книги / Приборы и средства учета природного газа и конденсата

4- 0,0012-22 = 0,699;

S T = f O № 9 = 0 , 3 % .

При определении нормальной плотности газа рн из таблиц с тремя значащими цифрами после запятой абсолютная погреш­ ность Лрн может быть принята равной половине единицы млад­ шего разряда последней значащей цифры в табличных значе­ ниях рн. В этом случае абсолютная погрешность Арн опреде­ ления нормальной плотности газа равна 0,0005 кг/м3.

Предельная погрешность определения нормальной плотно­ сти газа при Дрн = 0,0005 кг/м3 и рн=0,727 кг/м3 может быть рассчитана по формуле (115):

6 р„ = 50Др„ / р„ = 50-0,0005/0,727 = 0,03%.

Предельная погрешность определения коэффициента сжимае­ мости Z может быть найдена по формуле (116) при

= у (1 — 0,974)2 (0,792 + 16-0.32 + 4-0.032) + 0,252 = 0,25%.

Для определения предельной погрешности измерения рас­ хода газа 6<з(др) по результатам обработки одного комплекта диаграмм за истекшие сутки регистрирующего дифманометра, манометра и термометра подставим в формулу (95) получен­ ные значения всех погрешностей б«= 0,94%, 6е =0,054%, 6Re=0, 6др= 1,15%, 6р = 0,79%, 6т = 0,03% и 6Z = 0,25%:

6 Q М = У Ч + 4 + 82не + ( 1 / 4( 6 )2н + 32р + 6 р 2 + 6 т 2 + 6 (2) =

= У 0,942 + 0,0542 + (1/4Н0.032 + 1,15s + 0,792 + 0,32Г + +0,252 = 1,2%,.

б Зак. 1628

Глава 3

ДИФМАНОМЕТРЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРЫ

И ПЛОТНОСТИ ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ

3.1. САМОПИШУЩИЕ И ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ДИФМАНОМЕТРЫ, МАНОМЕТРЫ И ТЕРМОМЕТРЫ

В настоящее время для учета газа наибольшее распростра­ нение получила система (рис. 24), содержащая измерительный трубопровод с диафрагмой 1 , сильфонный самопишущий дифманометр 5 с круговой суточной диаграммой и дополнительной записью давления, а также местный жидкостный или дистан­ ционный манометрический термометр 2 со вторичным самопи­ шущим прибором 3. Отбор давлений выполняется с помощью стальных импульсных линий, оснащенных вентильными груп­ пами для включения и выключения дифманометра 5. Для ис­ ключения подачи одностороннего давления в измерительные камеры дифманометра на его входе устанавливается уравни­ тельный вентиль 6 . Для записи давления может также исполь­ зоваться и отдельный самопишущий манометр 4.

Измерительные трубопроводы с сужающими устройствами

обработки дисковых диаграмм с помощью линейных или кор­ неизвлекающих планиметров.

Ниже рассмотрены схемы и конструкции механических са­ мопишущих дифманометров, манометров и термометров.

Сильфонные самопишущие дифманометры.-ГЭти дифманометры служат для измерения и регистрации на круговой су­ точной диаграмме перепада давления на сужающем устройстве. В зависимости от модификации привод диаграмм может осу­ ществляться либо от часового механизма, либо от синхронного электродвигателя. Отдельные модификации самопишущих диф­ манометров имеют дополнительную запись статического дав­ ления, а в ряде случаев — еще и температуры газа.

."Конструктивная схема сильфонного самопишущего дифма­ нометра, измеряющего перепад давления, приведена на рис.25.

Дифманометр содержит сильфонный блок 3 с сильфонами 2

я1 1 , заполненными жидкостью и связанными между собой

штоком 4, ’а также измерительную пружину 8 . Шток 4 через рычаг 5 и торсионную трубку 6 связан с поводком 7, который обеспечивает поворот стрелки-пера 9 самописца, пропорцио­ нальный измеряемому перепаду давления на .диафрагме 1 -

82

O O l O J

Рис. 25. Схема сильфонного самопишущего дифманомстра.

Масса дифманометра типа ДСС около 40 кг. В сильфонном дифманометре ДСС-712 имеется механизм для записи стати­ ческого давления в газопроводе с пределом измерения 0—5, 0—10, 0—16, 0—25, 0—40, 0—60, 0—100, 0—160 кгс/см2 класса точности 1,0. Основная погрешность самопишущих дифманометров фирмы «Фоксборо» (Англия) составляет 0,25 и 0,4%.

Самопишущие манометры. Для записи давления на пунк­ тах учета газа могут также использоваться самопишущие ма-

84

Рис. 26. Сильфонные самопишущие и показывающие дифманометры.

нометры с многовитковой трубчатой пружиной и суточной кру­ говой диаграммой с часовым., приводом (рис. 27). Такой мано­ метр (рис. 27, а) содержит трубчатую многовитковую пружи­ ну 4 с осью 5, поводком 3 и тягой 2, передающими поворот сво­ бодного конца пружины 4 под действием давления стрелкеперу 1.

Самопишущий манометр работает следующим образом. При подаче давления р в полость пружины свободный конец ее раз­ ворачивается и передает угол поворота через ось 5, поводок 3 и тягу 2 стрелке-перу 1, которая отклоняется на угол, пропор­ циональный входному давлению р, измеряя и записывая на су­ точной круговой диаграмме это давление. Отечественной про­ мышленностью выпускаются самопишущие манометры типа МС на давления 0—5, 0—10, 0—16, 0—25, 0—40, 0—60, 0— 100 и 0—160 кгс/см2 класса точности 1,0 и 1,5 (рис. 27, б).

Манометрические самопишущие термометры.. Являются про­ стыми гидроили пневмомеханическими приборами прямого из­ мерения. Принцип действия рассматриваемых термометров ос­ нован на свойстве газов и жидкостей изменять свои давление и объем при изменении температуры. Основным элементом ма­ нометрических термометров является герметично замкнутая термосистема, состоящая из термобаллона, воспринимающего температуру измеряемой среды, соединительного дистанцион­ ного капилляра и упругого чувствительного элемента, связан­ ного с пером самописца. Манометрические термометры харак­ теризуются возможностью измерения и регистрации темпера­ туры без использования электрической энергии, простотой конструкции, большой надежностью в эксплуатации, наличием

85

Рис. 27. Самопишущий манометр типа МС.

равномерной шкалы, взрывобезопасностью и нечувствитель­ ностью к внешним магнитным полям.

Взависимости от вида заполнителя термосистемы промыш­ ленностью выпускаются газовые, жидкостные и конденсацион­ ные парожидкостные манометрические термометры."?

Вкачестве заполнителя термосистем в газовых термомет­

газовые термометры применяются для измерения температуры среды в пределах от —59 до +600 °С, жидкостные — от —50

и типа термометра).

Манометрические газовые термометры, выпускаемые оте­ чественной промышленностью, обозначаются буквами ТГ, жид­ костные— ТЖ, а конденсационные — ТП.

Газовые термометры отличаются простотой заполнения тер­ мосистемы, сравнительно малой температурной погрешностью и наибольшей допускаемой длиной капилляра (до 49 м). Жид­ костные термометры отличаются малой инерционностью и не­ большим размером термобаллона. Преимуществами конденса­ ционных парожидкостных термометров являются небольшая температурная погрешность и сравнительно малые размеры термобаллона,

8<з

Работа манометрического термометра основана на преобра­ зовании измеряемой температуры в пропорциональное давле­ ние жидкости, газа или пара в замкнутой термосистеме с по­ следующим преобразованием этого давления в угол поворота манометрической пружины или в перемещение дна сильфона и связанной с ними стрелки-пера самопишущего прибора.

Конструктивная схема самопишущего манометрического тер­ мометра приведена на рис. 28. Такой термометр содержит тер­ мобаллон 6 , герметично соединенный с капилляром 5, и мано­ метрическую пружину 4, полость которой соединена со вторым концом капилляра 5. Свободный конец манометрической пру­ жины 4 поводком 3 и тягой 2 соединен со стрелкой-пером 1.

При изменении температуры измеряемой среды давление жидкости или газа в полости термобаллона изменяется, благо­ даря чему свободный конец манометрической пружины 4 по­ ворачивается на угол, пропорциональный давлению среды в тер­ мосистеме. Угол поворота свободного конца манометрической пружины посредством поводка 3 и тяги 2 передается стрелкеперу 1 , которая и осуществляет запись измеряемой температуры на круговой диаграмме, приводимой во вращение от часового механизма.

Для защиты термобаллона от механических повреждений, а также для возможности монтажа и демонтажа термометров при наличии в рабочем трубопроводе избыточного давления термобаллон устанавливается в защитной гильзе 7, монтируе­ мой на трубопроводе 8 . Защитная гильза 7 обычно вварива­ ется в трубопровод 8 и заполняется трансформаторным маслом. Диаметр термобаллона жидкостных термометров составляет 12, газовых — 20, а конденсационных — 16 мм. Длина термобал­ лона I зависит от длины соединительного капилляра L и лежит

87

в пределах от 125 до 500 мм при изменении длины капилляра от 1,6 до 40 м. В зависимости от исполнения наружный диа­ метр капилляра в защитном рукаве может быть 5,5 или 7,5 мм.

Класс точности отечественных манометрических термомет­ ров 1,0 и 1,5, термометров фирмы «Фоксборо» — 0,5.

Манометрические термометры выпускаются с записью как одной, так и двух температур. Для записи двух температур в общем корпусе вторичного прибора устанавливаются две ма­ нометрические пружины, раздельно связанные с двумя перьями, осуществляющими запись обеих температур на одной дисковой диаграмме. Двухканальные термометры снабжаются двумя термобаллонами, связанными с манометрическими пружинами отдельными соединительными капиллярами.

Диапазоны измерения газовых самопишущих термометров типа ТГ —50—50;—50—100;—50—150; 0—100; 0—150; 0—200; 0—400; 0—600; 100—300; 200—500; 200—600 °С. Диапазоны измерения жидкостных самопишущих термометров типа ТЖ 0—50; 0—100; 0—150; 0—200; —50—50; —50—100; 50—100; 50—150; 100—300 °С. Диапазоны измерения конденсационных термометров типа ТП —25—35; —10—50; 0—60; 0—100; 25— 125; 100—200; 200—300 °С.

Габаритно-присоединительные размеры вторичных приборов манометрических самопишущих термометров аналогичны га­ баритно-присоединительным размерам самопишущих маномет­ ров, показанных на рис. 27, б.

Жидкостные двухтрубные дифманометрыч Предназначены для измерения разности давлений (перепада давления) на су­ жающих устройствах при различных исследованиях. Принцип действия жидкостных дифманометров основан на уравновеши­ вании разностью столбов жидкости (воды или ртути) перепада давления, возникающего на сужающем устройстве при проте­ кании через него газа. Разность давлений в двухтрубных ма­ нометрах определяется по формуле

где Арт —разность столбов ртути, мм,

Отсчет разности дав­ лений производится по стальной линейке 2. Для подключения дифмано­ метра к сужающему уст­ ройству в блоке 4 имеет­ ся два входных штуцера 5 и 10. Вентильный блок 4 имеет два продувочных вентиля с трубками 1 1 , уравнительный вентиль 8 , а также два входных вентиля 6 и 9 для вклю­ чения или отключения дифманометра. Стрелоч­

ный манометр 7 служит

Рис. 29. Жидкостный дифманометр ДТ-50.

для контроля статисти­ ческого давления.

Дифманометр ДТ-50 рассчитан на измерение разности дав­ ления, соответствующего давлению водяного или ртутного стол­ ба высотой до 0,5 м при статических давлениях до 5 МПа. Погрешность дифманометра не превышает ±1 мм столба жид­

89

Рис. 30. Схема электрического

дифманометра с емкостным преоб* разователем.

Мембранные дифманометры с выходными унифицирован­ ными токовыми сигналам^ 'Дифманометры с электрическими выходными сигналами предназначены для использования в ав­ томатизированных расходоизмерительных комплексах и служат для преобразования измеряемого перепада давления в унифи­ цированные токовые сигналы 0—5; 0—20 или 4—20 мА. Для использования на объектах газовой промышленности эти диф­ манометры должны иметь взрывобезопасное исполнение?)

Отечественной промышленностью выпускаются взрывобезо­ пасные дифманометры с унифицированным токовым выходом типа «Сапфир-22ДД-Ви» классов точности 0,25 и 0,5% 19]. Од­ нако дифманометры типа «Сапфир-22ДД-Вн» в настоящее время имеют достаточно большую зависимость выходного сиг­ нала от изменения статического давления в трубопроводе и температуры окружающего воздуха (до 4%), что затрудняет их использование в расходоизмерительных комплексах высо­ кой точности. Минприбором ведутся работы по снижению до­ полнительных погрешностей дифманомегров «Сапфир-22ДД-Вн».

В последнее время рядом зарубежных фирм, таких как«Роземаунт» (США), «Ёкогава» (Япония) и др. разработано новое поколение высокоточных взрывобезопасных электрических дифманометров с использованием емкостных преобразователей.

Принципиальная схема дифманометра с емкостным преоб­ разователем показана на рис. 30.

Такой дифманометр содержит измерительные мембраны 3 и 13, установленные в корпусах 1 и 2, разделительную мемб­ рану 1 2 , обкладки измерительного конденсатора 1 0 с выводами 6 и 8 и электронный блок 7. Давление pi подводится в камеру

90