Система измерения газов в трубопроводах

Рубрика: Технологии и решения

Для системы контроля загрязнения воздуха нужен расходомер, который обеспечит точные измерения, будет прост в монтаже, настройке и эксплуатации и не потребует постоянного обслуживания. Идеально, если прибор можно поверить без демонтажа с высокой трубы и остановки технологического процесса.

  • Подобрать расходомер, который отвечает всем перечисленным критериям, можно, если обратить внимание на термально-массовые расходомеры FCI.
  • В статье рассмотрим, какие сложности есть в измерении отходящих дымовых газов, какие технологии существуют на рынке и на что обратить внимание при выборе термально-массовых расходомеров для систем контроля загрязнения воздуха.
  • Материал будет особенно полезен специалистам, кто занимается подбором компонентов для системы экологического мониторинга и их последующим обслуживанием.

Цель измерения расхода газа

Контроль выбросов в атмосферу начинается с точного и надежного измерения расхода газа. Всем известна старая отраслевая истина, которая гласит: «Вы не можете контролировать то, что не можете измерить». Это полностью справедливо и здесь.

Современные установки на заводах почти во всех отраслях оснащаются системами контроля загрязнения воздуха отходящим дымовым газом.

Но они могут оказаться неэффективными, если расходомер, как важнейший элемент системы, проводит измерения неточно или не обладает требуемой надёжностью и стойкостью к сложным условиям эксплуатации.

Обратимся к блок-схеме на рисунке 1. На ней показано, что перед запуском технологического процесса идёт настройка оборудования.

При этом отлаженная установка в дальнейшем требует постоянного контроля, чтобы технологический процесс шел оптимально. Если этого не происходит, мы опять возвращаемся к настройке.

Стоит обратить внимание, что в центре этой блок-схемы находится процесс измерения, который определяет дальнейшие действия: оценку и контроль результатов и настройку.

Система измерения газов в трубопроводах

Рисунок 1. Качественная блок-схема жизненного цикла производственной установки

Для непрерывного мониторинга требуется система постоянного контроля выбросов в атмосферу – CEMS. В России эти системы регулируются ФЗ 219 «Об охране окружающей среды» и приказами Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации.

Итак, зачем измерять расход отходящих дымовых газов? У этой задачи 3 цели: соблюдение государственных нормативных требований, контроль технологического процесса и узел учёта для оплаты штрафных санкций.

Поэтому, и учитывая также сложность процесса измерения дымовых газов, необходимо использовать решение, которое работает точно и надежно в широком диапазоне расходов и суровых условиях с искаженным и спиралевидным профилем потока.

Система измерения газов в трубопроводах

Сложности при измерении расхода дымовых газов

Дымовые газы — это парниковые газы смешанного состава, которые являются побочным продуктом процессов промышленного горения.

Как правило, дым удаляется через большую трубу, круглые или прямоугольные газоходы или вентиляционные трубопроводы, присоединенные к технологическому или промышленному производственному оборудованию: котлу, печи, парогенератору, через которые отходящие газы покидают рабочую зону.

В зависимости от типа промышленного предприятия, протекающих процессов, используемого топлива и уровня эффективности горения, дымовые газы обычно представляют собой смесь углеводородов и неорганических компонентов:

  • SO2 (диоксид серы). Очень токсичен. Симптомы при отравлении — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.
  • СO (угарный газ). Очень токсичен. Признаки отравления: головокружение, шум в ушах, мерцание перед глазами, судороги, потеря сознания, кома.
  • NO (оксид азота II). Токсичен. Вызывает отек легких, оказывает действие на кровь, приводя к образованию метгемоглобина. Может привести к смерти. Эффекты могут быть отсроченными.
  • NO2 (диоксид азота IV). Особо токсичен. Числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, сильнейшим неорганическим ядом. Вызывает отёк лёгких, изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание гемоглобина.

Измерение потока дымовых газов — нестандартная и сложная задача. Расход дымового газа постоянно изменяется в зависимости от сырья, находящегося в производстве, графиков рабочей нагрузки и сезонных колебаний температуры и влажности. Эта изменчивость может привести к нерегулярным вихревым потокам в дымоходе, которые трудно измерить без многоточечной схемы.

Монтаж и настройка расходомеров на трубах большого диаметра, прямоугольных дымоходах и вентиляционных каналах имеют целый ряд особенностей, которые часто сопровождаются дополнительными затратами на строительно-монтажные работы.

При этом решение этих особенностей еще не гарантирует надёжную работу всей системы CEMS.

Отсутствие прямолинейных участков трубопровода, искаженный профиль потока, низкие скорости газа и необходимость гибкой регулировки являются общими проблемами для большинства технологий измерения расхода.

Кроме того, газ может быть грязным, с большим количеством взвесей, высокой температуры, что может привести к ухудшению качества измерений, а также засорению и загрязнению сенсора расходомера. Всё это приводит к дополнительным сервисным работам по техническому обслуживанию или преждевременному выходу прибора из строя.

Выбор доступных технологий измерения расхода

Для комплектации системы экологического мониторинга в первую очередь необходимо выбрать подходящую технологию:

  • расходомеры, работающие по перепаду давления,
  • ультразвуковые расходомеры,
  • термально-массовые расходомеры.

Система измерения газов в трубопроводах

Все эти технологии имеют свои преимущества и недостатки. Инженеры и технологи при выборе должны учитывать геометрию трубопровода и профиль потока, наличие грязи и налипаний, особенности монтажа, настройки и калибровки расходомера, температуру и влажность газа, сокращение работ, связанных с обслуживанием, и понимать выгоду от точных измерений применительно к их конкретной задаче.

Острый вопрос – поверка расходомера. Желательно выбрать такой прибор, который будет обладать максимально возможным межповерочным интервалом. А для проведения процедуры поверки не потребуется производить демонтаж или останавливать технологический процесс, так как всё это сопряжено с большими затратами для предприятия.

Система измерения газов в трубопроводах

Учитывая эти факторы, а также особенности работы предприятия, условия окружающей среды, графики технического обслуживания, затраты на электроэнергию и рентабельность инвестиций, вскоре после начала поиска оптимального решения будет легко сузить поле для выбора.

Термально-массовые расходомеры

Для точного и надёжного измерения расхода отходящих дымовых газов мы, компания «НТА-Пром», предлагаем термально-массовые расходомеры компании FCI (Fluid Components International). Они обладают рядом технических преимуществ, которых нет у других технологий.

Система измерения газов в трубопроводах

Если в потоке горячих дымовых газов есть завихрения, то более точные результаты обеспечит многоточечное измерение с возможностью усреднения. С термально-массовыми расходомерами FCI проводить измерение можно одновременно в 8 точках. Точное количество точек определяется конкретной задачей.

Сложность монтажа – еще один фактор, влияющий на выбор расходомеров.

Для одних нужны монтажные площадки на разной высоте, для других – точки установки, где газ имеет более низкую температуру, для третьих – системы продувки, так как пыль и грязь в момент забивает сенсоры.

Справятся с этими сложностями расходомеры, которые обладают широким выбором опций по монтажу, устанавливаются в одной плоскости и у которых нет точек застоя продукта, где пыль, взвеси и золы забьют сенсоры чувствительного элемента.

Как раз такими характеристиками обладают расходомеры FCI в стандартной и высокотемпературной версии.

Если смотреть на задачу измерения расхода газа в разрезе всего жизненного цикла системы мониторинга, следует сразу понять и решить, как поверять расходомер. Найти поверочную установку с многометровой трубой и горячим газом не удастся. Да и проводить демонтаж приборов, останавливать половину завода без финансового ущерба для предприятия тоже не получится.

Интервал между поверками термально-массовых расходомеров FCI – 5 лет. Более того, проведение поверки возможно по месту эксплуатации без остановки технологического процесса и демонтажа прибора имитационным методом.

Обратить внимание необходимо и на важность калибровки расходомера. На первый взгляд может показаться, что это последнее, о чём нужно задумываться. Но как показывает наш опыт – это далеко не так. Мы изучили этот вопрос и подробно описали его в статье «Зачем нужна калибровка расходомеров на реальном газе»?.

Выводы

Когда Вы выбираете технологию измерения отходящих дымовых газов, сравнивайте такие критерии, как точность, надежность, затраты на приобретение, затраты на установку и настройку и стоимость жизненного цикла. Так Вы увеличите вероятность выбора наилучшего решения.

Если возникла проблема, обратитесь к Вашему поставщику расходомеров – компании «НТА-Пром». Возможно, Ваша новая задача окажется для нас совсем не новой, так как уже была многократно успешно решена.

Также рекомендуем ознакомиться со статьёй про уникальное решение измерения отходящих дымовых газов – многосенсорный термально-массовый расходомер MT100.

Решение FCI для экологического мониторинга

Читайте также:  Что такое сварка ультразвуком

Решение по измерению расхода в больших трубопроводах и в задачах учета выбросов в атмосферу — «экомониторинг». Повышайте экономические показатели предприятия за счет повышения производительности агрегатов установок, оптимизации технологических процессов и снижении затрат на обслуживание вместе с решениями по учету газов FCI от компании «НТА-Пром».

Единицы измерения параметров газа

Главная / Техническая информация / Технические статьи / Газовое оборудование промышленных предприятий / Единицы измерения параметров газа

Измерение давления газа. Величину избыточного давления газа измеряют манометрами, а для получения абсолютного давления необходимо к избыточному давлению прибавить атмосферное давление.

В системе СИ единица измерения давления — паскаль (Па), которая обозначает давление, вызываемое силой 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м2. Соотношения между единицами измерения давления приведены в таблице ниже.

Соотношение между единицами давления газа

Обозначение
единиц
Па дин/
см2
кгс/м2 кгс/см2
(ат)
бар мм вод. ст. мм рт. ст.
1 паскаль(Па) 1 10 0,102 102*10-6 10-5 0,102 7,5*10-3
1 дин/см2 0,1 1 10,2*10-3 1,02*10-6 10-6 10,2*10-3 750*10-6
1 кгс/м2 9,81 98,1 1 10-4 98,1*10-6 1 73,56*10-3
1 кгс/см2 (ат) 98,1*103 98*103 104 1 0,981 104 735,6
1 бар 105 106 10,2*103 1,02 1 10,2*103 750
1 мм вод. ст. 9,81 98,1 1 10-4 98,1*10-6 1 73,56*10-3
1 мм рт. ст. 133,3 1333 13,6 1,36*10-3 1,333*10-3 13,6 1

Измерение температуры. При нагревании тела расширяются и увеличиваются в объеме. Больше всего расширяются газообразные тела, меньше — твердые. Например, газопровод длиной 100 м при нагревании до 100 °С увеличит свою длину только на 12 см; 100 л воды при нагревании до 100 “С увеличат свой объем на 4 л. При нагревании газа от 0 до 273 °С его объем увеличивается в два раза.

Температуру газа измеряют жидкостными термометрами, шкала которых имеет две постоянные точки: таяния льда (0 °С) и кипения воды (100 °С). Наиболее точны и просты в обращении ртутные термометры.

Применяют также и шкалу Кельвина, в которой точка 0 соответствует абсолютному нулю, то есть такой степени охлаждения тела, при которой прекращается всякое движение молекул любого вещества.

Абсолютный нуль, принимаемый за начало отсчета температур в системе СИ, в технической системе равен 273,16 °С. Таким образом, показания абсолютной шкалы больше на 273,2 °С.

Пример. Если продукты сгорания газа имеют температуру по Цельсию 200 °С, то по абсолютной шкале Кельвина та же температура равна 200 + 273,16 = 473,16 К.

Измерение количества теплоты. В качестве основной единицы измерения количества теплоты ранее принималась калория (кал) — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 г дистиллированной воды для повышения ее температуры с 19,5 до 20,5 °С при давлении 101,325 кПа.

В теплотехнике применяется укрупненная единица измерения — килокалория (ккал), равная 1000 кал. Килокалория — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг дистиллированной воды для повышения ее температуры на 1 °С.

В системе единиц СИ теплота выражается универсальной единицей — джоулем (Дж). Джоуль — это работа, которую совершает сила в 1 Н на пути в 1 м. Можно применить и более крупную и удобную единицу (килоджоуль, кДж), равную 1000 Дж, 1 Дж = 0,239 кал.

Количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 м3 газа, называется удельной теплотой сгорания газового топлива. Теплоту сгорания газа измеряют в ккал/м3 при температуре 20 °С и давлении 760 мм рт. ст. Различают низшую теплоту сгорания QH и высшую QB.

  • Высшую и низшую теплоту сгорания природного газа подсчитывают по следующим формулам:
  • QB = 95СН4 + 167C2H6 + 237C3H8 + 307C4H10
  • QH = 85,5CH4 + 152C2H6 + 218C3H8 + 284С4Н10 ,

где CH4, C2H6, С3Н8, C4H10 — содержание в природном газе метана, этана, пропана и бутана в процентах по объему. Цифровые значения обозначают низшие и высшие теплоты сгорания метана, этана и т. д., пересчитанные на 1 % горючего компонента.

Перевод физических единиц количества теплоты в систему СИ приведен в таблице ниже.

Перевод количества теплоты, выраженной в калориях, на джоули

  1. Кало
  2. рии,
  3. кал
Калории, кал
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Джоули, Дж
0 0 4,2 8,4 12,6 16,7 20,9 25,1 29,3 33,5 37,7
10 41,9 46,1 50,2 54,4 58,6 62,8 67 71,2 75,4 79,5
20 83,7 87,9 92,1 96,3 100,5 104,7 108,9 113 117,2 121,4
30 125,6 129,8 134 138,1 142,4 146,6 150,7 154,9 159,1 163,3
40 167,5 171,7 175,8 180 184,2 188,4 192,6 196,8 201 205,9
50 209,3 213,5 217,7 221,9 226,1 230,3 234,5 238,7 242,8 247
60 251,2 255,4 259,6 263,3 268 272,1 276,3 280,5 284,7 288,9
70 293,1 297,3 301,4 305,6 308,9 314 318,2 322,4 326,6 330,8
80 334,9 339,1 343,3 347,5 351,7 355,9 360,1 364,3 368,4 372,6
90 376,8 361 385,3 389,4 393,6 397,7 401,9 406,1 410,3 414,5
Примечания:

  1. 6055 кал = 6000 кал + 55 кал = 251,2-100 Дж + 230,3 Дж = 25350,3 Дж.
  2. Чтобы перевести величину количества теплоты, выраженную ккал, в Дж, надо приведенную в таблице величину умножить на 1000.

Для удобства сравнения различных видов топлива введено понятие условного топлива, теплоту сгорания которого принимают равной 7000 ккал/кг, или 29288 кДж/кг.

Чтобы привести любое топливо к условному, необходимо значение его низшей теплоты сгорания разделить на эту величину. Величина, показывающая, во сколько раз теплота сгорания данного топлива больше теплоты сгорания условного топлива, называется тепловым эквивалентом.

Для метана тепловой эквивалент

Ккал = QH/7000 = 8558/7000 = 1,22,

где QH — низшая теплота сгорания метана, ккал/м3; 7000 — теплота сгорания условного топлива. 1 м3 метана эквивалентен 1,22 кг условного топлива.

Измерение объема и плотности газов. Объем газа измеряют в кубических метрах (м3). В связи с тем, что объем газов значительно изменяется при нагревании, охлаждении и сжатии, для сравнения объемных количеств газа их приводят к нормальным и стандартным условиям.

Нормальными условиями принято считать температуру 0 °С (273,2 К) и давление 101,325 кПа.

На практике за единицу измерения количества газа принимают 1 м3 газа, взятого при давлении 101,325 кПа, температуре 20 °С и нулевой влажности. Эти условия принято считать стандартными.

Для пересчета параметров, характеризующих состояние газа, на нормальные или стандартные условия можно использовать следующие формулы:

  • приведение газа к нормальным условиям

Система измерения газов в трубопроводах

  • приведение газа к стандартным условиям

Система измерения газов в трубопроводах

где V0 — объем газа при нормальных условиях; Vt — объем газа при заданном давлении и температуре t, °С; Рt — давление газа в момент измерения объема газа при температуре 1, °С; Р0 — нормальное давление газа (101,325 кПа); 273,2 — нормальная температура, К; V20 — объем газа при стандартных условиях, то есть при t = 273,2 + 20 = = 293,2 К и давлении Р0.

Масса газа в единице объема называется плотностью. Применительно к газам плотность имеет размерность кг/м3 и определяется обычно при температуре 0 °С и давлении 101,325 кПа.

Чтобы показать, насколько 1 м3 данного газа легче или тяжелее 1 м3 воздуха, определяют относительную плотность. Для этого необходимо плотность газа разделить на плотность воздуха при нормальных условиях.

Измерение давления газа

Давайте по порядку разберемся, какими приборами мы сможем измерять давление газа.

Приборы для измерения давления

Нередко появляется острая необходимость в приборе для измерения давления жидкостей и газов.

Рабочие рамки давления требуют непрерывного контроля в каждой трубопроводной системе или емкости, и для этого применяют устройства для измерения давления газа или измерительные установки.

Читайте также:  Технология сварки труб пнд для холодного водоснабжения

Хороший измеритель давления газа будет гарантом постоянной работы оборудования, независимо от используемой системы, где присутствует давление, будь это газовый трубопровод, отопительная схема или кругооборот замкнутого типа.

Факторы, которые стоит учитывать при выборе газового измерительного устройства:

  • Какой принцип работы.
  • Вид измеряемого давления.
  • Разновидность класса точности.
  • Применение и его назначение.

Манометры давления

Система измерения газов в трубопроводахМанометр – это измерительное устройство или установка для измерения дифференциального (например, dp05 датчик дифференциального давления жидкостей газов), абсолютного или избыточного давления. Наиболее распространенные предназначены для измерения только избыточного давления. «Ноль» в таком устройстве находится в соответствии с уровнем давления воздуха. Есть манометры, которые предназначены для универсального измерения, например, фд 09 — измеритель давления газа.

В чем измеряется давление газа

1 Ньютон на метр квадратный равен 1 Паскаль, а 1 атмосфера равна 101325 Паскаль. Такая единица, как «Бар» равна 105 Па.

По назначению выделяют следующие виды манометров для измерения давления газа:

  • Общетехнические.
  • Эталонные.
  • Специальные.

Какими приборами измерить давление газа

На данный момент, передовые технологии позволяют использовать разные типы устройств, что показывают значение давления в определенных интервалах:

  • Электронные манометры – приборы высокоточные. Такие устройства могут работать от 0, до предельных температурных значений. Одним из таких устройств является электронный манометр для измерения давления газа ht.
  • Мановакуумметры используется при чрезмерных характеристиках от — до +.
  • Вакуумметры (подразделяются на тягомеры и менее распространенные тягонапоромеры) предназначены для пониженного атмосферного давления в диапазоне от -1 до 0.
  • Манометры, что предназначены для экстремально пониженных значений до +40 кПа.

Установка манометра

Устройство должно быть расположено на открытом месте не выше 3 метров от уровня площадки, чтобы службы контроля смогли распознать его показания. Манометр устанавливают на трубопроводе между запирающей арматурой и емкостью.

Корпус устройства в поперечнике по правилам должен быть больше или равняться 10 см.

Для того, чтобы отличить тип используемого манометра, они окрашены в разные тона.

  • Голубой – используется в кислородных устройствах.
  • Желтый – для аммиачных устройств.
  • Красный – для воспламеняемых газов.
  • Черный – для не горящих газов.
  • Белый – используется для устройств с ацетиленом

Установка манометра может производиться несколькими способами:

  • Прямым путем.
  • На трехходовой кран.
  • С помощью импульсивной трубки.

Прибор контроля давления газа buderus

Прибор контроля давления газа предназначен для отключения котла при падении давления газа в магистрали и является дополнительным оборудованием для котлов Buderus.

Предотвращает аварийное отключение котла и защищает от прогорания газовой горелки при низком давлении газа в магистрали, а именно завершает работу котла. После восстановления нормального давления газа, котел автоматически включается.

Технические характеристики датчика давления котла Будерус

  • Тип: автоматика для котлов.
  • Страна производитель: Германия.
  • Гарантия: 1 год.
  • Внешнее исполнение: прямоугольная форма.
  • Внешнее исполнение: цвет черный.
  • Технические характеристики: высота — 0,17 см, глубина — 0,12 см, ширина — 0,22 см.

Функции и оснащение: возможность программирования — нет, индикация давления.

Подводя итоги, предлагаю посмотреть несколько видео об измерительных газовых приборах.

Вам также может понравиться

Как и в чем измеряется расход газа: методы измерения и виды приборов учета

Расходомер – устройство для измерения объемного или массового расхода вещества, включая природный газ, горючие, агрессивные газы, продукты разделения воздуха.  Вычисление объемов потока на предприятиях промышленной отрасли или в быту можно выполнить и без привлечения специалистов.

Далее мы расскажем как и в чем измеряется газ, приведем описание приборов которые используются для этой цели, а также рассмотрим основные методы определения расхода газа.

Прямой метод измерения потребления газа

  • Объем газа вычисляют в кубических метрах, реже используются другие единицы массы, такие как тонны или килограммы, как правило, для технологических газов.
  • Прямой метод – это единственный метод, обеспечивающий  прямое измерение объема проходящего газа.
  • К слабым сторонам приборов, вычисляющих объемный или массовый расход вещества, относятся:
  1. Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.

  2. Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
  3. Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
  4. Крупные габариты устройств.

Многочисленные достоинства этого метода перекрывают перечисленные недостатки, благодаря чему и он и получил наибольшее распространение по числу установленных счетчиков.

С помощью расходомера можно вычислить объем или массу вещества в единицу времени.

Установка на наклонном участке трубопровода позволит уменьшить ошибку измерения

В их числе – прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как на входе, так и на выходе, что позволяет сократить УУГ.

Ширина диапазона составляет до 1:100. Для этой цели применяются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут использоваться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.

Косвенные методы измерения

Эти методы предусматривают вычисление, к примеру, скорости потока вещества через заданную площадь сечения. Для получения максимально точных результатов необходимо выровнять скорость движения газа.

Измерение расхода газа по перепаду давлений

Один из самых распространенных и изученных методов расхода газа, основанный на использовании сужающего устройства, имеет несколько преимуществ, включая простоту механизма преобразователя расхода, действие которого направлено на измерение перепада давления вещества, протекающего через местное сужение в газовом трубопроводе. Для проведения расчетов не потребуются расходомерные стенды.

Несмотря на наличие полной научно-технической базы, этот метод измерения имеет несколько существенных недостатков – небольшой диапазон измерения, который даже с учетом многопредельных датчиков давления, не превышает значение 1:10.

Стандартные сужающиеся устройства производят по специальной технологии, с высокими требованиями к шероховатости.

Допускается их использование исключительно на гладких трубопроводах

Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах повышают чувствительность к графику изменения усредненных скоростей по глубине или ширине потока на входе в диафрагму. Длина прямых участков перед сужающими устройствами должна составлять не менее 10 диаметров Ду сооружения из труб.

Скоростной метод определения расходов

Для этого метода используются преобразователи турбинного типа. Эти приборы имеют несколько преимуществ, включая небольшие габариты и вес, доступную цену в своей категории.

У этих устройств отсутствует чувствительность к пневматическим ударам. Интервал значений измерения расхода составляет до 1:30, что существенно превышает аналогичный показатель для сужающих устройств.

ТПР преобразователь расхода турбинный может использоваться в среде, при температуре от минус 200 до +200 °С, если устройство установлено для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей.

Для агрессивных жидкостей показатель составит от минус 60 до +50 °С

К недостаткам можно отнести чувствительность, хоть и незначительную, к искажениям потока на входе и выходе прибора, отклонение результатов измерений пульсирующих потоков газа.

На небольших расходах, в диапазоне от 8 до 10  м3/ч, расходомеры неработоспособны.

Ультразвуковой метод измерения

Популярность акустических расходомеров, с помощью которых измеряется количество газа, в особенности в коммерческом учете, возросла с развитием микроэлектроники. В акустических расходомерах отсутствуют подвижные части, а также детали, выступающие в поток, что существенно повышает их надежность.

Измерение производится в широком интервале значений благодаря способности устройства продолжительное время работать от встроенного источника питания. Отечественные приборы не отвечают всем необходимым требованиям, так как во избежание влияния искажений потока газа на результаты расчетов необходимо использовать исключительно многолучевые ультразвуковые расходомеры.

Классификация расходомеров по принципу действия

Расходомеры отличаются по нескольким параметрам, включая давление, тип используемого газа, температурный режим. Выбирать устройство следует в зависимости от условий применения, а также поставленных задач.

Измерительные приборы состоят из таких частей, как преобразователь, отвечающий за перепад давления, соединяющего элемента и манометра.

Тип #1 – струйные автогенераторные расходомеры

Расходомер этого типа, предназначенный также для измерения расхода природного газа, имеет несколько отличительных характеристик. Прибор охвачен отрицательными обратными связями, частота подключений струи зависит от расхода газа.

Читайте также:  Правила выбора бытового сварочного аппарата

Счетчики, выпущенные на основе струйных расходомеров, применяются для коммерческого учета без предварительной экспертизы.

1 – струйный элемент; 2 и 3 – преобразователи; 4 – устройство выделения сигнала; 5 – сопло питания; 6 – рабочая камера; 7 и 8 – стенки рабочей камеры; 9 – разделитель; 10 и 11 – сопла управления; 12 и 13 – приемные каналы; 14 и 15 – сливные каналы; 16 и 17 – каналы обратной связи; 18 – расширение сопла питания; 19 – уступ на сопле питания

Расходомер струйного автогенераторного типа подвержен засорению, в числе его недостатков также нестабильность показателя преобразования.

Эти приборы имеют схожие недостатки с вихревыми устройствами:

  • зависимость от искажений графика скоростей, при условии использования в комплекте с сужающими приборами;
  • массовые потери напора невозвратимы;
  • основная часть расходомера имеет огромные габариты;
  • значительная нестабильность показателя преобразования.

Достоинства автогенераторного расходомера не отличаются от вихревого устройства, за исключением способности работать с загрязненными газами. Эти расходомеры не нашли широкого практического применения в коммерческом учете.

Тип #2 – вихревые расходомеры-счетчики

Выделяют несколько сильных сторон приборов, включая точность проведенных измерений, отсутствие чувствительности к загрязнениям и пневматическим ударам, легкость эксплуатации, в устройстве также отсутствуют подвижные части.

Приборы выдерживают самые сложные внешние условия, точность показателей гарантирована при температуре окружающей среды до 500 градусов по Цельсию, максимальный уровень давления – 30 МПа

Известны и существенные недостатки использования этого типа расходомеров – повышенная чувствительность к механическим колебаниям, просадка давления. Диаметр труб должен находиться в диапазоне 15-30 см.

Тип #3 – ультразвуковые расходомеры

Устройство, также известное как акустическое, имеет несколько неоспоримых преимуществ:

  • отсутствие гидравлического сопротивления;
  • в приборе нет подвижных деталей, что усиливает его надежность;
  • повышенная прочность механизма;
  • быстрое действие.

Расходомер этого типа базируется на определении разницы во времени прохождения сигнала.

Работа ультразвуковых расходомеров не зависит от температуры, давления окружающей среды, вязкости и электропроводности, что гарантирует точность полученных данных

Ультразвуковые сенсоры, расположены по диагонали относительно друг друга, выполняют функцию приемника и излучателя. Задействование нескольких каналов компенсирует деформацию профиля потока.

Тип #4 – барабанные расходомеры

Эта категория устройств используется, как правило, для проведения лабораторных исследований. Давление, возникающее во время вращения барабана, приводит к заполнению секцию газом и их последующему опорожнению.

Для полноценной работы барабанных счетных механизмов (без импульсного генератора) не нужен постоянный источник питания, что является их неоспоримым преимуществом

Количество оборотов барабана пропорционально кубическим единицам газа, показатель передается на циферблат счетной конструкции. Барабанные расходомеры обладают высокой точностью измерения.

Тип #5 – левитационные устройства

Подвижная деталь тахометрического устройства вращается в подшипниках, скорость равняется объемному расходу газа. Превращение быстроты кругового движения в электрический сигнал осуществляется с помощью вторичного преобразователя, результаты отражаются на индикаторе.

Левитационные приборы учета функционируют в условиях от -30 до +50 градусов по Цельсию, погрешность значений находится в диапазоне ± 1,5%

Левитационные приборы востребованы в коммерческом учете потребления природного газа, как в бытовых, так и в коммунальных целях.

Тип #6 – мембранные счетчики

Патент на изготовление одного из самых распространенных приборов учета для измерения газа был выдан во второй половине девятнадцатого века на территории Англии.

Принцип действия механического расходомера основан на изменении положения подвижных камерных мембран в момент поступления газа.  Поочередное перемещение осуществляется во время впуска и выпуска вещества.

Прибор для учета расхода газа мембранного типа может состоять из 2 или 4 камер в зависимости от объемов измеряемого вещества и конструкции

Счетное устройство приводит в действие система редуктора и рычагов. Механизмы обладают широким диапазоном значений для измерений – до 1:100.

Тип #7 – ротационные приборы

В устройстве механического типа в измерительной камере расположены два ротора, которые начинают двигаться под напором вещества. Вращающиеся детали расположены под прямым углом друг к другу, их начальное местонахождение фиксируется с помощью колес-синхронизаторов.

Количество газа пропорционально числу оборотов роторов. С помощью магнитной муфты и редуктора вращение ротора передается на счетное устройство, отвечающее за накопление объема прошедшего вещества.

Ротационный расходомер обладает большой пропускной способностью, используется в коммунальных хозяйствах, предприятиях средних и малых объемов по потреблению газа

К основным достоинствам ротационных расходомеров можно отнести высокую точность измерения, компактность прибора, широкий диапазон измерений расходов. Среди недостатков выделяют шумность механизма, его высокую стоимость, чувствительность к внешним факторам, в том числе загрязнению.

Тип #8 – турбинные расходомеры

Прибор механического типа имеет форму отрезка трубы, внутри расходомера размещена турбина с валом и движущимися опорами. Силовое устройство двигается за счет вещества, проходящего через измерительную камеру.

Скорость движения механизма равняется скорости потока и расходу газа. Накопленный объем отражается на счетном механизме, передача на него осуществляется механическим способом с помощью редуктора, системы шестеренок.

Турбинное счетное устройство может использоваться только с чистыми движущими веществами – газом, жидкостью или паром во взвешенном состоянии, при условии, что они не содержат твердые частицы

Помимо перечисленных, существуют и другие устройства, но они используются, как правило, в научных исследованиях. В коммерческой сфере они практически не задействованы.

Рекомендуем также прочесть другую нашу статью, где мы подробно рассказали о том, как выбрать газовый счетчик для дома. Подробнее – переходите по ссылке.

Приборы для измерения количества газа

Устройства для измерения расхода газа по способу вычисления делятся на несколько категорий. Скоростные используются для определения объемного числа исследуемой среды. В этих приборах отсутствуют измерительные камеры. Чувствительной деталью выступает турбинка (тангенциальная или аксиальная), которую приводит во вращение поток вещества.

Объемные счетчики отличаются меньшей зависимостью от типа продукта. К их недостаткам можно отнести сложность конструкции, высокую цену и внушительные габариты. Устройство состоит из нескольких измерительных камер, отличается более сложной конструкцией. Делится этот тип приборов на несколько видов – поршневые, лопастные, шестеренчатые.

Известна и другая классификация счетчиков количества газа, которая включает три типа устройств: роторные, барабанные и клапанные.

Роторные счетчики обладают большой пропускной способностью. Их действие основано на вычислении количества оборотов лопастей внутри устройства, показатель соответствует объему газа. К основным их преимуществам можно отнести долговечность, независимость от электроэнергии, повышенную устойчивость к кратковременным перегрузкам.

Газовые счетчики барабанного типа работают по принципу вытеснения. Такие поправочные показатели как температура, состав газа и уровень влажности не учитываются

Барабанные счетчики состоят из корпуса, счетного механизма и барабана с измерительными камерами.

Принцип действия устройства для измерения потребления газа состоит в определении количества оборотов барабана, который вращается за счет разности давления.

Несмотря на точность вычислений, этот тип приборов не нашел широкого применения по причине своих громоздких размеров.

Принцип действия последнего типа счетчиков, известного как клапанный, базируется на перемещении подвижной перегородки, на которую действует разность давления вещества. Устройство состоит из нескольких частей – счетного и газораспределительного механизма, а также корпуса. Имеет большие габариты, поэтому в основном используются в быту.

Выводы и полезное видео по теме

О том как работают вихревые газовые расходомеры пойдет речь в следующем видеоролике:

Измерение расхода газа – одна из ключевых задач на производстве. На рынке расходомеров представлено огромное количество устройств с различными конструкциями и принципами действия, которые подойдут и для бытовых нужд. С их помощью можно определить практически любое количество жидкости или газа, при этом не потребуется специальная поверочная образцовая установка.

Вы можете дополнить наш материал интересными сведениями по теме статьи, задать интересующие вопросы или поучаствовать в обсуждении. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector