Однако камеры типа "Сениор" являются весьма дорогостоящими устройствами, особенно на большие диаметры (700 и 1000 мм), в связи с чем они не находят широкого применения. Более широко применяются камеры "Пеко Робинсон" или "Юниор" фирмы "Даниель" благодаря более простому устройству.
Весьма интересен способ установки диафрагмы в шаровых равнопроходных кра-нах, выпускаемых фирмой "Камко" (США). Эти краны обеспечивают извлечение диафраг-мы через отверстие, закрываемое крышкой, без сброса газа из измерительного трубопро-вода с одновременным его перекрытием (рис. 3.40).
Шаровой кран "Камко" (рис. 3.40, а, б) состоит из корпуса 2, в котором размещает-ся шаровой затвор 9 с установленной в нем измерительной диафрагмой 8, крышки 1 для извлечения диафрагмы, ручки управления краном 3, штуцеров 4 и 6 для отбора давления и уплотнительных колец 5 и 7. Измерительную диафрагму 8 устанавливают в поперечном пазу шарового затвора 9. При открытом кране (рис. 3.40, б) она находится в рабочем поло-жении, а давление отбирают через отверстия штуцеров 4 и 6. При закрытом кране (рис. 3.40, а) шаровой затвор перекрывает трубопровод и отверстия штуцеров и диафрагма 8 легко извлекается из крана при снятии крышки 1, уплотняемой кольцом 7. Внешний вид шарового крана с измерительной диафрагмой приведен на рис. 3.40, в.
Схема подключения дифманометра-расходомера к сужающему устройству с помощью трубных соединительных линий при измерении расхода газа приведена на рис. 3.41: 3 — трубопровод с сужающим устройством 2; 1 — сливные вентили; 5 — трубные соединительные (импульсные) линии с вентилями 4\ 8 — дифманометр с комплектом вентилей 7, 9 и 10.
Соединительные линии 5 прокладывают с наклоном 1:10 для исключения скопле-ния в них жидкости. В конце соединительных линий 5 устанавливают конденсатосбор-ники 11 со сливными вентилями 12. Емкость 13 служит для сбора жидкости при сбросе ее из лесообразно импульсные линии теплоизолировать, а вдоль пучка линий прокладывать взрывобезопасный термокабель, обеспечивающий обогрев импульсных линий при пропускании через него электрического тока.
Вентили 4, 6, 7,9, 10 и 12 служат для подключения дифманометра 8 к измеритель-ному трубопроводу с давлением газа или его отключения от трубопровода. Во избежание подачи в измерительные камеры дифманометра 8 одностороннего давления, что может привести к выходу дифманометра из строя, следует строго соблюдать следующий порядок подключения дифманометра к трубопроводу с давлением газа. При закрытых вентилях 4, 7, 9 и 10, а также сбросных вентилях 6 сначала открывают уравнительный вентиль 9,
Рис. 3.40. Шаровой кран фирмы «Камко» (США) с измерительной диафрагмой
соединяющий обе измерительные камеры дифманометра между собой, а затем последовательно открывают вентили 7,10 и 4. После этого уравнительный вентиль 9 закрывают, вследствие чего на вход дифманометра 8 подается измеряемый перепад давле-ний, Отключение дифманометра производят в обратном порядке. Сначала открывают уравнительный вентиль 9, а затем последовательно закрывают вентили 7, 10 и 4.
Рис. 3.41. Схема подключения дифманометра-расходомера к сужающему
устройству с помощью трубных соединительных линий при измерении
расхода газа
В тех случаях, когда установка внутренних кольцевых камер для отбора давлений затруднена или невозможна, рекомендуется делать кольцевые отборы с помощью наружной трубчатой обвязки, как показано на рис. 3.42. От диафрагмы 7, установленной в трубопроводе 1, с помощью наружных трубок 2 и б отбирают давления p1 и р2 (по четыре трубки на каждое давление). Трубки 2 отбора давлений от диафрагмы герметично связаны между собой парой кольцевых трубок 3 и 5, к которым присоединяют импульсные линии дифманометра. Для слива конденсата из соединительных линий предусматривают конден-сатосборники 8 со сливными вентилями 9. Вентили 4 служат для отключения и подключе-ния импульсных линий дифманометров при ремонтно-восстановительных работах.
Для переключения импульсных линий дифманометров-расходомеров, слива жид-кости из них или продувки импульсных линий применяют игольчатые вентили типа ВИ с условным диаметром 6, 15 и 20 мм, а также шаровые краны типа КШ с внутренним диа-метром 10 или 20 мм. Вентили типа ВИ рассчитаны на рабочее давление до 16 МПа, а шаровые краны типа КШ — на рабочее давление до 7,5 МПа. Наибольший интерес для переключения импульсных линий представляют шаровые краны типа КШ ,обладающие рядом преимуществ по сравнению с широко распространенными игольчатыми вентилями типа ВИ.
Местные сопротивления (колена, угольники, задвижки, краны, гильзы термометров и др.), установленные в измерительных трубопроводах до и после сужающего устройства, искажают структуру потока и приводят к дополнительным погрешностям измерения рас-хода газа или жидкости по методу переменного перепада давления. Поэтому между мест-ным сопротивлением и сужающим устройством должен быть предусмотрен прямой учас-ток измерительного трубопровода необходимой длины. Установка сужающих устройств непосредственно у местных сопротивлений не допускается.
Рис. 3.42. Кольцевой отбор давления от диафрагмы с помощью наружной
трубчатой обвязки
Регулировочные задвижки и краны рекомендуется устанавливать после диафрагмы. При установке их перед диафрагмой необходимо соблюдать расстояние не менее 100D. Рабочая температура измеряется перед диафрагмой. Гильза с датчиком должна входить внутрь трубопровода на глубину примерно 0,5 D а наименьшее расстояние до нее должно составлять не менее 5D.
С целью уменьшения прямых участков после местных сопротивлений устанавли-вают струевыпрямители пластинчатого или трубчатого вида.
Выбор диафрагмы сводится к расчету перепада давлений Δр
и модуля m
=
С увеличением Δр уменьшается модуль т.
При уменьшении модуля повышается точность измерений, расширяется область измерений без поправки на число Рейнольдса, сокращается необходимая длина прямых участков газопровода, снижаются требования к установке диафрагмы. Модуль диафрагмы колеблется от т = 0,05 до т = 0,7, перепад давления следует выбирать таким, чтобы мо-дуль был близок к 0,2. Ш Верхний предел измерений по расходу выбирают по наиболь-шему измеряемому расходу, нижний предел составляет 30 % Нот верхнего. Расширения предела измерения достигают путем установки диафрагмы на нескольких параллельных участках газопровода.
Перепад давления, создаваемый на диафрагме, передается к дифманометру-расхо-домеру посредством импульсных линий с внутренним диаметром не менее 8 мм; для уменьшения запаздывания рекомендуется применять трубки с внутренним диаметром не менее 12 мм. Дифманометр должен располагаться выше сужающего устройства для того, чтобы содержащаяся в виде мелких капель и пара вода не попадала в дифманометр. При установке дифманометра ниже сужающего устройства необходима установка дренажных устройств. Обе соединительные трубки должны находиться в одинаковых температурных условиях и быть изолирова-1ны от воздействия внешних источников тепла или холода. Перепад давления на диафрагме замеряют дифференциальными манометрами-расходоме-рами. Существуют дифманометры трех типов:
жидкостные, колокольные и пружинные.
В основу жидкостных дифманометров положен принцип сообщающихся сосудов, заполненных жидкостью, при этом относительное положение уровней жидкости в сосудах пропорционально перепаду давления.
Колокольные дифманометры основаны на силовом воздействии перепада давления на колокол, плавающий в жидкости: при 1 изменении перепада давления изменяется отно-сительное перемещение колокола.
В пружинных дифманометрах перепад давления воздействует на упругий элемент, деформация которого пропорциональна перепаду давления.
В газовой промышленности чаще всего применяют поплавковые, сильфонные и мембранные манометры. Поплавковый дифманометр типа ДП состоит из двух частей: измерительной системы — поплавкового устройства с использованием принципа дейст-вия обычных U-образных манометров и механизма для передачи перемещения поплавка на измерительный прибор. Давление до диафрагмы подается в плюсовой сосуд, давление после диафрагмы — в сменный минусовой сосуд, который меняется для изменения пределов перепада давления.
Расходомеры типа ДП выпускают на перепады давления 0,04; 0,063; 0,1 и 0,16 МПа. Рабочее давление до 16 МПа, класс точности — 1,5. Их снабжают самопишущими устройствами с приводом диаграммы от часового механизма и устройством для измерения и записи давления. Исправность работы дифманометра проверяют по рабочей точке путем сравнения показаний с контрольным U-образным манометром и по перепаду давлений по всей шкале диафрагмы на отключенном приборе.
Мембранные дифманометры типа ДМ работают в комплексе с автоматическими приборами дифференциально-трансформаторной схемы типа ДС1 или ЭПИД для преобра-зования величины измеряемой разности давления в электрический сигнал с целью переда-чи на вторичный прибор. Принцип действия сильфонного блока дифманометра основан на зависимости между измеряемым перепадом давления и упругой деформацией винтовых цилиндрических пружин, сильфонов и торсионной трубки. Каждому номинальному пере-паду давления соответствует определенный блок пружин. Коррекция по температуре и давлению осуществляется с помощью термосистемы и пружинного манометра.
В случаях пульсирующего потока газа необходимо добиваться уменьшения допол-нительной погрешности при помощи специальных фильтров-успокоителей. Пульсация сглаживается тем сильнее, чем больше объем системы (включая объем фильтра) между источником пульсации и сужающим устройством и чем больше падение давления на этом участке, соответствующее среднему расходу.
