Приборы комплекса "GiperFlo-3ПМ" могут размещаться как на открытом воздухе под навесом (в непосредственной близости от диафрагм), так и в отапливаемых помещениях газоизмерительных пунктов в соответствии с "Правилами измерения расхода газа и жидкостей стандартными сужающими устройствами" РД 50-213-80 и ГОСТ 8.563.1ч3-97.

Один из вариантов размещения комплекса "СуперФлоу-IIЕ" на однониточном трубопроводе, на открытом воздухе, в непосредственной близости от диафрагмы, показан на рисунке 3.4 Комплекс подключается к измерительному трубопроводу 1 с диафрагмой 2 через пятивентильный блок, состоящий из 5-ти шаровых вентилей с условным диаметром 15 мм. Импульсные линии 3 и 16 выполняются из стальных трубопроводов диаметром 14-16 мм.

Пятивентильный блок содержит два отсекающих вентиля - 4 и 12, два уравнительных - 13 и 15 и вентиль для сброса газа в атмосферу - 14, служащий для контроля герметичности уравнительных вентилей. Кроме того в состав вентильного блока входит тройник 5 со штуцером и заглушкой 6, обеспечивающий возможность подключения грузопоршневых манометров для поверки комплекса в рабочих условиях (без демонтажа комплекса с трубопровода). Входы датчиков перепада давления 8 и давления 7 подключены к диафрагме, а выходы - к вычислителю. Датчик температуры 10 устанавливается в трубопроводе и соединяется с вычислителем 9 электрическим кабелем 11. Ввод-вывод данных в вычислитель производится с помощью ручного терминала 17, соединяемого с вычислителем штатным электрическим кабелем. После ввода-вывода данных в вычислитель терминал отключается. Электрические соединения приборов комплекса производятся на заводе-изготовителе.

Рисунок 3.4 - Схема подключения приборов комплекса к измерительному однониточному трубопроводу 1 - измерительный трубопровод; 2 - диафрагма; 3, 16 - импульсные линии; 4, 12 - отсекающие вентили; 5 - штуцер для подключения образцовых манометров; 6 - заглушка; 7 - датчик давления; 8 - датчик перепада давления; 9 - вычислитель расхода газа; 10 - датчик температуры; 11 - кабель для соединения датчика температуры; 13, 15 - уравнительные вентили; 14 - вентиль для сброса газа в атмосферу; 17 - ручной терминал.

Вычислитель с монтажной панелью и датчиками показан на рисунке 3.5 Вычислитель 3 и датчики 1 и 2 крепятся на вертикальной трубе 5 (диаметром 50 мм) с помощью скобы 4 и двух кронштейнов 6. Один из вариантов размещения приборов комплекса и прокладки импульсных линий при его установке в отапливаемых помещениях показан на рисунке 3.6 и на плакате ДП 806-10.1-46-07-00-000Х4.

При таком размещении измерительный трубопровод 1 с диафрагмой 2, отсекающими шаровыми вентилями 3 и 4, датчиком температуры 5 устанавливаются на открытом воздухе, а электронная аппаратура и датчики давления и перепада давления - в отапливаемом помещении.

Рисунок 3.5 - Крепление вычислителя с датчиками на трубе

1 - датчик давления; 2 - датчик перепада давления; 3 - вычислитель; 4 - крепежная скоба; 5 - несущая труба; 6 - кронштейн.

Перепад давления и статическое давление от диафрагмы 2 по стальным импульсным линиям 6 и 7 диаметром 16-20 мм через стенку 8 и пятивентильный блок подводятся к датчику перепада давления 16 и давления 12. В нижней части импульсных линий 6 и 7 установлены два конденсатосборника 10 с дренажными вентилями 11. Монтаж датчиков и уклоны импульсных линий выполнены таким образом, чтобы исключить скопление жидкости (конденсата) в полостях датчиков 12 и 16. Датчики перепада давления 16 и давления 12 подключаются к импульсным линиям через пятивентильный блок. Блок содержит два отсекающих крана 20 и 21, два уравнительных крана 17 и 18, кран для сброса газа в атмосферу 19, а также тройник 22 с заглушкой 23 для возможности подключения образцовых грузопоршневых манометров для калибровки датчиков перепада давления и давления без отсоединения импульсных линий от диафрагмы. Выходные сигналы датчиков давления, перепада давления и температуры по электрическим кабелям подводятся к вычислителю 13.

Рисунок 3.6 - Схема размещения приборов и прокладки импульсных линий комплекса (установка в отапливаемых помещениях)

1 - измерительный трубопровод; 2 - диафрагма; 3, 4 - отсекающие вентили; 5 - датчик температуры; 6, 7 - импульсные линии; 8 - перегораживающая стенка; 9-соединительный кабель "датчик температуры-вычислитель"; 10 - конденсатосборники; 11 - дренажные вентили; 12 - датчик давления; 13 - вычислитель расхода; 14 - соединительный кабель "вычислитель-терминал"; 15 - ручной терминал; 16 - датчик перепада давления; 17, 18 - уравнительные вентили; 19 - вентиль сброса газа; 20, 21 - отсекающие вентили; 22 - штуцер; 23 - заглушка.

Ввод-вывод данных в вычислитель производится с ручного терминала 15, соединяемого с вычислителем штатным кабелем 14. После ввода-вывода данных в вычислитель 13, терминал 15 отсоединяется и передается для использования в других комплексах. Соединение датчика температуры 5 с вычислителем 13 производится электрическим кабелем 9. Кабель 9 и импульсные линии 6 и 7 вводятся в помещение через перегораживающую стенку 8. Один из вариантов схемы размещения приборов комплекса и прокладки импульсных линий для однониточного трубопровода с двумя разно предельными дифманометрами показан на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Схема размещения приборов и комплекса и прокладки импульсных линий: 1 - измерительный трубопровод; 2 - диафрагма; 3 - датчик температуры; 4, 5 - отсекающие вентили; 6,7 - импульсные линии; 8 - кабель для соединения датчика температуры с вычислителем; 9 - перегораживающая стенка; 10 - дренажные вентили; 11 - конденсатосбоники; 12 - заглушка: 13 - датчик давления; 14 - пятивентильный блок; 15 - штуцер со съемной заглушкой; 16 - датчик DPI; 17 - вычислитель; 18 - ручной терминал; 19 - датчик DP2.

Указанная схема аналогична показанной на рисунке 3.6 и отличается введением дополнительного датчика перепада давления 19, подключаемого к импульсным линиям также через пятивентильный блок с тройником 20, закрываемым заглушкой 12. Калибровка датчиков перепада давления и давления производится с помощью образцовых грузопоршневых манометров аналогично описанной выше. Автоматическое переключение датчиков перепада давления с одного предела на другой производится вычислителем 17 по заданным порогам переключения.

Электрические соединения приборов комплекса "GiperFlo-3ПМ", а также маркировка проводов датчиков перепада давления показана на рисунке 3.8, а датчика температуры - на рисунке 3.9.

Рисунок 3.8 - Маркировка проводов датчика перепада давления Rose mount

Рисунок 3.9 - Маркировка проводов и их разводка для датчика температуры

Схема подключения датчиков к вычислителю (для однониточноготрубопровода) показана на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 - Схема подключения датчиков к вычислителю

1 - вычислитель; 2 - датчик перепада давления; 3 - датчик давления; 4 - датчик температуры.

Разводка концов соединительных кабелей, применяемых для подключения вычислителя, показана на рисунке 3.11 (разводка по схеме 3.11д - для невзрывоопасной зоны):

- А - разводка проводов кабеля CHIT-принтер;

- Б - разводка проводов кабеля CHIT - GiperFlo;

- В - разводка проводов кабеля CHIT-компьютер;

- Г - разводка проводов кабеля GiperFlo-3ПМ - РС:

- Д - разводка проводов кабеля GiperFlo-3ПМ - модем;

- Е - разводка проводов кабеля ISCOM-модем.

Рисунок 3.11 - Разводка проводов соединительных кабелей, применяемых для подключения вычислителя

Монтаж узлов микропроцессорного комплекса необходимо производить в строгом соответствии со схемой внешних соединений. По окончании монтажа крышки оболочек и отсеков питания датчиков должны быть опломбированы [7]. Схема подключения датчиков, электропитания и выходных устройств к вычислителю ДП-806-10.1.46-07-04-000Э5, и на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 - Схема подключения датчиков, электропитания и выходных устройств к вычислителю

I - датчики перепада давления, давления и температуры; 2, 3 - батареи питания комплекса; 4 - разъем "LEMO" для подключения CHIT; 5 - колодка для подключения входных и выходных цифровых каналов; 6 - колодка для подключения батарей питания; 7 - колодка для подключения датчиков; 8 - колодка для подключения выходных релейных контактов; 9 - вычислитель; 10 - разъем для подключения к модему.

Цепи и приборы, подсоединяемые к разъему ТВ1и ТВ5 платы вычислителя, ТВ1, ТВ2 платы ПСИ, имеют искробезопасное исполнение с уровнем не ниже "ib", которое свидетельствует о взрывозащищенности печатных плат вычислителя. [7].

3.3.1 Общие требования к установке сужающих устройств

Применяемый метод измерений расхода газа предусматривает протекание контролируемой среды только по трубопроводам круглого сечения. Конструкция и способ монтажа сужающего устройства должны обеспечивать его периодический осмотр. Условия течения потока непосредственно перед сужающим устройством должны соответствовать требованиям. Такие условия могут быть реализованы, если при установке сужающего устройства выполнены требования [24]:

- местные сопротивления (МС), установленные в измерительном трубопроводе, искажают кинематическую структуру потока. Поэтому сужающие устройства устанавливают между двумя прямыми участками трубопроводов постоянного сечения необходимой длины, но содержащими МС и ответвления (независимо от того, подводят или отводят поток через эти ответвления в процессе измерения);

- необходимые минимальные длины прямых участков трубопроводов зависят от вида местного сопротивления, их размещения на измерительном трубопроводе, типа сужающего устройства и относительного диаметра его отверстия;

- допускается применение сварных труб при условии, что внутренний сварной шов параллелен оси трубы. Шов не должен располагаться в секторе с углом 30° поперечного сечения трубы от оси отдельного отверстия для отбора давления;

- наличие выступающей части шва на длине 2 диаметра от места отбора давления на внутренней поверхности трубопровода не допускается;

- значение внутреннего диаметра измерительного трубопровода следует выбирать из диапазонов допустимых значений, приведенных для сужающих устройств каждого типа;

- на внутренней поверхности измерительного трубопровода не должны скапливаться осадки в виде пыли, песка, металлических предметов и другие загрязнения на длине не менее 10 диаметров до сужающего устройства и не менее 4 диаметров за ним;

- в трубопроводах с газовой средой предусматривают дренажные и/или продувочные отверстия для удаления твердых осадков и жидкостей, отличающихся от измеряемой среды. В процессе измерения расхода не допускаются утечки измеряемой среды через эти отверстия;

- диаметр дренажных и продувочных отверстий должен быть не более 0,08 диаметра трубопровода, а расстояние, измеренное по прямой линии от центра одного из этих отверстий до центра отверстия для отбора давления, расположенного с той же стороны сужающего устройства, более 0,5 диаметра трубопровода, кроме того, угол между радиальными плоскостями трубы, проходящими через соответствующие оси дренажных или продувочных отверстий и через ось отверстия для отбора давления, должен быть не менее 30°.

Прямые участки измерительного трубопровода должны иметь термоизоляцию:

- при измерении температуры перед сужающим устройством допускается термоизолировать только участок измерительного трубопровода от места размещения чувствительного элемента термометра до сужающего устройства;

- при измерении температуры за сужающим устройством термоизолируют прямые участки измерительного трубопровода перед и за сужающим устройством. Участок измерительного трубопровода перед сужающим устройством термоизолируют для диафрагм на длине 5 диаметров, участок измерительного трубопровода за сужающим устройством термоизолируют от места размещения чувствительного элемента термометра до сужающего устройства;

- допускается не термоизолировать измерительный трубопровод, если разность температур измеряемой среды перед и за сужающим устройством не превышает 1/3 погрешности измерения температуры;

- устанавливать чувствительный элемент термометра или его гильзу при отсутствии термоизоляции измерительного трубопровода следует на участке между точками определения разности температур.

3.3.2 Общие положения к исполнению и установке сужающих устройств

Конструкция сужающего устройства и способ его крепления обеспечивают возможность периодического осмотра с целью проверки соответствия сужающего устройства требованиям правил ГОСТ8.563.1-97.

Материал сужающего устройства [32], сталь 12Х18Н10Т, коррозионно - и эрозионостойкий по отношению к протекающему потоку и с известным коэффициентом температурного расширения в рабочем диапазоне температур. Неперпендикулярность входного торца сужающего устройства к его оси не превышает 1,0°. Не плоскостность (волнистость) поверхности входного торца сужающего устройства, характеризуемая высотой волн, не превышает 0,005D₂₀.

Смещение оси отверстия сужающего устройства относительно оси трубопровода e_x не превышает 0,0005 D₂₀ / 0,1+2,3m2. Когда значение e_x находится в пределах 0,0005 D₂₀ / 0,1+2,3m2 < e_x ? 0,005 D₂₀ / 0,1+2,3m2, [Л-1] вводят дополнительную погрешность д_ae=0,3, которую арифметически добавляют к погрешности коэффициента расхода.

Действительный диаметр цилиндрической части отверстия сужающего устройства определяют как среднее арифметическое результатов измерений не менее чем в четырех равноотстоящих друг от друга диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений не отличаются от среднего значения более чем на 0,05%.

Рисунок 3.13 - Виды отводов при угловом способе отбора перепада давления для диафрагм

При изготовлении и периодических поверках сужающих устройств предельная относительная погрешность измерения диаметра отверстия не превышает: для диафрагм ±0,02.

Уплотнения изготовлены и установлены таким образом, чтобы они не заходили ни внутрь трубы, ни в отверстия для отбора давления. Толщина уплотнений не должна превышать 0,03 D₂₀.

Перепад давления при угловом способе отбора измеряют через отдельные цилиндрические отверстия или через две кольцевые камеры, каждая из которых соединена с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отверстий, показано на рисунках 3.13а, б. При применении отдельных отверстий наилучшие результаты обеспечивает установка устройства в обойму.

Кольцевая камера выполняется либо непосредственно в "теле" сужающего устройства, либо в каждом из фланцев (между которыми оно зажимается), либо в специальной промежуточной детали - корпусе, показана на рисунках 3.13а - д. При малых давлениях кольцевая камера может быть образована также полостью трубки, согнутой вокруг трубопровода в кольцо или прямоугольник, как показано на рисунке 3.13е.

Обойма, камера и отверстия для измерения перепада давления удовлетворяют следующим требованиям:

- внутренняя кромка отверстия (в трубопроводе, фланце, обойме или камере) без заусенцев;

- закругляют - кромку по радиусу, не превышающему 0,1 диаметра отверстия;

- ось отверстия образовывает с осью сужающего устройства угол 90° для камерных диафрагм.

При применении камер, показанных на рисунок 3.13д число отверстий, соединяющих камеру с полостью трубопровода, не менее четырех. Площадь каждого щелевого отверстия (указано на рисунке 3.13д) не менее 12 мм2.

Размер с (диаметр отдельного отверстия, диаметр отверстия или ширина кольцевой щели, соединяющие камеру с трубопроводом) при m ? 0,45 не превышает 0,03D₂₀, а при m > 0,45 находиться в пределах 0,01D₂₀ ? с ? 0,02D₂₀ Одновременно соблюдаются следующие условия:

- для чистых жидкостей и газов 1 мм ? с ? 12 мм;

- для паров и жидкостей, которые могут испаряться в соединительных линиях: при измерении перепада давления через отдельные отверстия 4 мм ? с ? 12 мм; при измерении перепада давления через камеры 1 мм ? с ? 12 мм.

Площадь диаметрального (продольного) сечения камеры, определенная по одну сторону от оси трубопровода, не менее 1/2 площади кольцевой щели или группы отверстий, соединяющих камеру с внутренней полостью трубопровода. Математически это условие выражается следующим образом: для кольцевой камеры ab ? 1/2 рсD₂₀ (в соответствии с рисунком 3.14); для кольцевой камеры ab ? 1/2 nf (в соответствии с рисунком 3.13д); для кольцевой камеры рd₀2 ? nf (в соответствии с рисунком 3.13е);

Рисунок 3.14 - Основные геометрические размеры стандартных диафрагм, где n - число отверстий; f - площадь одного отверстия; d₀ - внутренний диаметр внешней кольцевой трубки.

На рисунке 3.14 показаны основные геометрические размеры стандартных диафрагм:

- внутренний диаметр корпуса кольцевой камеры или обоймы равен (с допустимым отклонением +1 %) диаметру трубопровода D₂₀;

- толщина h стенки корпуса камеры или длина цилиндрической части отдельного отверстия, отсчитанная от внутренней поверхности трубопровода (фланца, обоймы), не менее 2c.

Перепад давления при фланцевом способе отбора ДР измеряют через отдельные цилиндрические отверстия на следующих расстояниях l₁ от входной плоскости диафрагмы вверх по потоку и l₂ от выходной плоскости диафрагмы вниз по потоку, как показано на рисунках 3.15а, б.

Рисунок 3.15 - Фланцевый способ отбора перепада давления для диафрагм

Перепад давления для диафрагм определяется по формуле 3.1 [51]:

L₁ = l₂ =25.4 ± A мм, (3.1)

где А = 0,5 мм при m > 0,36 и 58 мм < D< 150 мм;

где А = 1 мм при m ? 0,36;

где А = 1 мм при m > 0,36 и 50 мм ? D? 58 мм;

где А = 1 мм при m > 0,36 и 150 мм ? D? 760 мм.

Оси отверстий для отбора давления до и после сужающего устройства находятся в разных меридиональных плоскостях. Расстояние, на котором отбирают давление, измеряют между осью отверстия для отбора давления и плоскостью одной из указанных поверхностей диафрагмы. Диаметры отверстий для отбора давления вверх и вниз по потоку одинаковы.

Сужающие устройства, обоймы и корпусы кольцевых камер изготавливаются из материалов, устойчивых против длительного воздействия измеряемой среды. К каждому сужающему устройству прикреплена табличка, на которой указаны: товарный знак предприятия-изготовителя; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя, марка материала. На сужающем устройстве должны быть нанесены: со стороны входа потока знак "+"; со стороны выхода потока знак "-"; диаметр отверстия сужающего устройства при температуре 20°С в мм; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя. К сужающему устройству прилагается паспорт, в котором указывают действительный диаметр отверстия сужающего устройства d₂₀ в мм; условное давление в кгс/см2; марку материала сужающего устройства; наименование измеряемой среды; обозначение, порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя; сведения, удостоверяющие, что сужающее устройство изготовлено в соответствии с требованиями правил РД 50-213-80 [51] и ГОСТ 8.563.1-97 [1]. Паспорт сужающего устройства на заводах-изготовителях проверяются местными органами метрологической службы Госстандарта.

3.3.3 Требования к исполнению и установке диафрагм

Диафрагма должна изготовляться в соответствии с правилами РД 50-213-80 и ГОСТ 8.563.1-97 (в соответствии с рисунком 3.14). Толщина диска диафрагмы Е, не превышает 0,005D₂₀. Необходимую наименьшую толщину Е диафрагмы определяют расчетным путем по формуле 3.2, исходя из условий механической прочности диска [51]:

, (3.2)

где м₀ - коэффициент Пуассона;

у_в - предел прочности при растяжении, соответствующий рабочей температуре, кгс/см2.

Разность значений Е, измеряемых в любых точках диска диафрагмы, не превышает 0,001D₂₀.

Длина на цилиндрической части отверстия диафрагмы находится в пределах 0,005D₂₀ ? e ?0,02D₂₀. У диафрагмы толщиной более 0,02 D₂₀ цилиндрическое отверстие переходит в коническую выходную часть. Значения е, измеренные в любой точке отверстия, не отличаются друг от друга более чем на 0,001D₂₀. Угол скоса Ш конической части отверстия диафрагмы не менее 30?, но не более 45?С. Кромки отверстия диафрагмы выполнены без зазубрин и заусенцев. Входная кромка отверстия диафрагмы острая. Она считается острой, если радиус её закругления не превышает на 0,0004d₂₀. Можно считать, что это условие выполняется, если кромка не отражает луч света при простом визуальном осмотре. Максимальная шероховатость переднего торца диафрагмы, ограниченного концентричным отверстию кругом диаметром не менее 1,5d₂₀, не превышает 10-4 d₂₀.

3.3.4 Потеря давления в сужающем устройстве

Характер распределения давления потока среды в сечениях трубопровода перед сужающим устройством и за ним показывает, что начальное давление не восстанавливается полностью, т.е. происходит некоторая невозвратная потеря давления.

Потерю давления Р_п определяют как разность статических давлений, измеренных в двух ближайших поперечных сечениях потока перед и за сужающим устройством, в которых не наблюдается влияние сужающего устройства на характер потока. Измеренное значение Р_п зависит от места отбора указанных статических давлений. Потерю давления для диафрагм определяют по разнице давлений между сечениями, удаленными на 3D₂₀ перед сужающим устройством и на 10-D₂₀ за ним. При любом значении относительной площади m потеря давления меньше, чем перепад давления в сужающем устройстве ДС. Потеря давления в сужающем устройстве выражается как часть перепада давления. Зависимость потери давления (в процентах от перепада давления) от типа и относительной площади сужающего устройства приведена на рисунке 3.16.

Потерю давления для диафрагм с угловым и фланцевым способами отбора перепада давления определяют из соотношения 3.3 [51]:

, (3.3)

К основным конструктивным факторам трубопровода, влияющим на погрешности измерения расхода, относятся: отклонение действительного диаметра участков от расчетных значений, овальность трубопроводов, дефекты прямых участков трубопровода, длина прямых участков до и после сужающего устройства [27].

3.3.6 Диаметр прямого участка трубопровода

Значения диаметров d и D, соответствующие рабочей температуре вещества в трубопроводе, определяют по следующим формулам: 3.4 и 3.5 [51]:

, (3.4)

, (3.5)

где в_t (в_t') - средний коэффициент линейного теплового расширения материала сужающего устройства (трубопровода) в интервале от 20°С до t°С1.

Измерительный участок трубопровода прямой и цилиндрический с круглым сечением. Труба считается прямой, если она кажется таковой при простом визуальном наблюдении. Действительный внутренний диаметр участка трубопровода перед сужающим устройством определяют как среднее арифметическое результатов измерений в двух поперечных сечениях: непосредственно у сужающего устройства и на расстоянии 2D ₂₀ от него, причем в каждом из сечений не менее чем в четырех диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений не отличаются от среднего значения более чем на 0,3 %. Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 2D₂₀ за сужающим устройством может отличаться от внутреннего диаметра участка трубопровода перед сужающим устройством не более чем на ± 2%.

Эксплуатирующая организация производит расчет расхода и погрешности измерения расхода по действительному диаметру сужающего устройства. Допускается сопряжение отверстий фланца и трубопровода по конусу, имеющему уклон в сторону сужающего устройства не более 1 ч 10 и плавные скругления на концах. Уплотнительные прокладки между сужающим устройством и фланцами не выступают во внутреннюю полость трубопровода При установке сужающего устройства между насадными фланцами торец трубопровода непосредственно примыкает к сужающему устройству. В трубопроводе допускается отверстие для удаления осадков или конденсата. Диаметр такого отверстия, если оно расположено вблизи сужающего устройства, не превышает 0,08D₂₀. а его расстояние от существующего отверстия для измерения перепада давления не менее 0,5D₂₀. Оси этих отверстий не располагаются в одной плоскости, проходящей через ось трубы.

В случае необходимости в кольцевой камере допускается сливное отверстие при условии перекрытия его во время измерений. Примыкающий к сужающему устройству (или кольцевой камере) участок трубы цилиндрический на расстоянии не менее 2D₂₀.

Выбираем следующие характеристики измерительного участка, которые показаны на плакате ДП-806-10.1-46-07-01-000С2:

1. Местные сопротивления, расположенные на расстоянии 100 D до СУ:

2. Первое (против потока) местное сопротивление - пробковый кран.

3. Второе (против потока) местное сопротивление конфузор.

4. Местное сопротивление после сужающего устройства есть.

5. Расстояние между первым местным сопротивлением и СУ - 25,2 м, диаметр трубопровода между первым и вторым местным сопротивлением - 396,77мм.

6. Расстояние между первым и вторым местным сопротивлениями - 1,8 м.

7. Расстояние между СУ и местным сопротивлением после него 5,9 м.

8. Суммарная погрешность, вводимая в связи с сокращением длин прямых участков трубопроводов - 0 %.

9. Место установки гильзы термометра после сужающего устройства.

10. Диаметр гильзы термометра - 18 мм.

11. Длинна прямого участка от сужающего устройства до места установки гильзы термометра - 3,18 м.

12. Погрешность, вводимая в связи с сокращением прямого участка трубопровода между сужающим устройством и гильзой термометра - 0%.

3.3.7 Овальность трубопроводов прямых участков

Прямой участок трубопровода перед сужающим устройством имеет круглое сечение на длине не менее 2D ₂₀. Результаты отдельных измерений диаметра на этой длине в любых различных плоскостях не отличаются более чем на 0,3 % от среднего диаметра [27].

3.3.8 Дефекты прямых участков трубопроводов

На внутренней поверхности участка трубопровода длиной 2D₂₀ перед сужающим устройством и за ним выполняются без уступов, а также заметных невооруженным глазом наростов и неровностей от заклепок, сварных швов и т.п. Если при наличии уступа h внутри прямого участка трубопровода от состыкованных труб перед сужающим устройством выполняется условие 3.6 [51]:

, (3.6)

то дополнительную погрешность для коэффициента расхода не учитывают.

Если уступ H между двумя участками больше 0,3 %, но соответствует условиям 3.7 и 3,8 [51]:

, (3.7)

, (3.8)

то к погрешности коэффициента расхода арифметически добавляют дополнительную погрешность дб_н = 0,2 (l - расстояние от переднего торца сужающего устройства до уступа).

Если уступ H превышает вышеуказанные пределы, то измерительная линия не отвечает требованиям правил РД 50-213-80 [51] и ГОСТ 8.563.1-97 [1] и бракуется.

Уступ H выходного прямого участка может в три раза превышать уступ на прямом входном участке трубопровода.

Местные сопротивления (колена, угольники, задвижки, вентили и т.д.), установленные на рабочем трубопроводе, искажают кинематическую структуру набегающего на расходомер потока. Поэтому между местным сопротивлением и расходомером расположен прямой участок трубопровода необходимой длины. Установка сужающих устройств непосредственно у местных сопротивлений не допускается.

Длина прямого участка трубопровода есть расстояние между ближайшими торцевыми поверхностями сужающего устройства и местного сопротивления. В таблицах приложения 5 - РД-50-213-80 [51] представлены значения необходимых минимальных длин прямых участков трубопровода после различных местных сопротивлений с учетом соответствующих дополнительных погрешностей дб_L возникающих при сокращении длин прямых участков. Эти погрешности арифметически добавляются к погрешности коэффициента расхода. При длинах прямых участков, превышающих их табличные значения, данная погрешность пренебрежимо мала. При использовании таблиц приложения 5 допустима линейная интерполяция.

Для местных сопротивлений, не приведенных в правилах РД 50-213-80 [51] и ГОСТ 8.563.1-97 [1], необходимо выбирать длину прямого участка не менее 100 D₂₀ или устанавливать струевыпрямитель. Устанавливают струевыпрямитель с целью уменьшения необходимых длин прямых участков трубопровода целесообразна только после местных сопротивлений, создающих вихревой поток (например, группа колен в разных плоскостях). Наиболее эффективным является трубчатый струевыпрямитель, который обладает и наименьшим гидравлическим сопротивлением. Его изготавливают из трубок длиной не менее 2D₂₀, расположенных параллельно друг другу и равномерно по сечению трубопровода. Внутренний диаметр трубок не менее 1/8 D₂₀ при их числе 19 и более.

Струевыпрямитель стоит от ближайшего к сужающему устройству местного сопротивления на расстоянии не менее 20D₂₀. Наименьшая допустимая длина прямого участка трубопровода между струевыпрямителем и сужающим устройством равна 12 D₂₀ при m ? 0,2 и 20 D₂₀ при m > 0,2 [51].

Регулирующую трубопроводную арматуру рекомендуется устанавливать за сужающим устройством. Использовать запорную арматуру в качестве регулирующей не рекомендуется.

Допускается уменьшение расстояния между двумя ближайшими к сужающему устройству местными сопротивлениями за счет соответствующего увеличения длины прямого участка между сужающим устройством и ближайшим к нему местным сопротивлением. Если расстояние между единичными коленами превышает 15D₂₀, то каждое из колен считают одиночным. Если расстояние между коленами меньше 15 D₂₀ то данную группу колен считают как одно местное сопротивление данного типа [27]. Причем внутренний радиус кривизны колен равен или больше диаметра трубопровода.

Если ближайшим к сужающему устройству местным сопротивлением является форкамера (емкость большого диаметра), то при выборе прямого участка расположенные перед ней местные сопротивления не учитываются. Сокращенная длина прямого участка перед сужающим устройством для любого типа сопротивлений, кроме гильзы термометра, не менее 10 D₂₀.

Когда на трубопроводе расположено последовательно несколько сужающих устройств, то расстояние между ними выбирают по приложению 5 [51]. Сокращения указанных длин прямых участков не допускают.

Если перед сужающим устройством последовательно расположено несколько местных сопротивлений, то длина прямого участка определяется лишь двумя последними местными сопротивлениями (за исключением гильзы термометра). Причем расстояние между сужающим устройством и ближайшим к нему сопротивлением, находят по приложению 5 РД-50-213-80, при соответствующей дополнительной погрешности измерения. А необходимую наименьшую длину прямого трубопровода, между двумя ближайшими к сужающему устройству сопротивлениями, выбирают по приложению 5 для наиболее удаленного из двух сопротивлений. Для промежуточных значений m дополнительную погрешность выбирают по ближайшему большему табличному значению m для соответствующей величины L_1/D₂₀.

Выбираем следующие характеристики применяемого трубопровода:

1. Диаметр трубопровода в стандартных условиях - 396,77 мм.

2. Диаметр трубопровода в рабочих условиях - 396,68 мм.

3. Материал трубопровода - Сталь 20.

4. Поправочный коэффициент на расширение материала трубопровода - 0,9997.

5. Абсолютная эквивалентная шероховатость стенок трубопровода 0,22 мм.

6. Поправочный коэффициент на шероховатость трубопровода - 1,0023.

7. Способ определения шероховатости трубопровода визуальным или табличным методом.

3.4 Расчёт сужающего устройства

3.4.1 Выбор сужающего устройства

При выборе сужающего устройства необходимо руководствоваться следующими соображениями [51]: потеря давления (энергетические потери) в сужающих устройствах увеличивается в следующей последовательности: труба Вентури, длинное сопло Вентури, короткое сопло Вентури, сопло, диафрагма; при одних и тех же значениях m и и прочих равных условиях сопло позволяет измерять больший расход, чем диафрагма, и обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с диафрагмой (особенно при малых значениях m); изменение или загрязнение входного профиля сужающего устройства в процессе эксплуатации влияет на коэффициент расхода диафрагмы в большей степени, чем на коэффициент расхода сопла.

Для достижения целей по компоновке автоматизированной системы учета расхода газа для газораспределительной станции Сохрановского ЛПУ для совместной работы с многониточным измерительным комплексом выбираем устройство сужающее быстросменное УСБ.00.000. по ГОСТ 14322-77, показанного на рисунке 2.2

Схема компоновки автоматизированной системы учета расхода газа для газораспределительной станции Сохрановского ЛПУ представлена на плакате ДП-806-10.1-46-07-00-000С2.