книги / Расходомеры и счетчики газа, узлы учета

давлений на нем 0 -5 кПа, диапазон измерений 0,016-16 м3/ч, погрешность ±1,5 % . Номиналы G l,6; G2,5; G4; G6 и G10.

Оптоэлектронный расходомер-счетчик в общем случае имеет структуру, приведенную на рис. 1.15, и работает следующим обра­ зом [39].

В исходном состоянии СУ 2 полностью перекрывает трубопро­ вод 1, при этом датчик разности давлений 8 измеряет избыточное (абсолютное) давление в трубопроводе 1, которое запоминается в микропроцессоре — блоке управления 6. Потребитель с помощью кредитной микросхемной карточки посредством считывателя 7 оп­ лачивает определенный объем ресурса (газа), после чего микропро­ цессор 6 выдает шаговому манипулятору 4 сигнал открытия СУ 3 в камере 5 до номинальной величины отверстия (СУ). При расхо­ довании газа возникает перепад давления на сужающем устрой­ стве 2, который преобразуется датчиком разности давлений 5, бло­ ком фотоприемников 10, усилительным блоком И в выходные электрические сигналы, поступающие в микропроцессор 6, где пре­ образуются в величину, пропорциональную нормированной разно­ сти согласно соотношению:

Рис. 1.15. Схема счетчика ИС-703

41

ГЛАВА 2. ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ

ИСЧЕТЧИКИ

Ктахометрическим относятся расходомеры и счетчики [9],

вкоторых имеется вращающийся элемент со скоростью, пропорци­ ональной объемному расходу. Это турбинные, крыльчатые, шари­ ковые, роторно-шаровые и камерные (к последним относятся бара­ банные, с измерительными мехами, или иначе мембранами, диа­ фрагмами, а также поршневые, ротационные и др.).

Обычно расходомерами называют приборы, выходной сигнал (или показания) которых пропорциональны скорости вращения преоб­ разователя, а счетчиками — приборы, в которых общее число обо­ ротов или ходов преобразователя пропорционально количеству газа (объему или массе).

2.1.ТУРБИННЫЕ И РОТОРНО-ШАРОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

ИСЧЕТЧИКИ

Втурбинных расходомерах и счетчиках винтообразная или с лопатками ось располагается вдоль потока, а в крыльчатых пер­ пендикулярно к потоку. У роторно-шаровых расходомеров шар или другое тело вращается вокруг своей оси под воздействием по­ тока. Эти приборы также называют левитирующими, или расходо­ мерами с гидродинамической подвеской ротора.

Ниже приводятся краткие технические данные наиболее харак­ терных и широко распространенных расходомеров «Тургас» Ива- но-Франковского завода [9], газосчетчиков TRZ и ТГС Арзамасско­ го приборостроительного завода, ТРСГ Белгородской фирмы «ЕНХА», расходомеров-счетчиков «Тигрис» и «Марс» разработки НИИтеплоприбор [17, 33], левитирующего счетчика газа ЛИС-1 фирмы «Цен- нер-водоприбор» в Москве и др.

Расходомеры «Тургас». Своеобразную конструкцию имеет тур­ бинный преобразователь ПРГ-400 расходомера и счетчика газа типа «Тургас» (рис. 2.1). Передний направляющий аппарат 18 не толь­ ко служит обтекателем и струевыпрямителем, но одновременно разделяет проходное сечение для газа на две кольцевые части — наружную, основную 6 и и внутреннюю, байпасную 7. В первой находится измерительная турбинка 13, во второй — вспомогатель­ ная (приводная) турбинка 17, предназначенная для вращения вала 14, с которым она жестко связана. На правом конце вала 14 расположены шарикоподшипники, на которые опирается измери­ тельная турбинка 13. Это сделано для облегчения работы под­ шипников. Турбинка 13 вращается быстрее турбинки 17, но ее подшипники работают при угловой скорости, равной лишь разно­ сти угловых скоростей обеих турбинок. Вал 14 со своими подшип-

43

ным тахометрическим преобразователем ПСК-1 (на рис. 2.1 не показан). В последнем имеются включенные встречно две катуш­ ки, между которыми расположены магнит и сердечник с регулируе­ мым винтом. При пересечении отметчиками силовых линий пре­ образователя ПСК-1 в катушках последнего наводится ЭДС и воз­ никает частотно-импульсный сигнал, поступающий на вход элект­ ронного блока БИР, в котором он усиливается, формируется в сиг­ нал прямоугольной формы с амплитудой импульсов от 5 до 100 мВ при частоте от 40 до 400 Гц. Этот сигнал поступает в счетный механизм или преобразуется в постоянный ток от 0 до 5 мА. Выпускают три модификации электронного блока: БИР-1 без счет­ чика, но с микроамперметром и выходным сигналом постоянного тока; БИР-2 со счетчиком, но без микроамперметра и выходного сигнала; БИР-3 со счетчиком, микроамперметром и выходным сиг­ налом постоянного тока.

Турбинные преобразователи типа ПРГ предназначены для дав­ лений до 0,6 МПа и температур газа от 0 до 50 °С. Изготовляют следующие типоразмеры: ПРГ-100, ПРГ-200, ПРГ-400, ПРГ-800 и ПРГ-1600 на предельные расходы 100, 200, 400, 800, 1600 м3/ч и диаметры условного прохода 65, 80, 100, 150 и 200 мм соответ­ ственно. Наибольшая потеря давления 1200 Па при ?тах. Основ­ ная погрешность в диапазоне 40-100 % gmax равна по расходу ±1 % от gmax и по количеству ±1 % от измеряемой величины; в диапазоне 20-40 % qmax по расходу — ±1,5 % от gmax, в диапа­ зоне 30-40 %дтах по количеству — ±1,5 % от измеряемой вели­ чины.

У преобразователей ПРГ-100 и ПРГ-200 измерительная турбинка помещена первой по ходу потока и вместо пластин в каче­ стве отметчиков имеет стержни, закрепленные на ее ступице, а бай­ пасный канал выполнен с наружной стороны корпуса и снабжен регулировочным элементом — сменной шайбой. У преобразовате­ ля ПРГ-1600 вспомогательная турбинка помещена перед измери­ тельной, как и в базовой конструкции ПРГ-400, но для лучшей компенсации большого осевого усилия в ПРГ-1600, помимо того что на ступицу измерительной турбинки сзади действует повы­ шенное давление, с помощью нескольких полых трубок, установ­ ленных в проточной части, с отверстиями, обращенными по потоку, на турбинку спереди подается пониженное давление. Кроме того, эти трубки, турбулизируя поток, улучшают характеристику преоб­ разователя.

Счетчики TRZ. Фирма «ГазЭлектроника» (г. Арзамас) произ­ водит турбинные счетчики газа серии TRZ типоразмеров G2500 (Qmax = 4000 м3/ч) и G4000 (Qmax = 6500 м3/ч), рассчитанных на рабочее давление 1,6 МПа и 6,3 МПа. Конструкция этих счетчи­ ков аналогична конструкции турбинных счетчиков газа, выпускае­ мых фирмой «Elster». Измерительные патроны, устанавливаемые в эти счетчики газа, производятся и тарируются фирмой «Elster». Счетчики производства фирмы «ГазЭлектроника» аналогичны по

45

своим техническим характеристикам счетчикам, производимым фирмой «Elster», но дешевле их.

Счетчик TRZ может поставляться вместе с корректором ЕК-260, который кроме контроля ряда параметров узла учета про­ изводит расчет объема газа, приведенного к стандартным услови­ ям, определяет значение мгновенного расхода газа, а ЕК-87 также ведет контроль целостности лопастей измерительного турбинного колеса. По заказу счетчик комплектуется электронным корректо­ ром ЕК-88.

Технические характеристики турбинных счетчиков газа серии TRZ типов G16—G16000 приведены ниже:

Эта же фирма выпускает газовые фильтры, предназначенные для качественной защиты газового оборудования (счетчиков газа, регу­ ляторов давления газа, клапанов, горелок и т. д.), систем воздухоснабжения и кондиционирования от содержащихся в проходящем через них воздухе, природном или другом газе смолистых веществ, пыли, песка, металлической окалины и других твердых частиц. Применение фильтров значительно повышает надежность работы вышеперечисленного оборудования и срок его службы.

Счетчики ТГС, ТРСГ, «Тигрис», «Марс». Счетчики ТГС, ТРСГ, «Тигрис», «Марс», технические характеристики которых представ­ лены в табл. 2.1, разработаны в НИИтеплоприбор. Из них только «Марс» имеет вычислительное устройство, датчики Т и Р.

В расходомере-счетчике «Марс» в качестве датчика абсолютно­ го давления используется датчик ДАД, имеющий относительную погрешность измерения не более 0,4 % в диапазоне изменения рабочего давления 1 :4 , что позволяет повысить точность измере­ ния комплекта. Температура измеряется с помощью серийного пла­ тинового термометра. Результаты измерений объема, давления и температуры газа обрабатываются с помощью микропроцессорного преобразователя, обеспечивающего вычисление и индикацию на буквенно-цифровом дисплее коэффициента сжимаемости, давления, температуры, текущего измерения расхода в м3/ч; объема протек­ шего газа в м3; информацию о выходе любого из индицируемых параметров за пределы нормального режима эксплуатации, архи­ вирование часовых, суточных и декадных результатов измерений и выдачу их по запросу оператора; дистанционную передачу резуль­ татов измерений; вывод данных на принтер.

46

Наличие резервного питания позволяет сохранить работоспо­ собность системы и восстановление данных при возобновлении элек­ тропитания после перерывов длительностью до 72 ч.

Приборы обеспечивают измерение расхода газа в диапазоне 2025 000 м^/ч при стандартных условиях. Погрешность измерений в зависимости от способа градуировки может составлять 1-1,5 %. Динамический диапазон измерений не менее 50:1.

В целях создания счетчика тепловой энергии газа разработан ав­ томатический измеритель удельной теплоты сгорания газа. Принцип действия измерителя аналогичен принципу действия калоримет­ ра Юнкерса. Основная погрешность прибора не превышает 0,5 %.

Разработано программное обеспечение для микропроцессорного вычислительного устройства, применяемого в комплексе расходо­ мера «Марс» для вычисления тепловой энергии газа. Благодаря этой разработке комплекс «Марс» кроме сведений о количестве протекшего газа сможет выдавать информацию о количестве пере­ данной потребителю потенциальной тепловой энергии.

Счетчики СГ. Счетчик газа СГ (рис. 2.2) предназначен для из­ мерения объема плавноменяющихся потоков очищенных неагрес­ сивных одно- и многокомпонентных газов (например, природный газ, воздух, азот, аргон с плотностью при стандартных условиях не менее 0,67 кг/м3) в установках промышленных и коммунальных предприятий и для учета при коммерческих операциях. Для кис­ лорода счетчики неприменимы.

На базе СГ выпускаются счетчики газа СГ-16М, СГ-75М-1, адап­ тированные под установку электронного корректора ЭК/88 фирмы «Эльстер».

47

Квантометры серии QAe оснащены 6-разрядным электронным счетнопоказывающим устройством, которое регистрирует суммар­ ный объем прошедшего через квантометр газа в кубических мет­ рах, отображает значение мгновенного расхода в кубических мет­ рах в час, а также производит архивирование значения объема газа, прошедшего через квантометр, на заданный календарный день.

Отличительные особенности конструкции:

подшипники не требуют дополнительной смазки в течение все­ го срока эксплуатации;

специальное исполнение позволяет применять квантометры для учета кислорода и агрессивных газов;

возможна эксплуатация как при горизонтальном, так и при вер­ тикальном направлениях потока газа;

квантометры снабжены низкочастотным датчиком импульсов Е1 (герконовый контакт); по заказу квантометры могут быть до­ полнительно оснащены среднечастотным датчиком импульсов Е200; сочетание различных типов датчиков позволяет использо­ вать данные квантометры в системах автоматического регулирова­ ния и контроля.

Общие технические характеристики квантометров приведены ниже и в табл. 2.3.

Погрешность измерения, % , не более:

Допустимое кратковременное превышение нагрузки по измеряе­ мому расходу газа составляет 160 % от максимального значения.

Корпус квантометра выполнен из высокопрочной, коррозионностойкой стали.

Применяют квантометры различных типов для целей техничес­ кого контроля в промышленности.

Кроме описанных выше в реестр Росстандарта включены при­ боры:

турбинные расходомеры-счетчики «Приз», разработанные в НИИтеплоприбор на диапазоны измерения от 20 до 1600 м3/ч дляПу, равных 80,100,150, 200 мм, с погрешностью ±1,5 % , меж­ поверочный интервал 3 года;

крыльчатые расходомеры СГК, выпускаемые АО «Старорусприбор», с диапазоном измерения 4-40 м3/ч, межповерочный интервал 3 года;

50