Lo scopo del lavoro: lo studio dei dispositivi per misurare il flusso di gas, i metodi per misurare il flusso, il concetto di classe di precisione del dispositivo, il confronto delle letture di dispositivi di vario tipo.

Base teorica.

La spesa è quantità fisica, determinato dalla quantità di liquido o gas che passa attraverso un tubo o un canale per unità di tempo. Distinguere il flusso volumetrico Q, quando la quantità di sostanza è misurata in unità di volume, e la massa M 9 quando è misurata in unità di massa.

1. Rotametro.

1.1. Il dispositivo del rotametro è mostrato nella Figura 12.1. Nei tubi di derivazione 1 e 8, collegati tra loro da aste imbullonate 5, con l'ausilio di dadi ciechi 6 e guarnizioni premistoppa, viene rinforzato un tubo conico di vetro 5, sul quale viene applicata direttamente la scala. La lunghezza del tubo è solitamente compresa tra 70 e 600 mm e il diametro è compreso tra 1,5 e 100 mm. A limitare la corsa del galleggiante 4 sono i fermi superiore 2 e inferiore 7.

Limiti di applicazione dei rotametri convenzionali con tubo di vetro pressione 0,5-0,6 MPa, temperatura 100-150°C.

Vantaggi dei rotametri: semplicità di dispositivo e funzionamento; visibilità delle indicazioni; affidabilità nel lavoro; facilità d'uso per misurare basse portate di vari liquidi e gas (in particolare, aggressivi), nonché mezzi non newtoniani; campo di misura significativo e scala abbastanza uniforme.

Svantaggi: fragilità e inidoneità a misurare il flusso di sostanze con pressione significativa; connessione del dispositivo con il luogo di misurazione; indicando solo la natura del dispositivo (mancata registrazione e teletrasmissione delle letture); inadatto per misurare portate elevate.

1.2. Galleggianti e tubi di rotametri.

Gli elementi principali del rotametro - un tubo conico e un galleggiante - formano la sua parte di flusso. La forma del galleggiante può essere molto varia. La sua forma classica è mostrata nella Figura 12.2, a. Il galleggiante ha una parte inferiore conica (a volte con un naso leggermente arrotondato), una parte centrale cilindrica e una sommità a disco. Uno svantaggio significativo della forma considerata del galleggiante è la forte dipendenza della caratteristica di calibrazione dalla viscosità della sostanza misurata. Per ridurre questa dipendenza, è utile ridurre l'altezza della parte del disco superiore del galleggiante e il diametro della sua parte cilindrica in modo che non sia superiore a 0,6-0,7 del diametro del disco superiore (Figura 12.2, b) . In misura minore, l'influenza della viscosità influisce sulla forma della bobina del galleggiante, mostrata nella Figura 12.2, c, che ora è l'applicazione principale. L'effetto della viscosità viene eliminato ancora più fortemente con i galleggianti a disco ea forma di piastra, quando l'attrito principale del flusso si verifica su una superficie laterale molto piccola del disco. Ma il peso di tali galleggianti è molto ridotto ed è necessario o aumentare la lunghezza del corpo cilindrico del galleggiante su uno o entrambi i lati del disco, oppure appendere un carico aggiuntivo all'asta. Inoltre, tali galleggianti sono instabili e, per evitare distorsioni e attriti contro la parete del tubo, devono essere provvisti di guide. Questi ultimi possono essere di tre tipi: guide associate al galleggiante e

muoversi con esso (Figura 12.2, d); aste centrali fisse passanti attraverso i fori assiali dei galleggianti (Figura 12.2, e); anelli guida (due o uno), solitamente fissati nella parte superiore o inferiore dei galleggianti (Figura 12.2, f, g). Ma per tali anelli è richiesto l'uso di tubi conici con nervature o bordi guida. Ma hanno due ulteriori vantaggi: la fornitura di turbolenza del flusso, che aiuta a ridurre l'effetto della viscosità, e la capacità di misurare il flusso di liquidi opachi (a causa del piccolo spazio tra le nervature di guida e gli anelli).

I galleggianti sono realizzati in vari materiali: acciaio inossidabile, titanio, leghe di alluminio, fluoroplast-4 e varie plastiche (a seconda del campo di misura e dell'aggressività della sostanza misurata). Se necessario, per ridurre la massa del galleggiante, viene reso cavo.

Si noti che il rapporto tra la densità del materiale del galleggiante ρ k e la sostanza misurata p dipende dall'errore che si verifica quando la densità cambia, che è causata da un cambiamento di temperatura o pressione

Sostanze. L'errore più piccolo sarà a.

In questo caso, quando si cambia ρ di ±10% in più

l'errore sarà solo di ±0,4%. Tale rapporto non è difficile da garantire quando si misura la portata di un liquido.

Il secondo elemento principale del rotametro è un tubo conico di misurazione (con una conicità di 0,001-0,01). È realizzato in vetro borosilicato chimicamente resistente o resistente al calore. La sensibilità dello strumento aumenta al diminuire dell'angolo di rastremazione del tubo.

1.3. Equazione di equilibrio del galleggiante.

Nel rotametro si possono distinguere tre sezioni (Figura 12.3): la sezione in cui inizia a manifestarsi l'effetto perturbante del galleggiante sul flusso; stretta sezione di flusso anulare, dove c'è una velocità massima; il tratto in cui termina l'effetto perturbante del galleggiante sul flusso.

Nazionale: SG-16M, SG-75M, TRSG, DROT;

Importato: LG-K-Ex, TZ/FLUXI, TRZ, SM-RI-X.

Contatori gas rotativi:

Prodotto in Russia su licenza: RVG, ROOTS,

Importato: RG-40, RG-100, RG-250, RG-400, RG-650, RG-1000, RL-2.5, RL-4.0, RL-6.0, RL-20, G - 2.5 RL, G -4 RL, G -6 RL, G -10 RL, DELTA, GMS, IMB (tutti e tre ultimi di fila: G -10, G -16, G -25, G -40, G - 65, G -100, G -160, G 250), alcuni tipi hanno G -400; G-650 e G-1000

Flussometri-contatori Vortex:

Nazionale: VRSG-1. SVG.M, VIR-100;

Importato: VORFLO , PhD TM , V-Bar TM

Misuratori di portata per gas ad ultrasuoni:

Nazionale: Oboe-1, GAZ-001, Dnepr-7, UBSG-001, UBSG-002.

Importato: Q - sonik, DANIEL, ("Kurs-01" G -16-1000)

Contatori gas a membrana:

Nazionale: SGB G -2.5 ... 4 ... 6, G 4 L, SGK-1.6; 2,5; 4.0;

Prodotto in Russia su licenza: NPM G -1.6; 2,5; 4.0; VK-SOL -1,6; 2,5; 4.0;

Importato: SHD-1.6 SHD-2.5 (invece di SGM-1.6; 2.5); SGMN-1 G -6; NP -1.6…2.5…4, MKM G -6; G-2.5, G-4, KG-4, VK-G -1.6, 2.5, 4.0, 6.0, 10.0, 16.0, 25.0, 40.0, SN G -1.6, 2.5, 4.0, 6.0, "Magnol"; SN G -10..100; “Metrix” Sol -10, “Gallus -2000” Sol -1.6, Sol -2.5, Sol -4,

Flussometri a getto-contatori di gas

Nazionale: SG-1, SG-2;

Contatori di gas ad impulso di levitazione

Nazionale: LIS-1.

Contatori fusti:

Nazionale: GSB-400, RG-7000

Importato: Ritter TG -01, TG -05, TG -1, TG -3, TG -5, TG -10, TG -20, TG -25, TG -50

Flussometri a pressione differenziale costante (rotametri):

Nazionale: RMA-01, RM-02, 04, 06, RMF-02, 04, 06, DPS

Importati: VA -20, VA -30, SA -20, FA -20, DK -46, 47, 48, K -20, VA -10/1, VA -10/ S , H -250/ PTFE , H - 250/M9, H-54, DK-32, DK-34, DK-370;

10A1197/98, 10A6100, 10A5400, 10A3220/50.

Flussometri a pressione differenziale variabile (dispositivi di strozzatura):

Domestico: Superflow, Hyperflow, 3095 MV

Importato:

I principi di funzionamento dei misuratori di portata sono i seguenti:

Contatori gas a turbina.

Sono realizzati sotto forma di un tubo in cui si trova una turbina a vite, di regola, con una leggera sovrapposizione delle pale l'una dall'altra. Nella parte di flusso dell'alloggiamento sono presenti carenature che coprono gran parte della sezione della tubazione, che fornisce un ulteriore allineamento del diagramma della velocità del flusso e un aumento della velocità del flusso del gas. Inoltre, si forma un regime di flusso di gas turbolento, grazie al quale garantisce la linearità delle caratteristiche del contatore del gas in un ampio intervallo. L'altezza della girante di solito non supera il 25-30% del raggio. All'ingresso del contatore in una serie di modelli è previsto un raddrizzatore di flusso aggiuntivo, realizzato sotto forma di lame diritte o sotto forma di un disco "spesso" con fori di diverso diametro. L'installazione di una griglia all'ingresso di un misuratore a turbina, di norma, non viene utilizzata, poiché il suo intasamento riduce l'area della sezione di flusso della tubazione, rispettivamente, aumenta la portata, che porta ad un aumento di le letture del contatore. La conversione della velocità di rotazione nelle giranti in valori volumetrici della quantità di gas transitata viene effettuata trasferendo la rotazione della girante tramite frizione magnetica al meccanismo di conteggio, nel quale, selezionando coppie di ingranaggi (in fase di taratura ), collegamento lineare tra la velocità di rotazione della turbina e la quantità di gas passato. Un altro metodo per ottenere il risultato della quantità di gas passato, in funzione della velocità di rotazione della turbina, consiste nell'utilizzare un trasduttore ad induzione magnetica per indicare la velocità. Le pale della turbina, passando vicino al convertitore, eccitano in esso un segnale elettrico, pertanto la velocità di rotazione della turbina e la frequenza del segnale proveniente dal convertitore sono proporzionali. Con questo metodo, la conversione del segnale viene effettuata nell'unità elettronica, così come il calcolo del volume del gas passato. Per garantire la protezione antideflagrante del misuratore, l'alimentazione deve essere realizzata con protezione antideflagrante. Tuttavia, l'uso di un'unità elettronica semplifica il problema dell'ampliamento del campo di misurazione del contatore (per un contatore con meccanismo di conteggio meccanico 1:20 o 1:30), poiché la non linearità della caratteristica del contatore, che si manifesta a basse portate, viene facilmente eliminato utilizzando un'approssimazione lineare a tratti della caratteristica (fino a 1:50 ), che non può essere eseguita in un contatore con una testa di conteggio meccanica. Per la misurazione della portata, i contatori di gas a turbina SG-16M e SG-75M sono a prova di esplosione uscita impulsiva(gerkon) "contatti puliti del relè" con una frequenza di 1 imp./1kub.m. e uscita a impulsi non antideflagrante (optoaccoppiatore) con una frequenza di impulso di 560 imp/m3.

Contatore gas rotativo.

Il principio di funzionamento del misuratore consiste nel far rotolare due rotori di una forma appositamente profilata (simile al numero "otto") l'uno sull'altro sotto l'influenza di un flusso di gas. Il sincronismo della marcia dei rotori è assicurato da appositi ingranaggi collegati al rotore corrispondente e tra loro. Per garantire l'accuratezza della misurazione, il profilo dei rotori e la superficie interna del corpo del misuratore devono essere realizzati con elevata precisione, che si ottiene utilizzando speciali metodi tecnologici per la lavorazione di queste superfici. È necessario evidenziare diversi vantaggi di questi tipi di misuratori rispetto a quelli a turbina. Ampia gamma di portate misurate (fino a 1:160) e basso errore durante la misurazione di portate variabili. La seconda proprietà li rende indispensabili per misurare il flusso di gas delle caldaie "a tetto" consumanti funzionanti in modalità pulsata. Qualsiasi direzione del gas attraverso il contatore, nessun requisito per tratti rettilinei prima e dopo il contatore. I contatori rotanti RVG (così come "DELTA" e "ROOTS") possono essere equipaggiati, ad eccezione del normale sensore a bassa frequenza (interruttore reed) con una frequenza di risposta di 10 imp/m3, E-300 a media frequenza con una risposta frequenza fino a 200 imp/m3 ., e alta frequenza fino a 14025 imp./mc.

Misuratori di portata a vortice.

Il principio di funzionamento si basa sull'effetto del verificarsi di vortici periodici quando un flusso di gas scorre attorno a un corpo tozzo. La frequenza di distacco è proporzionale alla velocità del flusso e quindi alla portata volumetrica. I vortici possono essere indicati da un anemometro a filo caldo (VRSG-1) o da ultrasuoni (VIR-100, SVG.M). In base al campo di misura, i contatori occupano un valore intermedio tra turbina e rotativo fino a 1:50. A causa del fatto che non ci sono parti mobili in questo tipo di contatori, non è necessario un sistema di lubrificazione richiesto per i contatori a turbina e rotativi. Diventa possibile utilizzare questo tipo di contatori per misurare la quantità di ossigeno, che è assolutamente impossibile misurare con contatori a turbina e rotativi a causa della combustione dell'olio in un ambiente di ossigeno. Inoltre, il limite superiore della misurazione del flusso per questo tipo di dispositivo è superiore a quello per quelli a turbina, ad esempio per DN = 200 mm. i contatori a turbina vengono utilizzati fino a 2500 m 3 / ora e VRSG-1 fino a 5000 m 3 / ora.

Misuratori di portata gas ad ultrasuoni.

Il principio di funzionamento consiste nel dirigere il raggio ultrasonico nella direzione del flusso e contro il flusso e determinare la differenza nel tempo di percorrenza di questi due raggi. La differenza di tempo è proporzionale alla portata del gas. Fino al 2002, i misuratori di portata a ultrasuoni per gas non venivano prodotti in Russia. Attualmente, i misuratori di portata ad ultrasuoni "Oboe-1" sono prodotti per portate di 10, 16, 25, 40, 65, 100 m 3 / h, per tubazioni da 25 a 80 mm., per pressioni assolute fino a 2 kgf / cm 2 , UBSG-001 per portate da 0,1 a 16 m 3 / h, UBSG-002 per portate da 0,16 a 25 m 3 / h Du = 1,1/4 2, (32 mm) e "GAZ-001" per tubazioni di diametro maggiore (più di 100 mm.) e per pressioni fino a 60 kgf / cm 2, ma il produttore non ha pubblicato una gamma completa di dimensioni. Misuratore di portata ad ultrasuoni "Dnepr-7" con emettitori-ricevitori di sensori sopraelevati. Il principio di funzionamento del flussometro-contatore si basa sulla conversione della differenza di frequenza Doppler dei riflessi degli ultrasuoni dalle disomogeneità di flusso in movimento, che è linearmente dipendente dalla velocità del flusso.

Contatori gas a membrana.

Il principio di funzionamento del misuratore si basa sul movimento delle partizioni mobili (membrane) delle camere quando il gas entra nel misuratore. L'ingresso e l'uscita del gas, di cui si vuole misurare la portata, provoca un movimento variabile delle membrane e, attraverso un sistema di leve e un riduttore, aziona il meccanismo di conteggio. I misuratori a membrana hanno un ampio campo di misura fino a 1:100, ma sono progettati per funzionare a bassa pressione del gas, di solito non superiore a 0,5 kgf / cm 2. I misuratori a membrana sono progettati principalmente per misurare il flusso di gas nelle case e nei cottage. Se i contatori del gas a turbina e rotativi sono accompagnati da rumore associato alla rotazione di elementi in movimento, i contatori a membrana funzionano silenziosamente. Non richiedono lubrificazione durante il funzionamento, mentre i contatori a turbina devono essere lubrificati trimestralmente. Tuttavia, a portate elevate superiori a 25 m 3 / h, le dimensioni dei contatori diventano piuttosto grandi.

Contatori del gas a getto.

Misuratore di gas a levitazione.

Contatori del gas a tamburo.

Il principio di funzionamento è che, sotto l'influenza di una caduta di pressione del gas, viene ruotato un tamburo, diviso in più camere, il cui volume di misurazione è limitato dal livello del liquido barriera. Mentre il tamburo ruota, diverse camere vengono periodicamente riempite e svuotate di gas. Tamburi precedentemente prodotti contatori del gas GSB-160 ai limiti di misurazione di 0,08-0,24 m 3 / h. GSB-400 ai limiti di 0,2-6 m 3 / h. - attualmente non disponibile. Errore di misurazione di base 1,0%. I contatori di tamburi Ritter importati in Russia non sono certificati per tutte le dimensioni standard prodotte dall'azienda, di norma vengono utilizzati come mezzi esemplari. L'errore di misurazione principale è dello 0,2%. Campi di misura di tutte e sette le grandezze standard da 1 l/h a 18000 l/h.

Flussometri a pressione differenziale costante (rotametri)

Il principio di funzionamento dei misuratori di portata di questo tipo si basa sul fatto che il galleggiante galleggiante (sospeso) nel flusso cambia la sua posizione verticale in funzione della portata del gas. Per garantire la linearità di tale movimento, l'area di flusso del sensore di flusso viene modificata in modo tale che la caduta di pressione rimanga costante. Ciò si ottiene dal fatto che il tubo in cui si muove il galleggiante viene reso conico con l'espansione del cono verso l'alto (rotametri del tipo RM) oppure il tubo viene realizzato con un'asola e il pistone (fuso), sollevandosi, si apre un'area di flusso più ampia per il flusso (DPS-7.5, DPS-10). I rotametri sono prodotti principalmente per scopi tecnologici, di norma hanno un grande errore di base del 2,5-4%, un piccolo intervallo di misurazione da 1:5 a 1:10. Vengono prodotti rotametri a vetri conici (RM, RMF, RSB), pneumatici (RP, RPF, RPO) ed elettrici (RE, REV) con uscita induttiva.

Misuratori di perdite di carico variabili (basati su dispositivi di restringimento).

Hyperflow-3MP

L'uso di dispositivi di restringimento per misurare il flusso e la quantità di gas è stato il più utilizzato fino a tempi recenti. Tuttavia, un piccolo intervallo di misurazione del flusso (1:3) con un errore di ±1,5% accettabile per la misurazione del gas commerciale, nonché lo sviluppo di contatori del gas a turbina e rotativi, hanno in qualche modo indebolito la posizione dei misuratori di portata basati su dispositivi di restringimento. Nell'ultimo decennio, grazie allo sviluppo di nuovi sensori di pressione con ampi intervalli di misurazione e allo sviluppo della tecnologia a microprocessore, sono apparsi e vengono implementati con successo diversi complessi basati su dispositivi di restringimento, come Hyperflow-3MP, Superflow-2, flussometro di massa modello 3095 MV. Per tubazioni di grande diametro, oltre 300-400 mm. questo metodo di misurazione è abbastanza competitivo.

Superflusso -2

In tutti i flussometri di cui sopra vengono misurate la pressione e la temperatura del gas, la caduta di pressione attraverso il dispositivo di restringimento (solitamente standardizzato: diaframmi, ugelli, tubi Venturi, ma vengono utilizzati anche strumenti di misura non standard) e le portate volumetriche e massiche di gas e la quantità di gas passato dal ridotto alle condizioni normali. In presenza di alimentazione di rete il misuratore di portata può avere un segnale in corrente, con alimentazione autonoma, il segnale viene trasmesso tramite l'interfaccia RS-232 o RS-485.

Di norma vengono prodotti contatori del gas, ad es. dispositivi che misurano la quantità di gas passato in base alla competenza. I costi istantanei non vengono visualizzati. Le eccezioni sono LG-k-Ex, TRSG, DROT, VSRG-1, SVG.M, GAZ-001, in cui viene misurata la portata e la quantità di gas passata è determinata dall'integrazione del tempo.

A pressione:

i contatori gas a membrana sono prodotti per piccole sovrapressioni fino a 0,5 kgf/cmq.

Rotary e turbina (SG-16M) fino a 16 kgf/cmq. e SG-75M fino a 75 kgf/cmq. Turbina LG-to-Ex fino a 25 kgf/cmq. GAZ-001 fino a 60 kgf/cmq, "Oboe-1" fino a 2 kgf/cmq. WG fino a 1 kgf/cmq.

Applicabilità per vari gas

Gas con densità superiore a 0,67 kg/m3, inclusi aria, azoto e altri gas non corrosivi.

I misuratori di ossigeno a turbina e rotativi non sono applicabili.

I dispositivi a ultrasuoni, a membrana e a vortice non hanno restrizioni fondamentali per il funzionamento per tipo di gas, ma si deve tenere conto del fatto che, di norma, l'uso per ossigeno e idrogeno richiede una certificazione separata, che i contatori, di regola, non hanno.

Tutti i contatori sono calibrati in aria.

Gli stand metrologici del gas per altri gas possono essere creati solo in imprese specializzate (chiuse). Non ci sono tali stand in Russia.

Diametri della tubazione:

Membrana: 1/2 2, 3/4 2, 1 2, 1.1/4 2, 1.1/2 2, 2 2, 3 2, 4 2, 5 2.

Rotativo: RVG Du=50, 80, 100 mm.

ROOT ROOT e DELTA: DN=40, 50, 80, 100, 150 mm.

Turbina: SG-16M Du=50, 80, 100, 150, 200 mm.

Turbina: LG-K-Ex Du=80, 100, 150, 200 mm.

Turbina: TZ / FLUXI, DN=50, 80, 100, 150, 200, 250, 300 mm.

Turbina: TRZ DN=50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600 mm.

Vortice: VRSG-1 Du=50, 80, 100, 125, 150, 200 mm.

Vortice: SVG.M Du=50, 80, 100, 150, 200 mm.

Getto d'inchiostro: SG-1, SG-2 Du= 1/2 2 , 3/4 2 ,

Levitazione: LIS-1 Du = 1/2 2

Rotametri RM - Du=3, 6, 15, 40 mm; RP - Du=15, 20, 40, 70, 100 mm;

RE - DN=6, 10, 15, 25, 40, 70, 100 mm.

Flussometri a pressione variabile Orifizi standard da 50 mm, fuori standard da 12,5 mm, limiti superiori illimitati.

Contatori gas ad ultrasuoni: Oboe - Du=25, 40, 65, 80 mm., UBSG - Du=1.1/4 2 . GAZ-001 - Du=100, 125, 150 a 600 mm.

introduzione

La contabilità e il controllo dell'uso delle risorse energetiche è un potente incentivo per salvarle e il compito più importante in questo settore è garantire l'accuratezza dei risultati delle misurazioni. Analizziamo metodi esistenti misurazioni dei volumi di gas e formulare criteri per aiutare a selezionare il dispositivo ottimale per una situazione particolare. Consideriamo le possibilità di utilizzare misuratori di portata sviluppati sulla base di questi metodi per la contabilità commerciale del gas.

1. Gas ridotti a condizioni standard

Il gas naturale è attualmente il combustibile principale. Si consuma in miliardi di metri cubi. Sia la più grande centrale termica, che consuma migliaia di metri cubi all'ora, sia il proprietario di una casa privata, che brucia meno di un metro cubo al giorno, devono pagare questo gas. Il prezzo del gas è fissato per mille metri cubi standard. Cosa sono i metri cubi standard? Solidi e liquidi cambiano il loro volume molto poco con l'aumentare della pressione. Anche un cambiamento di temperatura all'interno del suo stato di aggregazione non provoca un cambiamento significativo di volume né nei liquidi né nei liquidi. solidi. La situazione è diversa con i gas. A temperatura costante, un aumento della pressione di un'atmosfera porta a una diminuzione del volume del gas della metà, di due - di tre, di tre - di quattro e così via. Un aumento della temperatura a pressione costante porta ad un aumento del volume del gas e la sua diminuzione a una diminuzione. Storicamente il gas naturale viene venduto e fatturato in metri cubi. Ciò è dovuto al fatto che i contatori volumetrici sono apparsi prima. Come sapete, i primi erano misuratori che utilizzavano il principio della caduta di pressione variabile (dispositivi di costrizione). Anche i successivi contatori a turbina sono volumetrici. Più precisamente, misurano la portata, ma poiché la misurazione viene effettuata in una certa sezione calcolabile, questi metodi possono essere considerati volumetrici. Pertanto, la stragrande maggioranza dei contatori (può anche essere chiamata camera, rotante, vortice, getto, ultrasonico, ecc.) misura il volume di gas che scorre attraverso il tubo. I contatori Coriolis, che misurano direttamente la massa del gas, sono apparsi relativamente di recente e, a causa del loro costo, non hanno trovato ampia applicazione. Apparentemente, fino a quando il gas naturale non si esaurirà, i suoi costi saranno misurati da contatori a spostamento positivo. In inverno, attraverso il gasdotto scorre un volume di gas minore rispetto all'estate. La pressione nei gasdotti è mantenuta dalle stazioni di compressione. Se nella stazione di compressione sono in funzione due compressori, il volume di gas nel tubo sarà inferiore rispetto a quando un compressore è in funzione. Sebbene in termini di massa, queste possono essere le stesse quantità dell'inverno, dell'estate o di più alta pressione nel gasdotto, che è a un livello inferiore. È ovvio che i volumi di gas devono essere ricalcolati per alcune condizioni di pressione e temperatura comuni per tutti. Tali condizioni uniformi per tutti sono state stabilite e, per il rispetto di queste condizioni da parte di tutti senza eccezioni, sono state sancite in GOST 2939. Questo GOST afferma che "il volume dei gas dovrebbe essere ridotto alle seguenti condizioni: a) temperatura 20 ° C (293,15° A); b) pressione 760 mm Hg. Arte. (101325 Nm ²)…». Allo stato attuale, è stata stabilita la seguente terminologia: il volume di gas misurato nel gasdotto è chiamato "volume in condizioni operative" o "volume di lavoro", e il volume di gas ricalcolato secondo GOST è chiamato "volume ridotto a condizioni standard” o “volume standard”. A volte viene utilizzato il termine "volume ridotto a condizioni normali", ma questo termine è errato, poiché le condizioni normali differiscono dalle condizioni standard per una temperatura pari a 0 ° C (273,15 ° K), e non 20 ° C (293,15 ° K) . Il comportamento del gas al variare dei parametri è descritto dalla combinata legge sul gas

V1 / T1 = P2V2 / T2 (1)

dove P - pressione assoluta del gas, atm., T - temperatura del gas su scala assoluta, V - volume del gas, m3. Se consideriamo il lato sinistro della formula (1) come lo stato del gas in condizioni standard e il lato destro come lo stato dello stesso gas in condizioni operative, la formula per calcolare il volume in condizioni standard sarà simile a questa :

st \u003d TstPrVr / TrRst (2)

Sostituendo i valori di temperatura 293,15°K e pressione pari a 1 atm noti per condizioni standard. otteniamo una formula per portare il volume del gas alle condizioni standard (3)

st \u003d 293,15 PrVr / Tr (3)

Per riportare le portate misurate a condizioni standard, assumerà la forma la formula (2).

st \u003d 293,15 PrQr / Tr (4)

Per chiarezza, diamo un esempio del calcolo. Supponiamo che il flussometro in volume legga 1000 m3 in 2 ore. Temperatura del gas +60°С e sovrapressione 8 atm. Determiniamo qual è il volume misurato di gas in condizioni standard. Per fare questo sostituiamo i valori della formula (3), tenendo conto che la temperatura deve essere in °K, e alla sovrapressione va aggiunta 1 atm. st = 293,15 9 ​​1000 / 333,15 = 7919,4 st.m3 (4)

Lo stesso faremo per la portata, dato che la portata nel nostro caso sarà di 500 m3/h in condizioni operative st = 293.15 9500 / 333.15 = 3959.7 st.m ³/ ora (5).

Pertanto, il volume e il flusso di gas misurati in un gasdotto sono chiamati volume di lavoro e flusso di lavoro. Queste informazioni non possono essere utilizzate per scopi di fatturazione. Devono essere allineati con GOST 2939. Il volume e la portata del gas ricalcolati secondo GOST 2939 sono chiamati volume (portata) ridotto alle condizioni standard. O brevemente volume standard e flusso standard.

2. L'essenza della misurazione del volume dei gas

Con le ordinarie determinazioni della quantità di gas, si misura il volume occupato da un gas in un recipiente di vetro, solitamente suddiviso in un cubo. centimetri a 15°C, temperatura e pressione del gas; quindi, avente, secondo le tabelle, il peso di un cubo. centimetro di un dato gas alla temperatura e alla pressione osservate, trovare il peso del gas mediante la formula: il peso di un corpo nel vuoto è uguale (in misura metrica) al prodotto del suo volume per la densità (o peso per volume unitario). Ma per densità di un gas si intende solitamente il rapporto tra il peso del gas e il peso di un uguale volume d'aria, preso in condizioni normali, cioè alla temperatura di 0°C e alla pressione di 760 mm. Si noti che per un gas ideale che segue la legge di Boyle-Mariotte, considerata nelle definizioni ordinarie, qualsiasi gas sufficientemente lontano dalla liquefazione; questo rapporto non cambierà a temperature e pressioni diverse. È ovvio inoltre che per ottenere il peso di un cubo. cm di questo gas, è necessario moltiplicare la sua densità (in relazione all'aria) per il peso di un metro cubo. vedi aria. Determinazione accurata della densità del gas e del peso di un metro cubo. cm d'aria, così come la pesatura diretta del gas, esulano da alcune definizioni convenzionali, poiché per tali definizioni è necessario disporre di grandi quantità di gas e di bilance che consentano il massimo grado di precisione di pesatura.

Sulla precisione della misurazione dei gas, dati dettagliati sono disponibili nelle relazioni del prof. Mendeleev: "Sull'elasticità dei gas" (1875) e "Sul peso di un litro d'aria". Definizioni di Regnault di densità del gas e peso cubico. cm d'aria è ancora considerato esemplare; così, ad esempio, le ultime definizioni del peso del cubo. cm d'aria Jolly, Leduc e Lord Rayleigh devono avere lo stesso peso dei Renyovsky. Secondo i calcoli di D. Mendeleev ("Vr. Ch. P. M. e V."), il valore medio più probabile per il peso di un cubo. cm aria secca priva di anidride carbonica:

l0 = 0,131844 gg ± 0,00010 g, dove G- accelerazione di gravità; per la latitudine di San Pietroburgo. l0 = 1,29455 ± 0,000010G.

Il metodo Regnault per determinare la densità dei gas consiste nel seguente: da più sfere di vetro con una capacità di circa 10 litri, preparate nello stesso impianto nelle stesse condizioni, sono state selezionate le due più vicine per capacità; raccordi identici con rubinetti erano attaccati a loro su mastice. Innanzitutto il volume esterno delle sfere veniva pareggiato in questo modo: entrambe le sfere venivano riempite d'acqua, quindi venivano appese a due bracci di precise bilance e, dopo aver bilanciato le bilance, venivano immerse in un comune bagno d'acqua. A causa dell'incompleta uguaglianza dei volumi esterni, l'equilibrio della bilancia, ovviamente, è stato disturbato, per ripristinare il quale è stato necessario aggiungere del peso su un lato della bilancia R. Successivamente, è stato selezionato un tale peso di vetro, che è stato perso nell'acqua appena PRegnault sospese questo peso addizionale dalla pallina più piccola, bilanciando di nuovo le palline in aria e poi di nuovo immerse entrambe le palline nell'acqua, e poiché l'equilibrio non era disturbato, questa era la completa uguaglianza dei volumi esterni di entrambe le palline. In questo modo Regnault eliminò una cospicua correzione per la perdita di peso delle palline in aria, che dipenderebbe dalle variazioni di temperatura, pressione e umidità dell'aria del locale dove si effettuavano le pesature; e in effetti, l'equilibrio della bilancia con palline chiuse vuote (senza aria) non è stato disturbato per molti giorni. Quindi una delle sfere è stata posta in un bagno di ghiaccio in fusione, un tubo con un rubinetto a tre vie e due tubi è stato avvitato sui raccordi a sfera, uno dei quali ha portato a un barometro differenziale, l'altro è andato a un altro rubinetto a tre vie , che comunicava l'interno della sfera di vetro con una pompa di diluizione o con un serbatoio contenente gas secco. Rarezzando il gas all'interno della sfera e ricaricando la sfera con il gas del serbatoio utilizzando la seconda valvola a tre vie, finché non fu certo che l'aria rimanente fosse stata rimossa, Regnault produsse per l'ultima volta una forte rarefazione, staccò la sfera di vetro utilizzando la seconda tripla valvola con pompa, contava la differenza di livello nel barometro differenziale; poi chiuse il rubinetto alla gola del globo di vetro. Pertanto, la palla al momento della chiusura del rubinetto conteneva il volume v0 gas rarefatto a 0° e pressione H. Quindi le parti aggiuntive sono state svitate e la palla con il gas rarefatto è stata sospesa, come prima, sulla bilancia. Dopo qualche tempo sono state confrontate le temperature di entrambe le sfere, anche i loro volumi, qualche peso aggiuntivo sul lato della sfera con gas rarefatto ha ripristinato l'equilibrio della bilancia.

Allora Regno prese la stessa palla, la ripose in un bagno di ghiaccio fondente e, con l'aiuto di parti aggiuntive, riempì la palla di gas già in pressione H,uguale alla pressione atmosferica; quando la temperatura poteva essere considerata stabile, la valvola nella gola della palla veniva chiusa e le parti aggiuntive venivano portate via. È ovvio che questa volta nella palla è stato introdotto un volume di gas v0 a 0° e pressione H-h.

Quando ho pesato di nuovo sulla bilancia, ho dovuto rimuovere PG; Ovviamente questo è il peso del gas introdotto nel secondo esperimento. Per la legge di Mariotte ne consegue che il peso di un gas di pari volume, ma a 760 mm di pressione, sarà P.A causa del fatto che Hvicino a 760 e Hmolto poco, ovviamente, non ci si può aspettare deviazioni notevoli nella compressione del gas dalla legge di Mariotte.

In modo simile Regnault ottenne il peso dell'aria racchiusa in un volume v0 a 0° e una pressione di 760 mm pari a P";la densità desiderata del gas è quindi uguale a

Δ = (P/P")[(H" - h")/(H - h)].

Ecco le densità ottenute da Regnault per alcuni gas:

Aria 1 Ossigeno 1.10563 Idrogeno 0.06926 Azoto 0.97137 Anidride carbonica 1.52901

Determinare il peso di un cubo. centimetro d'aria, a 0° e 760 mm di pressione, Regnault produceva in questo modo. Secondo il metodo appena descritto - Regnault determinò il peso dell'aria racchiusa in una sfera di vetro a 0° a 760 mm

X = P;

Il solito modo per determinare la capacità di una nave mediante pesatura

La capacità di un recipiente viene solitamente verificata o misurata in questo modo: prendono un recipiente con acqua o mercurio, lo pesano e versano acqua o mercurio nel recipiente da misurare fino alla linea; la differenza determina il peso del liquido versato. Se il liquido ha un peso in aria μ e la sua densità ς, allora il suo volume è

v = μ / ς (1 + λ / ς - λ / δ)cubo cm

Dove λ - peso cubico. cm di aria ed è approssimativamente uguale a = 0,0012 g, δ - densità di peso (per ottone δ = 8,4). Per acqua e pesi in ottone, con T= 15°, λ / ς - λ / δ = 0,00106. Peso cubico cm d'aria a qualsiasi temperatura Te pressione Hè espresso dalla formula

l = /[(1 + 0 ,00367t-760].

3. Informazioni sull'applicabilità vari metodi misura di portata per la misurazione del gas commerciale

Tradizionalmente, la misurazione del gas commerciale si basa su metodi volumetrici e ad alta velocità per misurare il volume del gas, implementati sulla base di contatori del gas a diaframma (membrana), rotativi e a turbina e sistemi di misurazione basati su di essi. Nelle tubazioni di grandi diametri (di norma, da DN = 300 mm o più), il metodo della caduta di pressione variabile viene utilizzato utilizzando dispositivi di costrizione standard (principalmente diaframmi) in combinazione con moderni trasduttori intelligenti di pressione e differenza di pressione.

Misuratore di portata basato sul dispositivo di restringimento "IRGA"

Allo stesso tempo, si stanno tentando di implementare nuovi metodi di misurazione: vortice, ultrasuoni, generatore a getto, Coriolis e altri. Di norma, i nuovi sviluppi si basano sui risultati della moderna ricerca nel campo dell'aerodinamica, della termodinamica e dell'elettronica e mirano a migliorare l'accuratezza e ampliare la gamma di misurazione del flusso di gas, garantendo l'operabilità in un ampio intervallo di temperature, su contaminati gas, nonché in condizioni di shock pneumatici e pulsazioni di gas . Analisi varie opzioni costruzione di gruppi di misura del gas commerciali sono dedicati, in particolare, al lavoro. Va tenuto presente che ciascuno dei metodi elencati presenta vantaggi e svantaggi e la scelta dovrebbe basarsi sui risultati di un esame metrologico approfondito sia dei metodi di misurazione stessi che dei dispositivi che li implementano, nonché delle condizioni per la loro taratura e successiva messa in funzione.

Metodo di caduta di pressione variabile basato su dispositivi a orifizio standard (DR)

I vantaggi dei misuratori di portata includono la semplicità del design del convertitore di flusso e la possibilità di verifica con un metodo di non versamento, ad es. in assenza di supporti del misuratore di portata. Questa possibilità è dovuta alla disponibilità delle informazioni scientifiche e tecniche più complete, comprese le informazioni standardizzate su questo metodo di misurazione.

Gli svantaggi sono, in primo luogo, un piccolo intervallo di misurazione (in precedenza non superiore a 1:3 e ora, con l'avvento dei sensori di pressione intelligenti multi-limite, aumentato a 1:10). In secondo luogo, elevata sensibilità alla disuniformità del diagramma delle portate in ingresso al sistema di controllo, dovuta alla presenza di resistenze idrauliche nelle tubazioni di ingresso e/o uscita (valvole di intercettazione, curve, ecc.). Questa circostanza determina la necessità di avere tratti rettilinei davanti ai sistemi di controllo specificati con una lunghezza di almeno 10 diametri nominali (DN) della condotta. In un certo numero di casi, ad esempio, quando si installa l'SG dopo una resistenza idraulica, come una valvola non completamente aperta, la sezione diritta davanti all'SG raggiunge una lunghezza di 50 Du o più).

Metodo di misura volumetrico basato su trasduttori di flusso a membrana e rotativi

Gli svantaggi dei misuratori di portata sono le prestazioni limitate su gas contaminato, la possibilità di rottura durante forti urti pneumatici e l'arresto parziale del gasdotto in caso di guasto associato, ad esempio, all'inceppamento dei rotori di un contatore del gas rotativo, relativamente grande dimensioni, nonché costo (per contatori gas rotativi di grandi dimensioni) rispetto ad altri tipi di dispositivi.

Il vantaggio principale, che si sovrappone ripetutamente alle carenze e ha reso questo metodo di misurazione il più comune in termini di quantità apparecchi installati, è che è l'unico metodo che fornisce una misura diretta piuttosto che indiretta del volume di gas che passa attraverso. Inoltre, va notato che è completamente insensibile a qualsiasi distorsione dei diagrammi di velocità del flusso in ingresso e in uscita, il che consente di abbandonare tratti rettilinei e ridurre drasticamente le dimensioni

Contatore gas a membrana tipo VK (sinistra) e contatore gas rotativo tipo RVG (destra) unità di misurazione del gas e consente inoltre di fornire i più ampi intervalli di misurazione, fino a 1:100 o più. I contatori del gas di questo tipo sono perfetti per la misurazione del gas durante il suo consumo ciclico, ad esempio da caldaie con modalità di combustione pulsata.

Metodo di misurazione ad alta velocità basato su trasduttori di flusso a turbina

I vantaggi dei misuratori di portata sono le dimensioni e il peso ridotti, il costo relativamente basso e la sensibilità agli urti pneumatici, nonché un significativo campo di misurazione della portata (fino a 1:30), che supera notevolmente quello del CS. Gli svantaggi includono una certa sensibilità alle distorsioni del flusso all'ingresso e all'uscita del misuratore di portata (sebbene in elettrodomestici moderni i requisiti per le lunghezze dei tratti rettilinei prima e dopo il dispositivo sono minimi e sono, rispettivamente, solo 2 e 1 Du), inoperabilità a basse portate - meno di 8 - 10 m3 / h, nonché un aumento dell'errore nella misurazione flussi di gas pulsanti.

Contatore gas a turbina tipo TRZ

Tuttavia, il vantaggio più importante dei flussimetri di tipo volumetrico e di velocità è la stabilità del fattore di conversione nella più ampia gamma del numero di Reynolds Re del flusso di gas. Ciò è dovuto al fatto che tutti i contatori gas prodotti sia nel nostro Paese che nel mondo sono tarati in aria a sovrapressione zero, mentre funzionano a gas a valori di pressione completamente diversi.

È possibile garantire una convergenza affidabile delle letture per questi due casi solo se il misuratore di portata ha inizialmente un coefficiente di conversione stabile, ovvero atteggiamento costante il suo naturale segnale di uscita alla portata di aria o gas che passa attraverso il dispositivo. Ad esempio, per un contatore gas a turbina o rotativo (dopo le necessarie riduzioni), tale fattore di conversione è definito come il numero di giri della turbina o dei rotori corrispondenti al passaggio di un volume unitario di gas.

Gli oppositori possono obiettare che poiché nell'unità di misura del gas, oltre alla portata volumetrica, è ancora necessario misurare la temperatura e la pressione del gas, allora anche se non è disponibile la necessaria stabilità del coefficiente di conversione, il dispositivo ha sempre il possibilità di linearizzare la sua caratteristica statica durante la sua calibrazione. E quando si passa alle condizioni operative reali, apportare anche le opportune regolazioni calcolando il numero Re per ogni caso di misurazione. Inoltre, la moderna microelettronica consente di risolvere problemi ancora più complessi a costi relativamente bassi. In effetti, il problema sopra descritto può essere risolto in linea di principio, ma è necessario formularne le condizioni per intero, e ciò non è stato ancora possibile. Il fatto è che quando il gas scorre attraverso un gasdotto, e soprattutto quando si espande o si contrae (cosa che si verifica, ad esempio, quando un gasdotto gira o scorre intorno ad alcuni ostacoli), si verificano complessi processi aerodinamici e termodinamici. Di conseguenza, dipendono non solo dal valore del numero Re, ma anche dai valori di altri criteri aerodinamici e termodinamici, in particolare i numeri di Strouhal St, Nuselt Nu, Froude Fr. E per effettuare una correzione tenendo conto di questi valori, in primo luogo, non c'è materiale sperimentale necessario, e in secondo luogo, per determinarli, sono necessarie almeno informazioni continue sulla composizione del gas, che, nei casi di installazione di dispositivi di misurazione del gas , non è disponibile per i consumatori.

Misuratori a vortice

Gli indubbi vantaggi dei misuratori di portata a vortice sono la loro insensibilità agli shock pneumatici e la capacità di lavorare su gas contaminati. Gli svantaggi includono una maggiore sensibilità alle distorsioni del diagramma della velocità del flusso (approssimativamente uguale a quella dei dispositivi con orifizio standard (CD)) e perdite di pressione irreversibili relativamente grandi associate all'intensa formazione di vortici quando si scorre attorno a un corpo scarsamente aerodinamico (il cosiddetto shedder corpo). Inoltre, se l'unità di captazione del segnale del misuratore di portata è a filo caldo, il dispositivo diventa volatile e se è realizzato utilizzando elementi piezoelettrici, ci sono molto problemi seri fornendo immunità al rumore in presenza di vibrazioni meccaniche esterne del gasdotto.

Tuttavia, lo svantaggio più grave dei misuratori di portata a vortice è l'insufficiente stabilità del fattore di conversione nell'intervallo richiesto di variazioni del flusso di gas, che praticamente non ci consente di consigliare dispositivi di questo tipo per la misurazione del gas commerciale senza prima calibrare il prodotto direttamente in condizioni operative o molto vicine ad esse. Un'analisi di questi problemi è data in . Non è un caso che l'azienda di fama mondiale Endress + Hauser, essendo il produttore dei misuratori di portata a vortice della serie Prowirl, ne sconsiglia l'uso nei casi in cui è richiesta un'elevata precisione di misura.

Misuratori di portata ad ultrasuoni

Il vantaggio dei misuratori di portata a ultrasuoni è la loro più grande promessa nella misurazione del gas commerciale. In precedenza, il loro utilizzo era vincolato dagli elevati costi di produzione e dall'insufficiente affidabilità dell'unità elettronica. Tuttavia, con lo sviluppo della microelettronica questa mancanza in costante diminuzione. Gli strumenti di questo tipo non hanno né parti mobili né parti sporgenti. Di conseguenza, praticamente non creano ulteriori perdite di pressione e possono potenzialmente avere un'affidabilità molto elevata. Possono anche fornire misurazioni in un'ampia gamma di variazioni del flusso di gas ed essere non volatili, ovvero funzionare a lungo da una fonte di alimentazione autonoma integrata.

Misuratore di gas ad ultrasuoni

Lo svantaggio è la necessità di utilizzare misuratori di portata ad ultrasuoni multiraggio (a 2 raggi o più) con successiva elaborazione delle informazioni secondo un programma molto complesso al fine di eliminare praticamente l'effetto delle distorsioni del flusso di gas sulla precisione della misurazione. Sfortunatamente, i contatori di gas ad ultrasuoni prodotti in Russia non soddisfano ancora tutti i requisiti in termini di caratteristiche. requisiti necessari ai dispositivi commerciali di misurazione del gas e, di conseguenza, possono trovare un uso molto limitato.

Misuratori di portata autogeneranti a getto

Ci soffermeremo più in dettaglio su questo metodo di misurazione, poiché attualmente i contatori del gas realizzati sulla base di misuratori di portata di questo tipo, senza il necessario esame metrologico, hanno iniziato ad essere attivamente utilizzati per la misurazione del gas commerciale. Il flussometro è un elemento a getto bistabile coperto da feedback negativi realizzati sotto forma di canali pneumatici che collegano i canali di uscita dell'elemento a getto con gli stessi canali di controllo (sinistro - con sinistro, destro - con destro). Se c'è un flusso di gas attraverso l'ugello di alimentazione dell'elemento a getto, il suo getto entra in uno dei canali di uscita e crea una maggiore pressione in esso, che viene alimentata attraverso il canale di feedback corrispondente al canale di controllo con lo stesso nome e commuta il getto in uscita il canale di alimentazione in un'altra posizione stabile. Il processo di commutazione del getto viene quindi ripetuto. La frequenza di commutazione è proporzionale al flusso di gas attraverso l'ugello di alimentazione dell'elemento a getto. Pertanto, in questo metodo di misurazione, avviene la creazione di un generatore di oscillazioni aerodinamiche con una frequenza proporzionale al flusso di gas.

Un misuratore di portata autogenerante a getto presenta gli stessi svantaggi di un misuratore di portata a vortice, vale a dire: grandi perdite di carico irreversibili e maggiore sensibilità alle distorsioni del diagramma della velocità del flusso (nella variante del suo utilizzo in un set con un sistema di controllo). Tuttavia, sfortunatamente, ci sono ulteriori svantaggi. In primo luogo, l'elemento a getto (la base di questo dispositivo) è estremamente grande rispetto al valore della portata misurata. Pertanto, da un lato, può essere utilizzato solo come misuratore di portata parziale, attraverso il quale passa una parte insignificante del flusso di gas che attraversa la sezione di misura (e questo riduce inevitabilmente l'affidabilità delle misure), e dall'altro, è molto più soggetto all'intasamento rispetto a un misuratore di portata a vortice (t (ovvero non presenta uno dei principali vantaggi di un misuratore di portata a vortice). In secondo luogo, l'instabilità del fattore di conversione di questo dispositivo è persino maggiore di quella di un flussometro a vortice. Quindi, ad esempio, durante il test di uno dei tipi di flussometro a getto, è stato riscontrato che la variazione del coefficiente di conversione per varie modifiche del dispositivo è compresa tra 14,5 e 18,5% quando il flusso attraverso il dispositivo cambia nel intervallo non superiore a 1-5.

I vantaggi del misuratore di portata sono gli stessi del misuratore di portata a vortice, ad eccezione dell'operabilità su gas contaminati. Possono essere utilizzati al posto dei sensori di pressione differenziale su misuratori di portata differenziali variabili. In linea di principio, ciò consente di espandere il campo di misurazione di quest'ultimo. Tuttavia, le carenze rilevate difficilmente ci consentono di contare su un'introduzione seria questo metodo per la contabilità commerciale del gas.

Metri di Coriolis

Questi flussimetri sono tra i più accurati. Ampiamente utilizzato per la misura fiscale di liquidi e gas compressi. Il luogo di applicazione più tipico nell'industria del gas è la misurazione della quantità di gas naturale fornito alle stazioni di compressione del gas per autotrazione. In questo caso, il gas viene compresso ad una pressione di circa 20 MPa (200 bar) e ha una densità sufficiente per questo metodo. Gli svantaggi sono la grande massa, le dimensioni e il prezzo, nonché l'influenza delle vibrazioni meccaniche esterne sulle letture dei prodotti. I misuratori di portata sono prodotti da molti dei principali produttori di apparecchiature per misuratori di portata. Non sono noti casi di applicazione per la misura del gas in reti a bassa e media pressione.

Flussometri a filo caldo (termici).

Il vantaggio è l'assenza di parti mobili e, di conseguenza, l'affidabilità potenzialmente elevata del funzionamento in condizioni di shock pneumatici, sovraccarichi, ecc.

flussometro a filo caldo

Il principale svantaggio dei misuratori di portata anemometrici a filo caldo appartenenti alla classe termica è una conseguenza del loro principio di funzionamento. In realtà misurano la rimozione del calore dall'elemento riscaldante, che (con una capacità termica nota del mezzo) è unicamente correlata al flusso di massa. Pertanto, dispositivi di questo tipo sono misuratori di portata massica di gas. Questo potrebbe diventare un vantaggio se il calcolo per il gas fosse effettuato con pagamento per unità di massa. Tuttavia, nel nostro Paese, il consumatore paga per il volume di gas portato a condizioni normali. Di conseguenza, per passare dal flusso di massa al flusso di gas naturale in condizioni normali, detto flusso di massa deve essere diviso per la densità del gas in condizioni normali. Tuttavia, la densità dipende dalla composizione del gas e le sue variazioni in breve tempo possono raggiungere il 10% o più. Allo stesso tempo, la composizione del gas non viene misurata dal dispositivo stesso e può essere inserita manualmente non più di più volte al giorno. Pertanto, questi dispositivi sono generalmente difficili da attribuire a dispositivi adatti alla misurazione del gas commerciale, il che è giustificato.

Dopo aver analizzato la situazione nel mercato dei dispositivi di misurazione del gas commerciale, possiamo formulare le seguenti conclusioni:

Dei nuovi metodi di misurazione del flusso apparsi negli ultimi anni per la contabilizzazione commerciale di gas a bassa e media pressione, solo il metodo di misurazione ad ultrasuoni con trasduttori di flusso multipath è potenzialmente applicabile.

La contabilizzazione commerciale del gas in condotte di piccolo e medio diametro (fino a 300 mm) con portate di gas fino a 6.000 m3/h è più opportuna da effettuare utilizzando contatori a diaframma (membrana), rotativi e a turbina, rispettivamente, con un aumento nei diametri delle tubazioni e nel flusso di gas.

È opportuno utilizzare misuratori di portata a differenziale variabile per la misura commerciale del gas in gasdotti di grande diametro (oltre 400 mm), limitando il più possibile i campi di misura della portata, ad esempio creando "pettini" di misuratori di portata montati in parallelo e collegando / scollegare i canali di misurazione corrispondenti con un aumento o una diminuzione del flusso di gas attraverso questo flussometro.

4. Analisi dei fattori che influenzano lo squilibrio della contabilità del gas. Conclusioni e raccomandazioni per l'ottimizzazione della contabilità

1 Errore unità di misura gas

Consideriamo l'influenza dei fattori di errore di misura da parte dell'unità di misura e la riduzione alle condizioni standard del volume del gas.

Il volume di gas misurato dal contatore del gas è ridotto alle condizioni standard dalla formula:

dove V è il volume di gas misurato dal contatore; P è la pressione assoluta del gas nella condotta; Z C - fattore di compressibilità in condizioni standard (P Con , T Con );T Con - temperatura del gas in condizioni standard (293,5 K); P Con - pressione assoluta del gas in condizioni standard (1,01325 bar).

Si può vedere dalla formula che tenere conto della temperatura e della pressione sono condizioni necessarie per misurare il volume del gas e portarlo alle condizioni standard.

Scelta della classe di precisione del contatore gas

La riduzione dell'influenza dell'errore di misura sullo squilibrio, determinato dall'errore relativo del misuratore, si ottiene scegliendo un dispositivo di classe di precisione superiore.

I misuratori a turbina e rotativi dei principali produttori come Schlumberger, Elster, Dresser hanno una componente di errore sistematico molto piccola, pertanto, durante la calibrazione di questi misuratori, la curva di errore si adatta bene all'intervallo dello 0,5% e con una diminuzione della molteplicità di misure misurate flussi Q min /Q max fino a 1:10 è possibile calibrare questi contatori entro lo 0,3%. Tali misuratori vengono utilizzati come misuratori principali nei supporti di calibrazione.

I requisiti per la classe di precisione dei dispositivi di misurazione dovrebbero essere determinati, innanzitutto, dal consumo di gas. Maggiore è la portata del gas che passa attraverso il contatore, maggiore dovrebbe essere la classe di precisione.

I tipi di dispositivi di misurazione più adatti per i livelli superiori di GDS sono i contatori a turbina e rotativi.

Considerazione dell'influenza della temperatura sull'errore di misura

L'errore nella misurazione del volume del gas dipende fortemente dalla temperatura: il gas cambia il suo volume di circa l'1% quando la temperatura cambia di 3 gradi:

Dove δVc - errore relativo nel calcolo del volume di gas in condizioni standard; δT- errore assoluto della misura della temperatura del gas in condizioni operative (°K).

Dato che la temperatura del gas nella condotta in diversi periodi dell'anno può variare notevolmente a seconda della posizione della condotta (da -20°C a +40°C), della mancanza di misurazione della temperatura del gas e, di conseguenza, tenendo conto la correzione del volume del gas dalla temperatura può portare a grandi errori nei calcoli del volume del gas in condizioni standard:

Per ridurre l'errore nel calcolo del volume del gas in condizioni standard, a seconda della temperatura del gas, è necessario misurare la temperatura del gas nella zona del contatore del gas con un errore non superiore a (0,5-1) ° С e preferibilmente in tempo reale tempo (o durante il tempo fino a quando la temperatura del gas non è cambiata di oltre 0,5°C) corretto per la temperatura del gas. Per portate di gas superiori a 10 m 3/ ora e fluttuazioni della temperatura del gas che passa attraverso il contatore, superiori a 5 ° C, si consiglia di introdurre una correzione della temperatura.

Il modo più accurato per tenere conto dell'influenza della temperatura è utilizzare i correttori elettronici per la temperatura - T o fattore di pressione, temperatura e compressibilità - PTZ.

Per i contatori domestici installati all'interno, non è richiesta la correzione della temperatura.

In pratica, la riduzione dello squilibrio nella contabilizzazione del consumo di gas da parte della popolazione può essere risolta come segue.

Per un condominio:

· il contatore della casa ha una correzione della temperatura e determina il volume di gas consumato dai residenti della casa;

· metri appartamento, sono installati nelle stesse condizioni (o tutti in appartamenti o su pianerottoli e non hanno la correzione della temperatura).

Secondo i contatori di appartamento, l'errore relativo del consumo di gas di ciascun appartamento è determinato dal volume determinato dal contatore di casa. Nel caso generalizzato, in presenza di statistiche affidabili, questo dovrebbe essere incluso nella rata di pagamento annuale secondo le letture del contatore dell'appartamento

Influenza della pressione del gas sull'errore di misura

La pressione del gas modifica direttamente proporzionalmente la densità o il volume del gas, e quindi l'errore relativo del calcolo del gas in condizioni standard è direttamente proporzionale all'errore relativo nella misurazione della pressione del gas:

dove δ Vc è l'errore relativo nel calcolo del volume di gas in condizioni standard; δ p - errore relativo nella misurazione della pressione del gas in condizioni operative; kp - coefficiente di proporzionalità.

Nella rete GDS il gas, così come viene distribuito, attraversa diverse fasi di riduzione. Maggiore è la pressione del gas misurato, più significativa è l'influenza dell'errore di misura della pressione sul valore di squilibrio.

La misurazione e la registrazione della pressione sono obbligatorie per misurare il volume di gas quando viene fornito dal gasdotto principale alla rete GDS, nonché in tutte le stazioni di misurazione nelle sezioni ad alta e media pressione della rete GDS (da 12 bar a 0,05 bar). In questo caso, l'intervallo di errore di misurazione consigliato dovrebbe essere compreso tra 0,2 e 0,5%.

Si consiglia di installare i correttori PTZ su tutti i gruppi di misura operanti in reti ad alta e media pressione.

Il sensore di pressione, come qualsiasi dispositivo con un elemento elastico, perde le sue proprietà nel tempo e l'errore di misurazione della pressione aumenterà. Pertanto, è necessario avvicinarsi con attenzione alla scelta di un sensore di pressione affidabile che mantenga i suoi parametri per un lungo periodo di tempo.

Come dimostra la pratica mondiale, su reti a bassa pressione (inferiore a 0,05 bar) la correzione della pressione è inefficiente da produrre per i seguenti motivi:

· fluttuazioni della pressione del gas nelle reti bassa pressione sono entro 15 mbar, il che provoca un errore nella misurazione del volume entro l'1,5%;

· la formula per portare un gas alle condizioni standard utilizza la pressione assoluta.

Considerando che la pressione atmosferica oscilla entro limiti commisurati alle fluttuazioni di pressione, sarebbe errato portare il gas a condizioni standard solo attraverso le fluttuazioni del gas nella rete, senza tener conto delle fluttuazioni commisurate della pressione atmosferica.

I consumatori di gas della rete a bassa pressione sono principalmente la popolazione e le imprese commerciali e domestiche, che a volte ammontano a migliaia e decine di migliaia di stazioni di misura (compresi i contatori di appartamento). Dotare questa periferia ramificata di dispositivi complessi riduce drasticamente l'affidabilità del sistema e richiede fondi significativi per la sua manutenzione, il che non giustifica economicamente un aumento del volume di gas preso in considerazione dell'1,5%. Ciò conferma la triste esperienza di British Gas, costretta a smantellare centinaia di migliaia di misuratori di ultrasuoni ea sostituirli con membrane a causa della scarsa affidabilità del sistema e della costosa manutenzione.

Il problema si risolve semplicemente - introducendo un unico coefficiente alle letture dei misuratori di bassa pressione (diciamo 1,03-1,05), che tiene conto della riduzione del volume registrato dal misuratore alle condizioni standard, ovviamente bloccando possibili fluttuazioni della pressione del gas in il network.

Si raccomanda che le unità di misurazione delle reti ad alta e media pressione siano dotate senza fallo di correttori PTZ.

Si consiglia di dotare i gruppi di misura delle reti a bassa pressione con portate superiori a 10 m3/h di correttori secondo T.

Errore di elaborazione dei risultati della misurazione

L'errore assoluto nell'elaborazione dei risultati della misurazione quando si utilizzano i registratori può variare dall'1 al 5%, il che è molto significativo a portate elevate.

Per ridurre l'errore nell'elaborazione dei dati, è necessario passare completamente all'uso di mezzi elettronici di registrazione ed elaborazione dei dati.

Letteratura

flusso di misurazione del gas

1. Zolotarevsky S.A. Sull'applicabilità del metodo di misurazione del vortice per la misurazione del gas commerciale / S.A. Zolotarevsky // Analisi energetica ed efficienza energetica. - 2006. - N. 1.

2. Misurazione della portata: guida alla scelta del misuratore di portata // Endress + Hauser. CP 001D/06/ru/04.04, 2004.

Misuratore-contatore di portata RS-SPA. TU 4213-009-17858566-01. Rapporto di prova / GAZTURBavtomatika. - M., 2002.

Zolotarevsky S.A. Moderne unità industriali per la misurazione del gas commerciale. Storia breve e prospettive immediate / S.A. Zolotarevsky, A.S. Osipov // Analisi energetica ed efficienza energetica. - 2005. - N. 4-5.

Zolotarevsky S.A. Sulla questione della scelta delle unità per la misurazione del gas commerciale / S.A. Zolotarevsky, A.S. Osipov // Gas della Russia. - 2006. - N. 1.

Ivanushkin I.Yu. Dispositivi di misurazione: possono essere utilizzati tutti? / I.Yu. Ivanushkin // Riforma degli alloggi e dei servizi comunali. - 2009. - N. 11-12.

2.2 Selezione dei sensori di temperatura. .2.3 Caratteristiche costruttive delle termoresistenze. .2.4 Caratteristiche di montaggio del termometro...

Caratteristiche di misurazione dell'umidità dei gas. La necessità di controllare l'umidità nasce in molti settori: quando...
Uno di loro è costantemente bagnato con acqua, mentre l'altro rimane asciutto. Uguagliando il consumo di calore per l'evaporazione dell'umidità dal "bagnato ...

Questa sezione fornisce una panoramica dei principali metodi e metodi per misurare il flusso di gas e vapore (anche per la misura fiscale), nonché breve descrizione e confrontando i vantaggi e gli svantaggi dei misuratori di portata con le raccomandazioni per la loro selezione:

1. Metodo pressione differenziale variabile basato su dispositivi di costrizione standard (CS: diaframmi, ugelli)

Vantaggi del metodo:
I vantaggi dei misuratori di portata includono semplicità del disegno convertitore di flusso e Possibilità di verifica con il metodo flowless , cioè in assenza di banchi misuratori di portata. Questa possibilità è dovuta alla disponibilità delle informazioni scientifiche e tecniche più complete, comprese le informazioni standardizzate su questo metodo di misurazione.

Svantaggi del metodo:
Gli svantaggi sono, in primo luogo, un piccolo intervallo di misurazione (in precedenza non superiore a 1:3 e ora, con l'avvento dei sensori di pressione intelligenti multi-limite, aumentato a 1:10).
In secondo luogo, elevata sensibilità alla non uniformità del diagramma delle velocità di flusso all'ingresso del sistema di controllo (diaframma), per la presenza di resistenze idrauliche nelle tubazioni di ingresso e/o uscita (valvole di intercettazione, regolatori, filtri, curve, ecc.). Questa circostanza determina la necessità la presenza di tratti rettilinei davanti alla indicata SS con una lunghezza di almeno 10 diametri nominali (DN) della tubazione. In un certo numero di casi, ad esempio, quando si installa l'SG dopo una resistenza idraulica, come una valvola non completamente aperta, la sezione diritta davanti all'SG raggiunge una lunghezza di 50 Du o più).

2. Metodo di misura volumetrico basato su trasduttori di flusso a membrana e rotativi

svantaggi i flussometri lo sono prestazioni limitate su gas contaminato, la possibilità di rottura in caso di forti urti pneumatici e parziale chiusura del gasdotto associato, ad esempio, all'inceppamento dei rotori di un contatore del gas rotativo, dimensioni e costi relativamente grandi(per contatori gas rotativi di grandi dimensioni) rispetto ad altre tipologie di dispositivi.

Il vantaggio principale, coprendo ripetutamente le carenze e rendendo questo metodo di misurazione il più comune in termini di numero di dispositivi installati, è quello è l'unico metodo che fornisce la misurazione diretta piuttosto che indiretta del volume di gas che passa attraverso. Inoltre, va notato completa insensibilità a qualsiasi distorsione dei diagrammi di velocità flusso in ingresso e in uscita, che consente di abbandonare tratti rettilinei e ridurre drasticamente le dimensioni del gruppo di misura gas UGG), e conferisce inoltre la possibilità di fornire i più ampi campi di misura- fino a 1:100 o più. I contatori del gas di questo tipo sono perfetti per la misurazione del gas durante il suo consumo ciclico, ad esempio da caldaie con modalità di combustione pulsata.

3. Metodo della velocità misure basate su trasduttori di flusso a turbina

Virtù i flussometri lo sono piccole dimensioni e peso, costo relativamente basso e insensibilità agli shock pneumatici, E intervallo di misurazione del flusso significativo(fino a 1:30), che supera di gran lunga quella del SS.

Agli svantaggi Alcuni sensibilità alla distorsione del flusso all'ingresso e all'uscita del misuratore di portata (sebbene nei dispositivi moderni i requisiti per le lunghezze dei tratti rettilinei prima e dopo il dispositivo siano minimi e ammontano rispettivamente a solo 2 e 1 Dn), inoperabilità a basso costo- inferiore a 8 - 10 m3/h, oltre a un aumento dell'errore nella misurazione di flussi di gas pulsanti.

Tuttavia Il vantaggio più importante dei misuratori di portata volumetrici e di velocità è la stabilità del coefficiente di conversione nell'intervallo più ampio del numero di Reynolds Re del flusso di gas. Ciò è dovuto al fatto che tutti i contatori gas prodotti sia nel nostro Paese che nel mondo sono tarati in aria a sovrapressione zero, mentre funzionano a gas a valori di pressione completamente diversi.
È possibile garantire una convergenza affidabile delle letture per questi due casi solo se il misuratore di portata ha inizialmente un coefficiente di conversione stabile, cioè un rapporto costante tra il suo segnale di uscita naturale e la portata di aria o gas che passa attraverso il dispositivo. Ad esempio, per un contatore gas a turbina o rotativo (dopo le necessarie riduzioni), tale fattore di conversione è definito come il numero di giri della turbina o dei rotori corrispondenti al passaggio di un volume unitario di gas.
Gli oppositori possono obiettare che poiché nell'unità di misura del gas, oltre alla portata volumetrica, è ancora necessario misurare la temperatura e la pressione del gas, allora anche se non è disponibile la necessaria stabilità del coefficiente di conversione, il dispositivo ha sempre il possibilità di linearizzare la sua caratteristica statica durante la sua calibrazione. E quando si passa alle condizioni operative reali, apportare anche le opportune regolazioni calcolando il numero Re per ogni caso di misurazione. Inoltre, la moderna microelettronica consente di risolvere problemi ancora più complessi a costi relativamente bassi.

In effetti, il problema sopra descritto può essere risolto in linea di principio, ma è necessario formularne le condizioni per intero, e ciò non è stato ancora possibile. Il fatto è che quando il gas scorre attraverso un gasdotto, e soprattutto quando si espande o si contrae (cosa che si verifica, ad esempio, quando un gasdotto gira o scorre intorno ad alcuni ostacoli), si verificano complessi processi aerodinamici e termodinamici. Di conseguenza, dipendono non solo dal valore del numero Re, ma anche dai valori di altri criteri aerodinamici e termodinamici, in particolare i numeri di Strouhal St, Nuselt Nu, Froude Fr. E per effettuare una correzione tenendo conto di questi valori, in primo luogo, non c'è materiale sperimentale necessario, e in secondo luogo, per determinarli, sono necessarie almeno informazioni continue sulla composizione del gas, che, nei casi di installazione di dispositivi di misurazione del gas , non è disponibile per i consumatori.

4. Misuratori a vortice

Vantaggi indubbi i misuratori di portata a vortice sono i loro insensibilità agli shock pneumatici e capacità di lavorare su gas contaminati.

Agli svantaggi includere aumentato sensibilità alle distorsioni del grafico delle velocità di flusso(approssimativamente uguale a quello dei dispositivi di restringimento standard (CS)) e relativamente grandi perdite di carico irreversibili associato a un'intensa formazione di vortici nel flusso attorno a un corpo scarsamente aerodinamico (il cosiddetto corpo bluff). Inoltre, se l'unità di rilevamento del segnale del misuratore di portata è a filo caldo, il dispositivo diventa volatile e, se è realizzato utilizzando elementi piezoelettrici, si verificano problemi molto seri nel garantire l'immunità ai disturbi in presenza di vibrazioni meccaniche esterne del gasdotto.

al massimo grave svantaggio misuratori di portata a vortice è insufficiente stabilità del fattore di conversione nell'intervallo richiesto di variazioni del flusso di gas, che praticamente non ci consente di consigliare dispositivi di questo tipo per la misurazione del gas commerciale senza una calibrazione preliminare del prodotto direttamente in condizioni operative o molto vicino ad esse.

5. Metodo ad ultrasuoni (misuratori di portata ad ultrasuoni (acustici), anche per vapore)

Il vantaggio dei misuratori di portata ad ultrasuoniè loro il più promettente nella misurazione del gas commerciale. In precedenza, il loro utilizzo era vincolato dagli elevati costi di produzione e dall'insufficiente affidabilità dell'unità elettronica. Tuttavia, attualmente, con lo sviluppo della microelettronica, questo svantaggio è in costante diminuzione. Dispositivi di questo tipo non hanno né parti mobili né parti che sporgono nel flusso. Di conseguenza, praticamente non creano ulteriori perdite di pressione e possono potenzialmente avere un'affidabilità molto elevata. Possono anche fornire misure in una vasta gamma cambiamenti nel consumo di gas e be non volatile, ad es. lavorare a lungo con l'alimentazione autonoma integrata.

svantaggioÈ la necessità di utilizzare misuratori di portata ad ultrasuoni multipath(a 2 raggi e oltre) con successiva elaborazione delle informazioni secondo un programma molto complesso al fine di eliminare praticamente l'effetto delle distorsioni del flusso di gas sull'accuratezza della misurazione. Sfortunatamente, i contatori del gas ad ultrasuoni prodotti in Russia, nella totalità delle loro caratteristiche, non soddisfano ancora tutti i requisiti necessari per i dispositivi di misurazione del gas commerciali e, di conseguenza, possono trovare un uso molto limitato.

6. Misuratori di portata autogeneranti a getto

Ha senso considerare più in dettaglio il metodo di autogenerazione a getto, poiché attualmente i contatori del gas realizzati sulla base di misuratori di portata di questo tipo, senza il necessario esame metrologico, hanno iniziato ad essere attivamente utilizzati per la misurazione del gas commerciale. Il flussometro è un elemento a getto bistabile coperto da feedback negativi realizzati sotto forma di canali pneumatici che collegano i canali di uscita dell'elemento a getto con gli stessi canali di controllo (da sinistra a sinistra, da destra a destra). Se c'è un flusso di gas attraverso l'ugello di alimentazione dell'elemento a getto, il suo getto entra in uno dei canali di uscita e crea una maggiore pressione in esso, che viene alimentata attraverso il canale di feedback corrispondente al canale di controllo con lo stesso nome e commuta il getto in uscita il canale di alimentazione in un'altra posizione stabile. Il processo di commutazione del getto viene quindi ripetuto. La frequenza di commutazione è proporzionale al flusso di gas attraverso l'ugello di alimentazione dell'elemento a getto. Pertanto, in questo metodo di misurazione, avviene la creazione di un generatore di oscillazioni aerodinamiche con una frequenza proporzionale al flusso di gas.

Il misuratore di portata a getto autooscillante ha lo stesso screpolatura, che ha il flussometro a vortice, vale a dire: grandi perdite di carico irreversibili e maggiore sensibilità alle distorsioni del diagramma della velocità del flusso(nella variante della sua applicazione completa di SU). Tuttavia, sfortunatamente, ci sono ulteriori svantaggi.
In primo luogo, l'elemento a getto (la base di questo dispositivo) è estremamente grande rispetto al valore della portata misurata. Pertanto, da un lato, può essere utilizzato solo come misuratore di portata parziale, attraverso il quale passa una parte insignificante del flusso di gas che attraversa la sezione di misura (e questo riduce inevitabilmente l'affidabilità delle misure), e dall'altro, è significativamente più grande di un flussometro a vortice, soggetto a intasamento(cioè non ha uno dei principali vantaggi di un misuratore di portata a vortice).
In secondo luogo, instabilità del fattore di conversione questo dispositivo ha anche più del misuratore di portata a vortice. Quindi, ad esempio, durante il test di uno dei tipi di flussometro a getto, è stato riscontrato che la variazione del coefficiente di conversione per varie modifiche del dispositivo è compresa tra 14,5 e 18,5% quando il flusso attraverso il dispositivo cambia nel intervallo non superiore a 1-5.

I vantaggi di un misuratore di portata autogenerante a getto sono gli stessi di uno a vortice, ad eccezione dell'operabilità su gas contaminati. Possono essere utilizzati al posto dei sensori di pressione differenziale su misuratori di portata differenziali variabili. In linea di principio, ciò consente di espandere il campo di misurazione di quest'ultimo. Tuttavia, le carenze rilevate difficilmente ci consentono di contare sulla seria introduzione di questo metodo per la misurazione del gas commerciale.

7. Misuratori di portata Coriolis

I misuratori di portata Coriolis lo sono uno dei più precisi.
Le radiografie di Coriolis sono ampiamente utilizzate per la contabilità commerciale di liquidi e gas compressi. Il luogo di applicazione più tipico nell'industria del gas è la misurazione della quantità di gas naturale fornito alle stazioni di compressione del gas per autotrazione. In questo caso, il gas viene compresso a pressione di circa 20 MPa (200 bar) e ha una densità sufficiente per l'applicazione di questo metodo.

Gli svantaggi dei misuratori di portata di massa di Coriolis sono grande massa e dimensioni della struttura, prezzo relativamente elevato, nonché l'influenza delle vibrazioni meccaniche esterne sulle letture dispositivo.

I misuratori di portata Coriolis sono prodotti da molti dei principali produttori di apparecchiature per misuratori di portata (anche se per lo più stranieri), ma non sono noti casi di applicazione per la misurazione del gas in reti a bassa e media pressione.

8. Flussometri a filo caldo (termici).

DignitàÈ nessuna parte in movimento e corrispondentemente, Affidabilità di funzionamento potenzialmente elevata in condizioni di shock pneumatici, sovraccarichi eccetera.

Svantaggio principale misuratori di portata termici anemometrici appartenenti alla classe termica è una conseguenza del loro principio di funzionamento. In realtà misurano la rimozione del calore dall'elemento riscaldante., che (per una capacità termica nota del mezzo) è univocamente correlata al flusso di massa. Pertanto, dispositivi di questo tipo sono misuratori di portata massica del gas. Questo potrebbe diventare un vantaggio se il calcolo per il gas fosse effettuato con pagamento per unità di massa. Tuttavia, nel nostro Paese, il consumatore paga per il volume di gas portato a condizioni normali. Di conseguenza, per passare dal flusso di massa al flusso di gas naturale in condizioni normali, detto flusso di massa deve essere diviso per la densità del gas in condizioni normali. Tuttavia la densità dipende dalla composizione del gas e le sue variazioni in breve tempo possono raggiungere il 10% o più. Allo stesso tempo, la composizione del gas non viene misurata dal dispositivo stesso e può essere inserita manualmente non più di più volte al giorno. Pertanto, tali dispositivi sono generalmente difficilmente riconducibili a dispositivi adatti alla misura commerciale del gas.

9. Analisi comparativa dei metodi per misurare il flusso di gas e tipi di flussimetri. Conclusioni e Raccomandazioni.

Dopo aver analizzato la situazione nel mercato dei dispositivi di misurazione del gas commerciale, possiamo formulare le seguenti conclusioni:

1. Il criterio principale per l'applicabilità dei metodi di misurazione per la contabilità commerciale del gas è la stabilità coefficiente di conversione "naturale" (ovvero ottenuto mediante calibrazione senza correzione aggiuntiva per la temperatura e la pressione del gas) nell'intervallo più ampio possibile di variazioni dei regimi di flusso del gas nella condotta. Solo questo consente a ragione di tarare e verificare dispositivi di misura del gas su misuratori di portata d'aria con la conseguente estensione dei risultati ottenuti ai casi di misura di gas naturali e non, anche a pressione e temperatura diverse dalle condizioni di taratura o verifica.

2. Dei nuovi metodi di misura della portata apparsi negli ultimi anni per la contabilizzazione commerciale del gas a bassa e media pressione potenzialmente applicabile solo metodo di misurazione a ultrasuoni con trasduttori di flusso multipath.

3. Misurazione commerciale del gas in condotte di piccolo e medio diametro(DN fino a 300 mm) con portate di gas fino a 6.000 m3/h, il più si consiglia di produrre utilizzando contatori a diaframma (membrana), rotativi ea turbina in base all'aumento dei diametri delle tubazioni e del flusso di gas.

4. È più opportuno utilizzare misuratori di portata differenziali variabili per la contabilizzazione commerciale del gas nei gasdotti di grandi diametri (DN oltre 400 mm), limitando il più possibile gli intervalli di misurazione del flusso, ad esempio creando "pettini" di tubi montati in parallelo flussimetri e collegare/scollegare i canali di misurazione corrispondenti quando si aumenta o diminuisce il flusso di gas attraverso questo gruppo flussometro.

Strumenti di misura per misurare e registrare il flusso di liquidi e gas. I dispositivi più comuni che tengono conto del flusso di liquidi sono misuratori di umidità e misuratori di portata. La misurazione del gas viene effettuata mediante analizzatori di gas.

Misuratori di portata e analizzatori di gas

Ci sono concetti misurazione del flusso e misurazione della quantità e i dispositivi per misurare questi parametri sono chiamati, rispettivamente, flussimetri e contatori.

I misuratori di portata misurano la quantità di sostanza che scorre attraverso il tubo per unità di tempo. Secondo il metodo di misurazione, sono:

Misuratori di perdite di carico variabili sul dispositivo di restringimento installato nella tubazione. I misuratori di portata a pressione differenziale variabile sono costituiti da tre parti:

• 1.convertitore di flusso che crea una caduta di pressione;
• 2. dispositivo di collegamento che trasmette questa goccia a strumento di misura;
• 3. manometro differenziale che misura tale differenza di pressione e tarato in unità di portata;

Flussometri

Misuratori di portata, o misuratori di portata a pressione differenziale costante, il cui principio di funzionamento si basa sulla risposta di un elemento sensibile posto in un flusso alla pressione dinamica di una sostanza che scorre attraverso una tubazione.

L'elemento sensibile viene spostato di un valore che funge da misura del flusso. i flussi intorno includono componenti sotto forma di corpi aerodinamici sotto forma di: un pistone, un galleggiante, una sfera, un disco. La quantità di spostamento o angolo di rotazione del corpo aerodinamico è una misura della portata. I misuratori di portata più comuni sono i rotametri, in cui, quando un liquido o un gas si muove attraverso un tubo conico di vetro con una scala, un galleggiante si sposta dal basso verso l'alto finché la gravità non è bilanciata dalla differenza di pressione prima e dopo il galleggiante.

Misuratori di portata ad alta velocità

Misuratori di portata con movimento continuo dei dispositivi di ricezione - contatori ad alta velocità. L'elemento sensibile esegue un movimento rotatorio o oscillatorio e la velocità di questo movimento serve come misura del flusso. La somma del numero di giri di un dispositivo rotante indica il consumo nel tempo. La velocità di rotazione è proporzionale alla velocità del liquido che scorre cioè consumo. Tutti i contatori d'acqua domestici sono contatori ad alta velocità.

Misuratori di portata elettrici

Il principio del loro funzionamento si basa sulla misurazione dei parametri elettrici del sistema in funzione della portata: la sostanza da misurare è l'elemento sensibile del dispositivo. Quando un liquido si muove tra i poli di un elettromagnete, secondo la legge dell'induzione elettromagnetica, si forma agli estremi del diametro del tubo una differenza di potenziale il cui valore è proporzionale alla portata.

Flussometri termici

Il principio di funzionamento dei contatori di calore per il flusso di sostanze si basa sulla misurazione della quantità di calore ceduto dall'elemento riscaldato del dispositivo al flusso di materia. In base alla natura dell'interazione termica con il flusso, i flussimetri termici si dividono in calorimetrici, termoconvettivi, termoanemometrici.

Gli anemometri a filo caldo per misurare le portate locali sono apparsi prima di altri. I flussimetri calorimetrici con riscaldamento interno, apparsi in seguito, non hanno ricevuto un uso evidente. Successivamente iniziarono a essere sviluppati misuratori di portata termoconvettivi che, a causa della posizione esterna del riscaldatore, sono sempre più ampia applicazione nell'industria.

I misuratori di portata termoconvettivi si dividono in quasi-calorimetrici (che misurano la differenza di temperatura del flusso o del potere calorifico) e di strato limite termico (che misurano la differenza di temperatura dello strato limite o il corrispondente potere calorifico). Sono utilizzati per la misurazione della portata principalmente in tubi con piccoli diametri da 0,5-2,0 a 100 mm.

Il vantaggio dei misuratori di portata calorimetrici e termoconvettivi è l'invariabilità della capacità termica della sostanza misurata durante la misurazione del flusso di massa. Inoltre, non c'è contatto con la sostanza misurata nei misuratori di portata termoconvettivi, che è anche il loro vantaggio essenziale. Lo svantaggio di entrambi i flussimetri è la loro grande inerzia. Per migliorare le prestazioni vengono utilizzati circuiti correttivi e riscaldamento pulsato. Gli anemometri a filo caldo, a differenza di altri flussimetri termici, hanno un'inerzia molto ridotta, ma servono principalmente a misurare le velocità locali. I flussimetri calorimetrici si basano sulla dipendenza dal potere calorifico della differenza di temperatura media di massa del flusso.

Misuratori di portata ad ultrasuoni

Il principio di funzionamento dei misuratori di portata ad ultrasuoni si basa sulla misurazione dell'entità delle vibrazioni ultrasoniche che si propagano nel flusso della sostanza misurata.

I dispositivi per misurare la quantità di una sostanza sono chiamati flussimetri. Se si tratta di acqua - misuratori di umidità, se viene misurato il flusso di gas -. Misurano la massa di una sostanza che scorre attraverso una tubazione. Secondo il metodo di misurazione, sono suddivisi in:

• 1. contatori ad alta velocità, il cui principio di funzionamento si basa sulla somma del numero di giri di un elemento rotante posto in un flusso di fluido.
• 2. contatori di volume, il cui principio di funzionamento si basa sulla somma dei volumi della sostanza spostata dalla camera di misurazione del dispositivo.

I più diffusi sono i contatori ad alta velocità.

Esistono vari tipi di contatori gas:

• 1. contatori rotanti, il cui principio si basa sulla misurazione del numero di giri delle pale all'interno del dispositivo, che corrisponde al volume misurato di gas.
• 2.contatori a valvola, il cui principio di funzionamento si basa sul movimento di una partizione mobile sotto l'influenza della differenza di pressione del gas prima e dopo il contatore e contando il numero di questi movimenti, che corrisponde al volume di gas misurato .
• 3. contatori di tamburi, il cui principio di funzionamento si basa sulla misurazione del numero di giri di un tamburo rotante sotto l'influenza di una differenza di pressione del gas prima e dopo il contatore. Sono utilizzati per misure precise di quantità di gas.