книги / Приборы и средства учета природного газа и конденсата

Рис. 16. Схема подключения дифманометра-расходомера к сужающему устройству е помощью трубных соединительных линий при измерении расхода газа.

лями 9. Вентили 4 служат для отключения и подключения им­ пульсных линий дифманометров при ремонтно-восстановитель­ ных работах.

Для переключения импульсных линий дифманометров-рас- ходомеров, слива жидкости из них или продувки импульсных линий применяются игольчатые вентили типа ВИ с условным диаметром 6, 15 и 20 мм, а также шаровые краны типа КШ с внутренним диаметром 10 или 20 мм. Вентили типа ВИ рас­ считаны на рабочее давление до 16 МПа, а шаровые краны типа КШ — на рабочее давление до 7,5 МПа. Наибольший ин­ терес для переключения импульсных линий представляют ша­ ровые краны типа КШ, обладающие рядом преимуществ по сравнению с широко распространенными игольчатыми венти­ лями типа ВИ.

Конструкция шарового крана типа КШ показана на рис. 18. Кран размещается в корпусе 1 и имеет поворотный шаровой затвор 2, уплотняемый двумя седлами 3. Поворот затвора осу­ ществляется при помощи рукоятки 6 и шпинделя 4. Корпус 1 с обеих сторон закрывается фланцами 5 и 11. Соединение флан­ цев с корпусом обеспечивается болтами 10. Шпиндель 4 уплот­ няется резиновыми кольцами 7 и 8 , а фланцы 5 и 11 — коль­ цами 9.

2.5. ВЫБОР ДЛИН ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Местные сопротивления (колена, угольники, задвижки, краны, гильзы термометров и др.), установленные в измери-

61

Рис. 18. Шаровой кран с ручным приводом для трубопроводов небольших диаметров.

62

ТбльНЫх трубопроводах до И после суЖайщего устройства, искажают структуру потока и приводят к дополнительным по­ грешностям измерения расхода газа или жидкости по методу переменного перепада давления. Поэтому между местным со­ противлением и сужающим устройством должен быть преду­ смотрен прямой участок измерительного трубопровода необ­ ходимой длины (рис. 19). Установка сужающих устройств не­ посредственно у местных сопротивлений не допускается.

Длина прямого участка измерительного трубопровода равна расстоянию между ближайшими торцовыми поверхностями су­ жающего устройства и местного сопротивления и измеряется отношением длины прямого участка L[ к внутреннему диа­ метру измерительного трубопровода D перед сужающим уст­ ройством, т. е. в единицах отношения Ц /D. Необходимые длины прямых участков Ц /D измерительных трубопроводов перед су­ жающим устройством для смешивающихся потоков или группы колен в разных плоскостях (рис. 19, а, в), а также значения дополнительной погрешности измерения расхода жидкости или газа 6аГ,1 в зависимости от отношения Ц /D приведены в табл. 5.

Как видно из табл. 5, погрешность бащ уменьшается с уве­ личением длины прямого участка L\/D перед сужающим уст­ ройством и становится равной нулю при длине прямых участков свыше предельно необходимых.

Погрешности	в зависимости от Ц /D для	группы колен,
расположенных в одной плоскости (рис. 19, г, д), или			разветв­
ляющихся потоков приведены в табл. 6.		перед	сужаю­
Необходимые	длины прямых участков Ц/D

щим устройством, обеспечивающие равенство нулю дополни­ тельной погрешности 6 ,^ от влияния местных сопротивлений, расположенных перед сужающим устройством (баы = 0), при­ ведены в табл. 7. Расстояния L\/D от гильзы термометра, рас­ положенной перед сужающим устройством (рис. 19, е), в зави­ симости от диаметра гильзы d' и погрешности баы приведены в табл. 8 при соотношении 0,03 Ds^.d'^.0,13 D.

При установке перед сужающим устройством поворотного крана значения необходимых длин прямых участков Ц /D должны соответствовать требованиям табл. 9.

На внутренней поверхности измерительного трубопровода длиной 2D перед сужающим устройством и за ним не должно быть никаких уступов, а также заметных невооруженным гла­ зом наростов, неровностей от заклепок, сварных швов и т. п.

Если перед сужающим устройством расположено несколько местных сопротивлений (рис. 19, и), то предварительно опре­ деляется минимально допустимое расстояние Ц /D между этими сопротивлениями (за исключением гильзы термометров), а за­ тем расстояние Ц /D между сужающим устройством и ближай­ шим к нему местным сопротивлением для заданных значений

63

T T I

Рис. 19. Местные сопротивления в измерительных трубопроводах.

r

fa <5лица	5
Зависимость	дополнительной	погрешности расхода	жидкости
или газа fte£ , %, от модуля		сужающего устройства	т и дли­

ны прямого участка перед ним L\ID для группы колен в разных плоскостях или смешивающихся потоков, расположенных перед сужающим устройством (рис. 19, а— в)

				4, /О
	Модуль
	т	20	30	40	50	60	70
	0,05	0,42	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,10	0,42	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,15	0,45	0,28	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,20	0,48	0,29	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,25	0,51	0,31	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,30	0,57	0,33	0,00	0,00	0,00	0,00
	0,35	0,67	0,37	0,24	0,00	0,00	0,00
	0,40	0,77	0,41	0,27	0,00	0,00	0,00
	0,45	0,91	0,46	0,30	0,20	0,00	0,00
	0,50	—	0,53	0,33	0,22	0,00	0,00
	0,55	—	0,62	0,38	0,25	0,17	0,00
	0,60		0,76	0,46	0,30	0,20	0,00
		—
	0,64	—	0,94	0,53	0,34	0,22	0,17

Т а б л и ц а 6

Зависимость дополнительной погрешности определения расхода жидкости или газа b aLi, %, от модуля сужающего устройства

т и длины прямого участка перед ним расположенных в одной плоскости, или ков (рис. 19, г — е)

L J D для группы колен, разветвляющихся пото­

			Z../D
М о д у л ь
т	Ю	15	20	25	30	40
0,05	0,35	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
0,10	0,40	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
0,15	0,44	0,32	0,00	0,00	0,00	0,00
0,20	0,48	0,34	0,00	0,00	0,00	0,00
0,25	0,52	0,37	0,00	0,00	0,00	0,00
0,30	0,57	0,39	0,00	0,00	0,00	0,00
0,35	0,64	0,43	0,33	0,00	0,00	0,00
0,40	0,88	0,51	0,38	0,30	0,00	0,00
0,45	_.	0,59	0,43	0,34	0,28	0,00
0,50	_	0,72	0,49	0,38	0,30	0,00
0,55	__	0,94	0,57	0,43	0,33	0,00
0,60	_		0,67	0,48	0,37	0,22
0,64	'-----'	—	0,80	0,57	0,43	0,25

5 З ак . 1626

65

Т а б л и ц а 7

Необходимые длины прямых участков перед сужающим устрой­ ством L J D для местных сопротивлений, установленных перед ним, обеспечивающих равенство нулю дополнительной погреш­ ности определения расхода жидкости или газа от влияния мест­ ных сопротивлений, т. е. 6а£ = 0

Модуль	Группа колен Группа колен		Задвижки	Расширение	Сужение
т	в разных	в одной
	плоскостях	плоскости
0,05	34	14	12	16	10
0,10	34	16	12	16	10
0,15	36	18	12	16	10
0,20	38	18	12	17	10
0,25	40	20	12	18	10
0,30	44	22	14	20	10
0,35	48	26	14	22	10
0,40	54	32	16	25	11
0,50	62	36	20	30	14
0,55	70	42	24	38	22
0,64	80	50	30	54	30

Т а б л и ц а		8
Зависимость		дополнительной			погрешности		измерения расхода
жидкости	или газа		b a L i,	и/о, от		длины прямого		участка изме­
рительного трубопровода				L J D	при установке		перед сужающим
устройством		гильзы	термометра			диаметром	0,03	D ^ d ' ^ 0 , i S D
(рис. 19,	е )
						LJD
М о д у л ь
т		5				10		15
0,05		0,28				0,11		0,00
0,10		0,33				0,13		0,00
0,15		0,35				0,16		0,00
0,20		0,38				0,17		0,00
0,25		0,40				0,18		0,00
0,30		0,42				0,20		0,00
0,35		0,44				0,22		0,00
0,40		0,47				0,23		0,00
0,45		0,54				0,27		0,00
0,50		0,61				0,29		0,12
0,55		0,71				0,31		0,14
0,60		0,83				0,34		0,16
0,64						0,41		0,18

модуля сужающего устройства т и дополнительной погрешно­ сти 6а L-

Минимально допустимое расстояние L2/D между двумя бли­ жайшими к сужающему устройству местными сопротивлениями определяется из табл. 10 для наиболее отдаленного (из двух

66

Таблица 9

Необходимые длины прямых участков измерительных трубопро­ водов Li/D при установке перед сужающим устройством кранов в зависимости от дополнительной погрешности измерения расхо­ да жидкости или газа 6ai

			LJD
Модуль
т	10	20	30	40
0,05	0,25	0,00	0,00	0,00
0,10	0,28	0,00	0,00	0,00
0,15	0,33	0,00	0,00	0,00
0,20	0,41	0,00	0,00	0,00
0,25	0,50	0,15	0,00	0,00
0,30	0,63	0,19	0,00	0,00
0,35	0,79	0,25	0,00	0,00
0,40	0,98	0,33	0,00	0,00
0,45	1,22	0,43	0,15	0,00
0,50	1,52	0,56	0,20	0,00
0,55	1,87	0,73	0,28	0,00
0,60	2,31	0,95	0,39	0,16
0,64	2,83	1,26	0,56	0,25
Т а б л и ц а	10

Длины прямых участков измерительных трубопроводов между двумя ближайшими к сужающему устройству местными гидрав­ лическими сопротивлениями LJD (рис. 19, и) (указаны наиме­ нования наиболее удаленного из двух ближайших от сужаю­ щего устройства местного гидравлического сопротивления)

Местное сопротивление, наиболее удаленное (из двух				и ю
ближайших)	от сужающего устройства
1. Группа колен в разных плоскостях или сме-				30
шивающиеся потоки				17,5
2. Группа колен в одной плоскости или развет-
вляющийся поток				15
3. Колено или тройник			1:3
4. Сужение при	конусности от 1 : 1,5 до			7,5
5. Расширение при конусности от 1 :2 до 1:4				15
6. Внезапное расширение потока			потоку	40
7. Устройство,	создающее	закрутку		45
(Ф = 30°)				12,5
8. Симметричный вход в трубу после емкости
9. Кран				20
10. Гильза термометра диаметром 0,03			D < d ' <	10
<0,13 D				2,5
11. Гильза термометра d ' ^ 0,03 D
12. Задвижка				10
13. Запорный вентиль				30
14. Шаровой клапан				15
5* -				67

ф

Рис. 20. Зависимость минимального расстояния U/D от модуля т для местного сопро­ тивления, расположенного за диафрагмой.

ближайших к сужающему устройству) местного сопротивления при заданных значениях модуля т, внутреннего диаметра тру­ бопровода D и дополнительной погрешности

Для промежуточных значений модуля т дополнительную погрешность Ъаь выбирают по ближайшему большему значе­ нию для соответствующей величины L\/D и L2/D.

При установке гильзы термометра за диафрагмой (рис. 19, ж) минимально допустимое расстояние li между выходным торцом сужающего устройства и гильзой термометра должно быть не менее 5D, а максимальное — не более 10D.

Расстояние ^ между выходным торцом сужающего устрой­ ства и вторым местным сопротивлением (рис. 19, з), установ­ ленным за ним, определяется по рис. 20 в зависимости от мо­ дуля т.

В качестве примера определим длины прямых участков до и после сужаю­

щего устройства		(диафрагмы)	в	измерительном трубопроводе с внутренним
диаметром	D =	700 мм = 0,7 м,		показанном		на рис. 19, и.			Модуль		диа­
фрагмы т = 0,4. Дополнительная				погрешность		измерения		расхода		газа	от
неучета длин прямых участков йаЛ =0,3% .						входной патрубок 1				с двумя
Такой	трубопровод (рис. 19,			и)	содержит
коленами,	расположенными в		разных		плоскостях, входной			отсекающий кран
2, измерительный		трубопровод	3	перед диафрагмой			4, гильзу		термометра 5
и выходной кран 6 за диафрагмой.								между		входным
По табл. 10 определим минимальное расстояние							L 2\D

патрубком 1 с группой колен, расположенных в разных плоскостях, и кра­ ном 2 . Так как патрубок 1 с группой колен является наиболее отдаленным от диафрагмы местным сопротивлением, то из табл. 10 определим значение L<JD для группы колен, расположенных в разных плоскостях, т. е. Ij/D = 30.

При D = 0,7 м	значение L2 =		30D =		30-0,7=21 м.
Минимальное расстояние Z-i/D между входным краном 2 и диафрагмой 4
определим из табл. 9 при ба£=0,3%					и	т =	0,4.	При указанных условиях
значение Li/Д,	полученное	из	табл. 9,			равно		20.	Откуда L \	=	20D =
= 20-0,7= 14 м. Расстояние		U	от	выходного			торца		диафрагмы	до	гильзы
термометра должно быть более 2D, т. е. U > 2-0,7 > 1,4 м.										до	выход­
Минимальное расстояние		k	от	выходного			торца		диафрагмы
ного крана 6 определим по рис. 20.				При т =			0,4 k ! D		= 8, откуда t2= 8 D =
= 8-0,7 = 5,6 м.

68

16. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СУЖ АЮ Щ ИЕ УСТРОЙСТВА

Помимо стандартных сужающих устройств, описанных выше, находят применение и специальные сужающие устрой­ ства, не требующие индивидуальной градуировки в соответст­ вии с методическими указаниями Госстандарта РД 50—411—80.

Типы специальных сужающих устройств определяются про­ филями их сечений, показанными на рис. 21.

К специальным сужающим устройствам относятся цилинд­ рические сопла (рис. 21, а), сопла «четверть круга» (рис. 21, б), износоустойчивые диафрагмы (рис. 21, в), диафрагмы с ко­ ническим входом (рис. 21, г), сегментные диафрагмы (рис. 21, д), а также стандартные диафрагмы для измерительных тру­ бопроводов с внутренним диаметром менее 50 мм.

Области применения описываемых сужающих устройств, определяемые диапазонами допустимых значений внутренних диаметров измерительных трубопроводов и сужающих уст­ ройств, а также допустимыми значениями относительных пло­ щадей (модулей) сужающих устройств, приведены в табл. 11.

При измерении расхода газа отношение перепада давления Ар к абсолютному давлению рх на входе сужающего устрой­ ства для цилиндрических сопел не должно превышать 0,29, а для остальных типов сужающих устройств — 0,5.

Расход газа <?н, приведенный к нормальным условиям, про­ ходящий через специальное сужающее устройство, определя­ ется одной из ранее приведенных формул (17) — (19) при под­ становке в них значений коэффициентов расхода а, определяе­ мых нижеприведенными формулами: для цилиндрических со­ пел

а = 0,80017 — 0,01801 т + 0,7022 т2 — 0,322 т 3;				(124)
Т а б л и ц а	11
Допустимые значения внутренних диаметров измерительного тру­
бопровода D	и сужающего устройства d , а также относительно­
го сужения	(модуля) т	специальных	сужающих устройств
Тип		D, мм	d, мм	т
устройства
Цилиндрические сопла		25,0—100,0	2,5—70,0	0,01—0,49
Сопло «четверть круга»		25,0—100,0	6,0—70,0	0,05—0,49
Износоустойчивые диафрагмы		30,0—1000,0	16,0—800,0	0,05—0,64
Диафрагмы с коническим входом		12,5—100,0	6,0—50,0	0,01—0,25
Стандартные диафрагмы для трубо-		14,0—50,0	7,0—40,0	0,05—0,64
проводов с внутренним диаметром
менее 50 мм		40,0—100,0	12,7—70,5	0,10—0,50
Двойные диафрагмы
Сегментные диафрагмы		50,0—1000,0	—	0,10—0,50

69

Рис. 21. Конструкции специальных сужающих устройств.