Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методика измерений турбинным счетчиком

Все самое важное о турбинных счетчиках горячей и холодной воды

Что это такое?

Турбинный счетчик это устройство, измеряющее расход воды при помощи турбины, лопасти которой вращаются под действием напора воды. По скорости вращения, пропорциональной скорости движения, определяется расход ресурса.

Турбинные водомеры являются разновидностью тахометрических (механических) приборов. Кроме турбины может использоваться крыльчатка.

Принцип работы водомера

Принцип действия турбинного счетчика основан на измерении скорости вращения турбины под действием потока.

1 – турбина, 2 – корпус, 3 – счетное устройство

Вращение передается на шкалу измерительного прибора либо механическим соединением при помощи редуктора, либо с применением магнитных муфт.

1 струевыпрямитель, 2 корпус, 3 турбина, 4 редуктор, 5 счетный механизмВ первом случае вода предварительно проходит через стабилизаторы и выпрямители, затем попадает на турбину. С помощью червячного механизма осуществляется связь со счетным механизмом.

Во втором случае (с магнитными муфтами) на каждую лопасть устанавливают электромагнитные преобразователи. При прохождении лопасти мимо датчика формируется импульс.

Частота импульсов равна количеству прохождений в единицу времени. Индикаторы счетного устройства приводятся в движение с помощью электромагнитных муфт.

1 – корпус, 2 – подшипник, 3 электромагнитный преобразователь

Конструкция

Основа конструкции – турбина с горизонтально ориентированным валом. Лопасти расположены под углом к потоку. Правильно заданный угол обеспечивает вращение с минимальным сопротивлением потоку.

Прибор состоит из следующих частей:

  • корпус водомера;
  • турбина;
  • выпрямитель струи;
  • обтекатель;
  • регулятор;
  • счетное устройство.

Корпус изготавливается из антикоррозийных, антимагнитных материалов. Он размещен внутри измерительной камеры.

Назначение обтекателя и выпрямителя – оптимизировать поток в камере. Регулятор необходим для регулировки водомера на наименьшую погрешность. Турбина вместе с обтекателем и выпрямителем называется измерительной вставкой, или блоком. Вставка вместе со счетным устройством составляет измерительный преобразователь. Счетное устройство изолировано от измерительной камеры водонепроницаемой мембраной, контакта с водой нет. Такие счетчики называют сухоходными.

Модификации

Водомеры классифицируются по нескольким критериям. Различия ведут по области применения, конструкции, другим параметрам.

Турбинные ИПУ различают по диапазону температуры:

  1. ВСТН – для горячей воды. Температура от 5 до 150°C.
  2. ВСГН – для магистралей с горячей водой. Диапазон 5 – 95°C.
  3. ВСХН – для холодной воды. Диапазон 5 – 50°C.

Буква Н в аббревиатуре обозначает наличие турбины. Конструктивно счетчики не отличаются, но для измерений в горячей воде применяются более термостойкие и прочные материалы, в ней примесей больше, чем в холодной.

По методу считывания информации различают четыре вида турбинных счетчиков:

  1. С визуальным считыванием показаний.
  2. С радиовыходом. Предусмотрена передача показаний дистанционно, по радиоканалу.
  3. С цифровым выходом. Применяется цифровой модуль для передачи данных.
  4. С импульсным выходом. Позволяет передавать данные на внешний накопитель.

При использовании импульсного выхода к обозначению типа прибора добавляется буква «д». К примеру, ВСХН – это водяной счетчик холодной воды турбинный, ВСХНд – водяной счетчик холодной воды турбинный с импульсным выходом.

По характеристикам и сфере применения ИПУ с турбиной делятся на следующие виды:

  1. Счетчики VPH. Применяются в ЖКХ, на производстве. Характеризуются надежностью и низкой погрешностью измерений.
  2. Счетчики WI. Используются в системах орошения, в артезианских скважинах, на производстве. Нечувствительны к чистоте воды.
  3. Комбинированные счетчики. Состоят из двух приборов в одном корпусе. Первый, оснащенный крыльчаткой, предназначен для работы в медленном потоке воды. Второй, турбинный, вступает в действие, когда резко возрастает потребление. Переключение происходит автоматически при помощи встроенного клапана.

Применение комбинированных счетчиков ограничено. Трубопроводы с резкими перепадами давления встречаются редко.

Чем различаются турбина и крыльчатка?

По принципу работы различий нет. В обоих случаях измерения происходят с помощью механического элемента, вращающегося вокруг своей оси под действием напора воды. Они различаются конструктивно.

В приборах с крыльчаткой ось вращения лопастей направлена перпендикулярно направлению течения потока. Такая конструкция проста, недорога, компактна, но создает сопротивление потоку. Поэтому пропускной способности не хватает для использования в коммерческих целях.

В турбинном счетчике ось вращения направлена параллельно потоку. Лопасти турбины расположены под углом к этому направлению.

Турбина значительно меньше сопротивляется течению воды, чем и обусловлено ее применение в трубопроводах с большим расходом воды. У таких водосчетчиков выше стоимость, но измерения точнее.

Гарантийный срок службы

В зависимости от условий работы срок службы водомера различается. Средняя длительность эксплуатации определяется по ГОСТ Р 50601-93. Для тахометрического типа приборов составляет 12 лет.

Необходимость замены определяется путем поверки прибора, производимой в регламентные сроки. При необратимом искажении показаний или их отсутствии прибор подлежит замене.

Гарантийный срок устанавливается производителем, он не может быть меньше, чем 1,5 года. Прибор с меньшим гарантийным сроком не соответствует ГОСТу. Срок отсчитывается от даты введения водомера в эксплуатацию, о чем делается запись в паспорте прибора и соответствующем акте.

Плюсы и минусы

Как и любое устройство, турбинные водомеры имеют свои плюсы и минусы.

Достоинства:

  • длительный срок службы;
  • короткий мерный участок;
  • устойчивость к загрязнениям;
  • не требует подключения к электрической сети;
  • нечувствительность к резким перепадам давления;
  • соотношение цены и качества.

Есть и недостатки:

  • по точности измерений турбинные счетчики существенно уступают ультразвуковым водомерам;
  • не приспособлены для работы с трубами малого диаметра.

Технические характеристики

В таблице приводятся общие для всех турбинных измерителей характеристики, заданные нормами ГОСТ Р 50601-93:

погрешность измерений (%)± 2 – 5
при минимальном и максимальном потоке (%)± 5
при номинальном (%)± 2
предельное давление воды (Мпа)1,6
диаметр трубы (мм)40 – 250
длина (мм)200- 450
высота (мм)170 – 400
диаметр фланца (мм)165 – 525
масса (кг)13 – 220
температура окружающего воздуха (оС)5 – 50

У счетчиков горячей и холодной воды имеются различия. Ниже приведены отличающиеся параметры:

Параметрдля холодной водыдля горячей воды
температура воды (°C)5 – 505 – 150
минимальный и максимальный расход воды (м3/ч)0,45 – 1 6000,7 – 1 000
номинальный расход (м3/ч)30 – 110015 – 400

Указанные типы расхода означают следующее:

  1. Минимальный – наименьший расход, при котором измеритель укладывается в заданную погрешность;
  2. Максимальный – предельная величина измеряемого диапазона. Время непрерывной работы в таком режиме ограничено;
  3. Номинальный – расход, при котором прибор может непрерывно работать длительное время.

Приведены параметры, характерные для минимального и максимального диаметра трубопровода. Приборы, не удовлетворяющие данным условиям, считаются не соответствующими ГОСТу.

Правила и критерии выбора

Для того чтобы приобрести счетное устройство, необходимо четко представлять условия эксплуатации, требования к нему.

Главные критерии выбора таковы:

  • технические характеристики счетчика, подходящие для работы в используемой водосистеме;
  • производитель лучше покупать хорошо зарекомендовавшие себя модели известных марок;
  • гарантийный срок;
  • наличие паспорта с указанием срока поверки, сопроводительных документов;
  • соотношение цены и качества.
Читайте так же:
Счетчик лент county evo

Популярные модели

Предложение на рынке турбинных водомеров многообразно. Выбор не ограничен. Наиболее популярные модели среди отечественных и импортных производителей:

НаименованиеТемпература воды, °CДиаметр трубы, ммРасход воды, м3/чЦена, руб.
Бетар СВМТ-505 – 90500,45 – 308 600
Пульсар ДУ- 505 – 40500,46 – 4010 100
Sensus MeiStream 505 – 50500,45 – 4226 000

Указаны ориентировочные цены. Они могут различаться у разных поставщиков, зависят от комплектации.

Бетар СВМТ-50 Пульсар ДУ- 50

Sensus MeiStream 50

Как самостоятельно подключить?

Установка механических приборов своими силами законодательно не запрещена. За качество установки и возможные последствия ошибок в этом случае ответственность несет владелец счетчика.

Необходимо ответственно подойти к установке счетчика, соблюдать последовательность действий:

  1. Определяется место врезки прибора. К нему должен быть свободный доступ, температура и влажность воздуха должны быть в допустимых пределах. Не должно быть повышенных вибраций.
  2. Оценивается состояние трубы. Ветхие участки лучше заменить.
  3. Отключается подача воды.
  4. С помощью болгарки (для металлических труб), либо ножниц для резки пластика (для пластиковых магистралей), удаляется участок трубы необходимой длины.
  5. К концам трубы привариваются фланцы подходящего размера.
  6. Устанавливается счетчик, скрепляются фланцы прибора и трубы.

Перед счетчиком необходимо установить запорный вентиль. Если возникнет необходимость в демонтаже счетчика или устранении протечек, это облегчит отключение воды.

Через водомер кратковременно пропускают воду при максимальном давлении для удаления воздуха в трубе и проверки герметичности.

По завершении работ необходимо проверить правильность установки прибора, опломбировать его и ввести в эксплуатацию. Для этого приглашается представитель водоканала или другой уполномоченной организации.

Правила эксплуатации и обслуживание

Каких-то особых мер по обслуживанию турбинные водомеры не требуют. Необходимо визуально следить за состоянием прибора, герметичностью соединений.

Нельзя допускать эксплуатацию прибора при повышенных вибрациях, неподходящих климатических условиях. Необходимо соблюдать сроки поверки.

Они составляют один раз в 6 лет для холодной воды, раз в 4 года – горячей. Производитель может увеличить срок поверки, о чем должна быть запись в техпаспорте.

Заключение

Турбинные водомеры обладают привлекательным соотношением цены и качества среди приборов для измерения больших расходов.

По точности измерений только ультразвуковые измерители превосходят турбинные, но в чистых трубах. У них значительно выше цена.

В реальных условиях эксплуатации неприхотливость турбинных водомеров и приемлемая цена привлекают к ним повышенное внимание на рынке коммерческих счетчиков.

Тахометрические (крыльчатые, турбинные) счетчики

Тахометрические (крыльчатые, турбинные) счетчики для учета расхода воды применяют не только в быту и сфере ЖКХ. Они достаточно широко используются в промышленности в составе узлов технического и, существенно реже, коммерческого учета потребления энергоносителей. Их главные достоинства – низкая цена и простота обслуживания. Кроме того, механические счетчики для своей работы не требуют электропитания. К недостаткам механических счетчиков можно отнести невысокую точность измерения, малый срок службы даже при нормальных условиях эксплуатации, невозможность отображения мгновенных значений расхода и отсутствие стандартных выходных сигналов. Как правило, большинство счетчиков данного типа либо вообще не имеют никаких выходных сигналов, либо имеют выходной сигнал типа «замкнуто / разомкнуто». Цена или вес импульса, устанавливаются на заводе-изготовителе и не могут быть изменены. В лучшем случае счетчик может иметь два импульсных выхода: один из них является низкочастотным (с большой ценой импульса), другой высокочастотным (с малой ценой импульса). Цена импульса (м3/имп или л/имп ) определяет какой объем вещества должен пройти через счетчик, чтобы он выработал один импульс на своем выходе. Представленные на рынке механические счетчики с радиовыходом, интерфейсом RS485 и т.п. скорее экзотика не нашедшая широкого распространения в промышленности.

Принцип действия расходомера данного типа основан на вращении потоком протекающей по трубе воды пластикового крыльчатого колеса (крыльчатки) счетчика. Крыльчатка неподвижно насажена на немагнитную ось, вращающуюся в паре сапфировых подшипников скольжения. Вращение крыльчатки передается механическому счетному устройство, которое и регистрирует расход воды нарастающим итогом.

Тахометрические счетчики воды бывают одноструйными и многоструйными. Многоструйные счетчики отличаются от одноструйных тем, что поток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки разделяется на несколько струй (потоков). Общий поток жидкости становиться более равномерным и упорядоченным. За счет этого уменьшается погрешность измерения счетчика. Но многоструйные счетчики имеют большие размеры и цену по сравнению с одноструйными.

Счетчик, счетное устройство которого не изолировано от протекающего через него потока воды называется мокрым. Счетчики мокрого типа нельзя использовать для учета воды загрязненной взвешенными механическими частицами, так как это приводит к повреждению счетного механизма. В счетчиках сухого типа счетный механизм отделен от потока воды перегородкой из немагнитного материала. Передача показаний расхода на счетный механизм осуществляется с помощью магнитов. Подобная конструкция делает счетчик сухого типа пригодным для учета загрязненной воды. Счетный механизм счетчика сухого типа можно извлекать из корпуса без остановки и опорожнения трубопровода, на котором он установлен.

Счетчики воды классифицируют по четырем классам точности: А, В, С, D. Самые простые водосчетчики — класса А, самые высокоточные — класса D. Трубы, на которые устанавливаются счетчики, могут иметь одинаковый наружный диаметр, но различные внутренние диаметры из-за разной толщины стенки трубы. Для упрощения расчетов и унификации запорной арматуры было введено понятие условного прохода. Тахометрические счетчики выпускаются с условным проходом (DN, Ду) от 15 до 300.

Не смотря на то, что тахометрические датчики не имеют, в привычном смысле, шкалы измерения, у них все же есть определенные ограничения по минимальному и максимальному расходам. Это связано с тем, что скорость потока через датчик должна быть достаточной, чтобы придать вращение крыльчатке (минимальный предел измерения), но при этом не быть сильно большой, чтобы не вывести крыльчатку из строя (максимальный предел измерения). Если скорость потока в трубопроводе, на который планируют установить счетчик, не соответствует требуемой, то устраивают местное сужение или расширение трубопровода. При местном сужении трубопровода скорость потока через счетчик увеличивается, при местном расширении — уменьшается. Перед тахометрическими счетчиками (по ходу потока) устанавливают сетчатый фильтр чтобы избежать попадания на крыльчатку инородных тел: окалины, ржавчины, тины и т.п. Тахометрические счетчики могут монтироваться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов, при соблюдении заявленных изготовителем условий.

Довольно часто корпус водосчетчика (особенно с малыми DN) окрашивают в красный или синий цвет, что соответствует области применения данного водосчетчика: для измерения расхода горячей или холодной воды соответственно. Назначение счетчика можно определить и по его маркировке. Счетчики типа ВСХ предназначены для измерения расхода холодной воды, ВСГ — горячей.

Читайте так же:
Как обнулить счетчик битрикс

Для измерения малых расходов применяют крыльчатые счетчики. Турбинные счетчики используются для измерения больших расходов. Конструкции крыльчатого и турбинного счетчиков идентичны — отличие лишь в конструктивном исполнении крыльчатки и ее ориентации относительно потока жидкости через счетчик. Если в крыльчатом водосчетчике ось вращения крыльчатки перпендикулярна направлению потока, то в турбинном направление оси вращения крыльчатки совпадает с направлением потока. Для более «мягкого» входа потока на лопатки крыльчатки турбинного водосчетчика перед ней устанавливается обтекатель как в авиационном двигателе. Кроме того, сами лопатки имеют более изогнутую и плавную форму.

Турбинные тахометрические счетчики используются и для измерения расхода природного и технических газов — азота, аргона и т.п. В корпусе такого счетчика могут быть предусмотрены места для крепления датчика температуры и давления. В случае установки этих датчиков появляется возможность привести показания расхода счетчика к нормальным условиям и организовать полноценный узел учета. Нормальными условиями (н.у. или STP ) называют стандартные физические условия окружающей среды, с которыми сопоставляют свойства измеряемого вещества. Атмосферное давление при нормальных условиях принимается равным 760 мм .рт.ст, температура окружающей среды 0°С. В России в газовом хозяйстве для расчета расхода газа используют атмосферные условия по ГОСТ 2939-63: атмосферное давление 760 мм .рт.ст., температура 20°С, влажность 0%. Датчики расхода газа импортного производства довольно часто осуществляют приведение измеренного объема газа к стандартным условиям ( SATP ): давлению 750,06 мм .рт.ст. и температуре 25°С.

Необходимость приведения измеренного значения объемного расхода газа к нормальным условиям обусловлена тем, что объем газа существенно меняется при изменении давления и температуры этого газа. Если не осуществлять коррекцию то может возникнуть парадоксальная ситуация, когда потребитель получит больший объем газа, чем было отпущено ему поставщиком, например, из-за нагрева газа в процессе транспортировки (из холодной Сибири в теплую Францию). Ведь еще из школьного курса физики известно, что объем газа увеличивается при увеличении температуры этого газа. Формулы приведения объема газа в рабочих условиях к нормальным и атмосферным условиям приведены ниже:

V 20°С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 20 °С и 760 мм рт.ст., м³;

V 0°С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 0 °С и 760 мм рт.ст., м³;

Vр — объем газа в рабочих условиях, м³;

Р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт.ст.;

Т — абсолютная температура газа в рабочих условиях, °К.

Пересчет объемов газа, приведенных к 0 °С и 760 мм рт. ст., а также к 20 °С и 760 мм рт.ст., в объемы при рабочих условиях производиться по формулам:

В связи с тем, что жидкости практически не сжимаются и не расширяются, то и их объем не зависит от температуры и давления. Поэтому формулы приведения объема для жидкостей не применяются.

Если величина расхода жидкости меняется в значительных пределах, то для расширения измерительного диапазона тахометрических водосчетчиков применяют комбинированные приборы – объединенные в одном корпусе счетчики на малый и большой расходы. Переключение с одного счетчика на другой происходит автоматически, с помощью специального клапана, срабатывающего при достижении расходом определенного порогового значения. Для определения потребленного объема жидкости необходимо просуммировать показания двух счетных механизмов обоих водосчетчиков.

Дополнительную информацию вы можете найти в разделе «Вопрос-ответ».

Посмотреть другие статьи в том числе про измерение расхода.

ПРИМЕНЕНИЕ ТУРБИННЫХ СЧЕТЧИКОВ ГАЗА В СОСТАВЕ УУГ БОЛЬШОЙ И СРЕДНЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ

Особенности проектирования УУГ большой и средней производительности Выбор типов первичных преобразователей расхода. Коллекторные схемы

К основным требованиям, которые предъявляются к приборам коммерческого учета, относятся: высокая точность измерения в широком диапазоне изменения физических величин; надежность работы в характерном для климатических условий России температурном диапазоне; стабильность показаний в течение межповерочного интервала; автономность работы; архивирование и передача информации; простота обслуживания, включая работы, связанные с поверкой приборов.

Анализ метрологических и эксплуатационных характеристик различных типов РСГ показал, что наиболее приемлемыми для коммерческих измерений объема газа большой и средней производительности являются турбинные, ультразвуковые РСГ и сужающие устройства. В настоящее время наметилась тенденция замены сужающих устройств на ультразвуковые и турбинные счетчики газа. Чаще устанавливают ультразвуковые приборы ввиду их более высокой пропускной способности.

Выбор типоразмера первичного преобразователя расхода производят в соответствии требованиями МИ 3082–2007 «Выбор методов и средств измерений расхода и количества потребляемого природного газа в зависимости от условий эксплуатации на узлах учета. Рекомендации по выбору рабочих эталонов для их поверки». При выборе типоразмера измерительного преобразователя должны выполняться требования:

Qс.в ≥ Qc.max(1)
Qс.н ≥ Qc.min(2)

где Qс.в — максимальный объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, который может быть измерен с помощью выбранного СИ;

Qс.н — минимальный объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, который может быть измерен с помощью выбранного СИ;

Qc.max — максимальный объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, на узле измерений;

Qc.min — минимальный объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, на узле измерений.

Если для выбранного средства измерения объемного расхода отсутствует типоразмер с верхним пределом измерений, превышающим максимальный расхода газа, или применение больших типоразмеров СИ нецелесообразно, выбирают преобразователи расхода одинакового типоразмера, число которых рассчитывают путем округления в большую сторону величины, рассчитанной по формуле:

N = qνmax /0,8qв(3)

Где qνmax — максимальный объемный расход газа при рабочих условиях;

qв — верхний предел измерений преобразователя расхода.

При этом преобразователи расхода могут быть подключены в измерительный трубопровод по коллекторной схеме, приведенной на рис. 1.

Рис. 1. Схемы многониточных систем:
1 — входной коллектор; 2 — выходной коллектор; 3 — преобразователь расхода; 4, 5 — запорная арматура до и после преобразователя расхода; 6 — измерительный трубопровод Преимущества коллекторных схем по сравнению с применением единичных приборов учета

УУГ, выполненный с применением нескольких преобразователей расхода меньшего типоразмера взамен одного большого, имеет существенные преимущества:

А) Повышенные точностные характеристики коллекторных схем измерения по сравнению с применением одного прибора

ГОСТ Р 8.741–2011 предъявляет требования к точности приведения объемов газа к стандартным условиям для узлов средней и большой производительности. Так, для узлов с пропускной способностью от 2·104 до 105 м3/ч погрешность не должна превышать величину ±2%. При этом, как было отмечено в работе Личко А.А., Племенкова С.Ф. «Относительная неопределенность измерений суммарных расходов и объемов газа, приведенных к стандартным условиям, для условий одновременной работы нескольких измерительных трубопроводов» [3], в случае применения нескольких параллельно установленных преобразователей расхода точность измерения объема газа может быть выше точности измерений при применении одного прибора.

Читайте так же:
Программирование счетчика меркурий 236

Это связано с тем, что значения погрешности РС и средств измерений параметров потока и среды являются случайными величинами, т.е. производят различное воздействие на результат измерений по каждой отдельной измерительной линии и потому являются некоррелированными величинами. По этой причине для коллекторных схем измерения значение относительной стандартной неопределенности определения суммарного объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, может быть рассчитано по формуле:

(4)

где n — количество преобразователей расхода;

— составляющая относительной стандартной неопределенности определения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, через i-й измерительный трубопровод, обусловленная коррелированными источниками неопределенности измерений;

— составляющая относительной стандартной неопределенности определения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, через i-й измерительный трубопровод, обусловленная некоррелированными источниками неопределенности измерений.

Данный алгоритм имеет ограничения по применению в следующих случаях:

  1. давление газа в каждом измерительном трубопроводе отличается от среднего давления во всех работающих измерительных трубопроводах более чем на 10% на узлах измерений, на которых применяются средства измерений объемного расхода (объема) при рабочих условиях;
  2. температура в каждом измерительном трубопроводе отличается от средней температуры газа во всех работающих измерительных трубопроводах более чем на 5°С на узлах измерений, на которых применяются средства измерений объемного расхода (объема) при рабочих условиях.

Следовательно, точность приведения газа к стандартным условиям узла учета на базе коллекторной схемы выше точности единичных приборов, входящих в его состав.

Б) Возможность проведения поверки «проливным» методом на стандартных поверочных установках

В настоящее время нормативные документы, действующие на территории РФ, обязуют проводить поверку приборов учета газа при давлении, близком к атмосферному, и в качестве рабочей среды использовать воздух. Наиболее надежным является «проливной» метод поверки, когда поверяемый счетчик устанавливается на поверочную установку и в ходе поверки определяется погрешность измерения объема на определенных значениях расходов.

Однако максимальный расход, обеспечиваемый поверочными установками, представленными в России, не превышает 6500 м3/ч. Поэтому для счетчиков газа с максимальным рабочим расходом более 6500 м3/ч возможно:

  1. проведение поверки имитационным методом (для ультразвуковых счетчиков газа);
  2. проведение поверки на Государственном эталоне расхода, г. Казань;
  3. проведение поверки в европейских метрологических лабораториях;
  4. проведение поверки в соответствии с разработанной методикой, когда точностные характеристики прибора контролируются не во всем диапазоне расходов.

Применение коллекторных схем позволяет применять приборы учета меньшей производительности, прошедшие поверку во всем диапазоне рабочих расходов. При этом их поверка осуществляется на стандартных поверочных установках, либо некоторые приборы могут быть поверены на месте установки, без их транспортировки в поверочные лаборатории. Стоимость данной поверки значительно ниже стоимости поверки на Государственном эталонеу или в европейской лаборатории.

В) Меньшая стоимость приборов учета и меньшие габаритные размеры узла учета

Применение приборов учета меньшего типоразмера в коллекторных схемах позволяет снизить как стоимость используемого оборудования, так и общую стоимость узла учета. Цена приборов учета, элементов измерительных трубопроводов, запорной арматуры, фильтров газа, фасонных элементов увеличивается в разы с увеличением типоразмера элемента.

Применение нескольких приборов учета взамен одного большего типоразмера позволяет существенно сократить также и габариты узла учета, что сказывается на снижении общей стоимости защитных сооружений, затрат на землеотведение, работ по монтажу и в конечном итоге на стоимости готового узла учета.

Технико-экономический анализ узлов учета газа большой и средней производительности на базе коллекторных схем или одного средства измерения

Рассмотрим частный случай подбора средств измерения расхода узла учета газа средней производительности с максимальным расходом 10000 м3/ч при рабочих условиях; рабочая среда — природный газ, избыточное давление 5,5 МПа.

В качестве первичного преобразователя расхода возможно применение:

  1. турбинного счетчика газа SM-RI G6500 Ду500, обеспечивающего измерение максимального расхода Qmax = 10000 м3/ч
  2. нескольких турбинных счетчиков газа TRZ G4000 Ду300 с применением коллекторной схемы.

Принципиальная схема узла учета на базе турбинного счетчика SM-RI G6500 Ду500 представлена на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема узла учета на базе турбинного счетчика газа SM-RI с максимальной пропускной способностью 10 000 м3/ч

Укрупненный состав узла учета следующий: ВН1 — кран трехходовой для манометра, ВН3 — кран шаровый муфтовый, ВН5-ВН6 — задвижка клиновая Ду500, СЧ1 — счетчик газа SM-RI G6500 Ду500, ПУ1-ПУ2 — прямой участок трубопровода Ду500 длиной 3Ду, Ф1-Ф2 — фильтр газа Ду300, МН1 — манометр ДМ 02-100-1-М.

Метрологические характеристики узла учета газа следующие:

  • Максимальный расход: Qmax = 10000 м3/ч
  • Минимальный расход: Qmin = 500 м3/ч
  • Основная погрешность: ±1% в диапазоне расходов 0,2 Qmax . Qmax, ±2% в диапазоне расходов Qmin . 0,2Qmax

Габаритные размеры узла учета газа при реализации указанной принципиальной схемы составят 10×2,5×1,8 м. То есть для размещения узла потребуется площадка под размещение площадью не менее 25 м2 (без учета систем ограждения.

В случае применения коллекторной схемы для построения узла учета газа с максимальной пропускной способностью 1000 м3/ч на базе турбинных счетчиков TRZ G4000 газа потребуется использование нескольких приборов учета, так как не выполняется условие (1). Их общее количество рассчитывается по формуле (3) и для рассматриваемого случая составит:

N = qνmax /0,8qв = 10000 / 0,8·6500 = 1,92 ≈ 2

Принципиальная схема узла учета газа с использованием коллекторной схемы на базе двух турбинных счетчиков TRZ G4000 приведена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема коллекторного узла учета газа на базе двух турбинных счетчиков TRZ G4000 с пропускной способностью 10000 м3/ч

Укрупненный состав узла учета следующий: ВН1-ВН2 — кран трехходовой для манометра, ВН3-ВН4 — кран шаровый муфтовый, ВН5-ВН6 — кран шаровый разборный Ду300, СЧ1-СЧ2 — счетчик газа TRZ G4000 Ду300, ПУ1-ПУ2 — прямой участок трубопровода Ду300 длиной 2Ду, Ф1-Ф2 — фильтр газа Ду300, МН1-МН2 — манометр ДМ 02-100-1-М.

Метрологические характеристики счетчиков газа TRZ G4000 Ду300, входящих в узел учета газа следующие:

  • Максимальный расход: Qmax = 6500 м3/ч;
  • Минимальный расход: Qmin = 80 м3/ч (при работе на абсолютном давлении 5,5 МПа);
  • Погрешность изменения: ±0,9% в диапазоне расходов Qmin . Qmax (для исполнения счетчика 2У).

Следовательно, метрологические характеристики коллекторного узла учета газа таковы:

  • Максимальный расход: Qmax = 10400 м3/ч;
  • Минимальный расход: Qmin = 160 м3/ч;
  • Погрешность измерения: ±0,63 % в диапазоне расходов Qmin . Qmax
Читайте так же:
Как подмотать механический счетчик моточасов

Погрешность измерения для коллекторной схемы EquXX рассчитана по формуле (4) с учетом того, что составляющая относительной стандартной неопределенности определения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, через i-й измерительный трубопровод, обусловленная коррелированными источниками неопределенности измерений EquXX =0, а составляющая относительной стандартной неопределенности определения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, через i-й измерительный трубопровод, обусловленная некоррелированными источниками неопределенности измерений, EquXX:

Габаритные размеры узла учета газа при реализации коллекторной схемы составят 6,7×2,5×1,8м. Это потребует для размещения узла учета площадку площадью не менее 16,75 м2, что на 30% меньше площади участка, требуемого под размещение узла учета аналогичной производительности на базе единичного средства измерения.

Стоимость узла учета на базе коллекторной схемы составит на 35% меньше стоимости узла на базе единичного прибора (без учета стоимости подготовки площадки под размещение, транспортных расходов, монтажных и пусконаладочных работ).

Кроме того, поверка турбинного счетчика SM-RI G6500 Ду500 сопряжена с определенными трудностями. Его поверка может быть выполнена на государственном эталоне расхода в г. Казань либо в европейских испытательных лабораториях, что значительно сказывается как на времени проведения поверки, так и на ее стоимости. В то время как турбинный счетчик TRZ G4000 Ду300 может быть поверен на стандартных поверочных установках либо на месте его эксплуатации с заменой измерительного преобразователя, что значительно дешевле.

Выводы:

Для узлов учета средней и большой производительности более 6500 м3/ч экономически обосновано применение коллекторных схем на базе счетчиков меньших типоразмеров взамен одного прибора. При этом:

  1. Точность коллекторного узла учета газа выше точности при использовании единичного прибора учета в связи с тем, что погрешности средств измерения расхода, входящих в состав узла, являются некоррелированными величинами.
  2. Поверка приборов, применяемых в коллекторных узлах, дешевле поверки единичного прибора высокой производительности.
  3. Стоимость узла учета на базе единичного прибора учета в среднем на 35% выше стоимости коллекторного узла той же производительности.
  4. Габаритные размеры узла учета на базе единичного прибора учета на 30% больше размеров коллекторного узла той же производительности.

ГОСТ Р 8.740-2011: Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков

Терминология ГОСТ Р 8.740-2011: Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков оригинал документа :

3.2.1 вспомогательные устройства: Технические устройства, соединенные со средствами измерений и устройствами обработки результатов измерений, предназначенные для выполнения конкретных функций, непосредственно относящихся к преобразованию, передаче или отображению результатов измерений.

1. К вспомогательным устройствам относятся, например, устройства повторной индикации, устройства печати, памяти, линии связи, адаптеры и межсетевые адаптеры.

2. Вспомогательные устройства могут быть интегрированы или входить в состав основных средств измерений либо средств обработки результатов измерений.

3.3.2 вычислитель: Средство измерительной техники, которое преобразовывает выходные сигналы средств измерений объема и расхода газа, измерительных преобразователей параметров потока и среды и вычисляет объем и расход газа, приведенные к стандартным условиям.

Примечание — Для вычислителя нормируют предел допускаемой погрешности преобразования входных сигналов и погрешность вычислений.

3.1.8 дополнительные средства измерений: Средства измерений, предназначенные для контроля работоспособности средств измерений объема и расхода газа, дополнительных устройств и выполнения требований к условиям измерений.

Примечание — К дополнительным средствам измерений относятся, например, средства измерений перепада давления на фильтрах, счетчике, устройстве подготовки потока.

3.2.3 дополнительные устройства: Оборудование и устройства, предназначенные для подготовки потока и среды и обеспечивающие необходимые условия проведения измерений.

Примечание — К дополнительным устройствам относятся, например, фильтры, устройства подготовки потока, байпасные линии, измерительные трубопроводы, задвижки, регуляторы давления.

3.2.7 защитная сетка (решетка): Плоская или коническая сетка, устанавливаемая временно или постоянно в поток газа перед средством измерений объема и расхода газа для его защиты от инородных тел, которые могут присутствовать в газовом потоке.

3.3.3 измерительно-вычислительный комплекс: Функционально объединенная совокупность средств измерительной техники, которая преобразует выходной сигнал средства измерений объема и расхода газа при рабочих условиях, измеряет все или некоторые необходимые параметры потока и среды и вычисляет объем и расход газа, приведенные к стандартным условиям.

3.5.1 измерительный трубопровод: Участок трубопровода, границы и геометрические параметры которого, а также размещение на нем средств измерений и местных сопротивлений нормируются настоящим стандартом и/или нормативными документами на конкретные средства измерений объема и расхода газа.

3.3.1 корректор: Средство измерительной техники, которое преобразовывает выходные сигналы счетчика газа, измерительных преобразователей температуры и/или давления и вычисляет объем газа, приведенный к стандартным условиям.

Примечание — Для корректора объема газа нормируют пределы допускаемой погрешности преобразования входных сигналов и погрешность вычислений.

3.4.14 коэффициент сжимаемости: Коэффициент, равный отношению фактора сжимаемости при рабочих условиях к значению фактора сжимаемости, рассчитанного при стандартных условиях.

3.7.3 кривая погрешности: Зависимость погрешности измерений от значений измеряемой величины, представленная в виде таблицы или функции.

3.4.11 критический режим течения газа: Режим, при котором скорость газа равна или превышает местную скорость звука в газе.

3.5.2 местное сопротивление: Фитинг, запорная арматура, фильтр и другие элементы измерительного трубопровода, искажающие кинематическую структуру потока газа.

3.4.15 нефтяной товарный газ: Газ, полученный в результате подготовки свободного нефтяного газа до требований топливного газа и для сдачи в газотранспортную систему, или газ, полученный из свободного нефтяного газа в результате его переработки.

3.4.1 объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям: Объемный расход газа, определенный путем пересчета объема газа при рабочих условиях, протекающего через первичный преобразователь в единицу времени, к стандартным условиям.

3.1.7 основные средства измерений: Средства измерений объема и расхода газа, а также средства измерений теплофизических характеристик и физико-химических параметров газа, используемых для корректировки показаний средств измерений объема и расхода газа и приведения объемного расхода и объема газа к стандартным условиям.

Примечание — К основным средствам измерений относятся, например, счетчик газа, средства измерений давления, температуры, плотности и компонентного состава газа.

3.7.9 относительная расширенная неопределенность: Отношение расширенной неопределенности к значению оценки измеряемой величины (результату измерения или среднему арифметическому результатов измерений), выраженное в процентах.

3.7.5 относительная стандартная неопределенность: Отношение стандартной неопределенности к значению оценки измеряемой величины (результату измерения или среднему арифметическому результатов измерений), выраженное в процентах.

3.7.7 относительная суммарная стандартная неопределенность: Отношение суммарной стандартной неопределенности результата измерения к значению оценки измеряемой величины (результату измерения или среднему арифметическому результатов измерений), выраженное в процентах.

Читайте так же:
Счетчиком государственного долга сша

3.4.2 параметры состояния газа: Величины, характеризующие состояние газа.

Примечание — В настоящем стандарте в качестве параметров состояния газа приняты давление и температура газа.

3.4.7 перепад давления: Разность между значениями статического давления газа, измеренного в двух точках потока.

3.4.8 потеря давления газа: Часть статического давления, идущая на преодоление сил гидравлического сопротивления.

3.4.9 рабочие условия: Давление и температура газа, при которых выполняют измерение его расхода и/или объема.

3.1.2 расходомер газа: Техническое средство, предназначенное для измерения, регистрации и отображения (индикации) объемного расхода газа при рабочих условиях.

Примечание — Выходной сигнал (аналоговый и/или частотный) расходомера газа определяется объемным расходом газа при рабочих условиях. Для определения объема газа необходимо произвести интегрирование по времени выходного сигнала.

3.1.3 расходомер-счетчик (счетчик-расходомер) газа: Техническое средство, выполняющее функции счетчика и расходомера.

3.1.4 средство измерений объема и расхода газа: Техническое средство, предназначенное для измерения, регистрации и отображения (индикации) объема или объемного расхода или объема и объемного расхода газа при рабочих условиях.

Примечание — В настоящем стандарте термин «средство измерений объема и расхода газа» использован для обобщения терминов, приведенных в 3.1.1 — 3.1.3.

3.7.4 стандартная неопределенность: Неопределенность результата измерения, выраженная в виде среднего квадратического отклонения (СКО).

[ title=’Государственная система обеспечения единства измерений. Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений» ‘ [3], подраздел 3.1]

3.4.10 стандартные условия: Абсолютное давление газа 0,101325 МПа, температура газа 20 °C (293,15 К).

3.4.6 статическое давление газа: Абсолютное давление движущегося газа, которое может быть измерено посредством подключения средства измерений к отверстию для отбора давления.

3.2.5 струевыпрямитель: Техническое устройство, позволяющее устранить закрутку потока газа.

3.1.1 счетчик газа: Техническое средство, предназначенное для измерения, регистрации и отображения (индикации) объема газа при рабочих условиях, проходящего в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению потока.

3.4.3 теплофизические характеристики газа: Величины, характеризующие теплофизические свойства газа.

Примечание — В настоящем стандарте в качестве теплофизических характеристик газа приняты плотность при рабочих условиях, вязкость, фактор и коэффициент сжимаемости.

3.7.10 уровень точности измерений: Признак, обозначающий уровень качества измерений объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, выражаемый значением относительной расширенной неопределенности результата измерений.

Примечание — Термин введен в целях дифференциации требований данной методики измерений в зависимости от необходимой точности результата измерений.

3.4.5 условно-постоянная величина: Параметр состояния газа, или физико-химический параметр, или теплофизическая характеристика, значение которого (которой) при расчетах объема газа принимают в качестве постоянной величины на определенный период времени (например, час, сутки, месяц и т.д.).

3.2.6 устройство для очистки газа: Техническое устройство, предназначенное для защиты средств измерений, установленных на трубопроводе, от капельной жидкости, смолистых веществ, а также от пыли, песка, металлической окалины, ржавчины и других твердых частиц, содержащихся в потоке газа.

3.2.4 устройство подготовки потока: Техническое устройство, позволяющее устранить закрутку потока и уменьшить деформацию эпюры скоростей потока газа.

3.5.3 уступ: Смещение внутренних поверхностей секций измерительного трубопровода и/или первичного преобразователя расхода и объема газа в месте их соединения, обусловленное смещением их осей и/или различием значений их внутренних диаметров и/или отклонением от круглости их внутренних сечений.

3.4.13 фактор сжимаемости: Отношение фактического (реального) объема произвольной массы газа при конкретном давлении и температуре к объему того же самого газа, находящегося при таких же условиях, рассчитанного так, как если бы он подчинялся закону поведения идеального газа.

3.4.4 физико-химические параметры газа: Величины, характеризующие физико-химические свойства газа, применяемые для расчета теплофизических характеристик газа.

Примечание — В настоящем стандарте в качестве физико-химических параметров газа приняты состав газа и плотность газа при стандартных условиях.

3.4.12 число Рейнольдса: Отношение силы инерции к силе вязкости потока, рассчитываемое по формуле:

(3.1)

где w — скорость потока газа, м/с;

D — внутренний диаметр сечения измерительного трубопровода, м;

ρ, ρc — плотность газа при рабочих и стандартных условиях соответственно, кг/м 3 ;

qm — массовый расход, кг/с;

qc — объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям, м 3 /с;

qv— объемный расход газа при рабочих условиях, м 3 /с;

µ — динамическая вязкость газа, Па · с.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

средство измерений объема и расхода газа — 3.1.4 средство измерений объема и расхода газа: Техническое средство, предназначенное для измерения, регистрации и отображения (индикации) объема или объемного расхода или объема и объемного расхода газа при рабочих условиях. Примечание В… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

объемный расход — 3.34 объемный расход V:Объем газа, потребляемый аппаратом в единицу времени в течение его непрерывной работы. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Средство измерений — 40 Средство измерений Техническое устройство, предназначенное для измерений. Источник: РД 153 34.1 04.504 01: Т … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям — 3.19 объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям: Объемный расход газа, приведенный к условиям по ГОСТ 2939 абсолютное давление 0,101325 МПа, температура 20 оС (далее стандартные условия). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

потеря давления газа — 3.14 потеря давления газа: Часть статического давления, идущая на преодоление сил гидравлического сопротивления. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

основные средства измерений — 3.1.7 основные средства измерений: Средства измерений объема и расхода газа, а также средства измерений теплофизических характеристик и физико химических параметров газа, используемых для корректировки показаний средств измерений объема и расхода … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дополнительные средства измерений — 3.1.8 дополнительные средства измерений: Средства измерений, предназначенные для контроля работоспособности средств измерений объема и расхода газа, дополнительных устройств и выполнения требований к условиям измерений. Примечание К… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

расходомер газа — 3.1.2 расходомер газа: Техническое средство, предназначенное для измерения, регистрации и отображения (индикации) объемного расхода газа при рабочих условиях. Примечание Выходной сигнал (аналоговый и/или частотный) расходомера газа определяется… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

уровень точности измерений — 3.7.10 уровень точности измерений: Признак, обозначающий уровень качества измерений объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, выражаемый значением относительной расширенной неопределенности результата измерений.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector