Меню

Диапазон расхода газового счетчика

Как и в чем измеряется расход газа: методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

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.

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.

Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах повышают чувствительность к графику изменения у средненных 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.

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 м 3 /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.

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

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.

Читайте также:  Номинальный ток трехфазного счетчика трансформаторного включения

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Маяк счетчик электрической энергии

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

Источник



Практические примеры по подбору счетчиков газа

На практике, во время согласования технических проектов с государственными газовыми службами и проектно-монтажными компаниями у потребителей возникает ряд трудностей относительно выбора корректного, недорогого и эффективного счетчика. Проблема заключается именно в технической неграмотности людей и недостатке информации о разновидностях и возможностях данных приборов учета. Таким вопросам и будет посвящена эта статья.

Мы попробуем разобраться в особенностях применения и эксплуатации конкретного оборудования на примерах, выяснить отличительные черты устройств отечественного и зарубежного производства (если они имеются), проследить изменения в требованиях к газовым счетчикам, проанализировать общую рыночную ситуацию современных приборов.

Основная терминология

Очень часто при выборе оборудования для учета потребления газа путают два термина: «счетчик» и «расходомер». Существует ли разница между этими понятиями? Можно обратиться к работам известного теоретика в этой области знаний – Кремлевского П. П. В своей работе «Расходомеры и счетчики количества» он назвал первые – устройствами, служащими для определения расхода вещества, а вторые – приборами для учета количества вещества, то есть газа.

Второй важный вопрос, который следует уяснить – это разница между понятиями «нормальный» и «приведенный» объем. Это необходимо для того, чтобы сделать правильный выбор в пользу того или иного оборудования в соответствии с условиями эксплуатации.

Когда идет учет количества газа, делается поправка на следующие величины: t (температуру) и P (давление). Почему это происходит? Потому что плотность данного вещества очень сильно меняется под воздействием этих двух параметров. Именно поэтому все результаты измерения принято сравнивать с определенным стандартом, то есть нормой. Сначала такими условиями считались температура 0°С и давление 760 мм ртутного столба (или 101325 Па). Некоторое время назад был принят новый стандарт. Теперь, согласно ГОСТ 2939-63, температура составляет 20°С и давление – 760 мм ртутного столба.

В соответствии с изложенным выше, на практике можно встретить такое понятие как «нормальный кубический метр», который обозначается как «нм³». То есть измерение соответствует ГОСТу. В других случаях необходимо ставить индекс «п» («приведенный»). Такие обозначения можно встретить у буквы V (объем газа) и буквы Q (объемный расход газа).

Как грамотно выбрать оборудование?

Критерии подбора газовых счетчиков универсальны и не зависят ни от торговой марки, ни от страны-производителя. Специалисты принимают во внимание следующие технические параметры приборов учета:

  • приведенный минимальный и максимальный расход вещества;
  • предел изменения давления;
  • температурный диапазон (измеряемой среды, а также внешних условий при эксплуатации).

Как же сделать покупку правильного оборудования? Вы можете попросить о помощи консультанта магазина, воспользоваться сервисами автоподбора в интернете или в специальной программе, обратиться к таблицам пропускной способности. Однако при желании разобраться можно и самостоятельно. Для этого нужно просчитать рабочий расход при стандартном давлении 0,1 МПа. Это положение лежит в основе классификации всех приборов учета газа.

Итак, принимая температуру вещества за постоянную величину, следует приведенный расход разделить на абсолютное давление газа в трубопроводе в единицах кгс/см². Формула будет выглядеть так: Q раб. = Q прив. / P абс.

В качестве примера возьмем следующие данные: максимальный приведенный расход газа равен 800 м³/ч; минимальный – 40 м³/ч; избыточное давление в трубопроводе – 0,2 МПа.

Для того, чтобы вычислить абсолютное давление вещества, необходимо найти сумму избыточного и атмосферного давления. Таким образом, получаем: P абс. = P изб. + P атм. = 0,2 МПа + 0,1 МПа = 0,3 МПа.

Для упрощения дальнейших вычислений можно изменить единицу измерения давления, то есть перевести МПа в кгс/см². 1 МПа = 10 кгс/см². Значит, абсолютное давление: P абс. = 3 кгс/ см².

Теперь можно просчитать величины для максимального и минимального значения рабочего расхода: Qmax раб.= 800 / 3 = 267 м³/ч; Qmin раб. = 40 / 3 = 13 м³/ч.

Классификация счетчиков газа

Далее разберем типы современных отечественных и зарубежных приборов учета.

Согласно российскому ГОСТ 28724-90, существуют следующие условные обозначения параметров данного оборудования: Х-ХХ-ХХХ, где Х – это название устройства; ХХ – показывает условный проход прибора; ХХХ – отражает максимальный рабочий расход.

Например: имеется оборудование с маркировкой СТГ 80-160. То есть СТГ – это название счетчика; 80 – условный проход (измеряется в мм); 160 — максимальный рабочий расход (измеряется в м³/ч).

Европейская классификация подразумевает несколько другой подход. Здесь счетчики разделяются в зависимости от номинального расхода (G), который составляет 60% от максимального. Также строго соблюдается общепринятый размерный ряд, одинаковый как для номинального, так и для максимального расхода: …65, 100, 160, 250, 400, 650, 1000, 1600.

Например: имеется оборудование европейского производства с маркировкой TZ/Fluxi DN 80 G 100. TZ/Fluxi – это название прибора, DN 80 – условный проход в мм, G 100 – номинальный расход в м³/ч. С учетом этих данных можно вычислить, что максимальный расход составит 160 м³/ч.

Читайте также:  Стенд для проверки герметичности счетчиков газа

Таким образом, два рассмотренных в примерах газовых счетчика полностью сопоставимы по указанным параметрам расхода. Именно описанная выше разница в классификации и маркировке и создает некоторую путаницу при выборе оборудования, особенно у непосвященных в этот вопрос пользователей. Единственная оговорка, российские производители бытовых мембранных счетчиков в настоящее время используют европейскую систему обозначения.

Есть еще один параметр, важный при подборе оборудования промышленного назначения. Это стандартный размерный ряд условных проходов: …25, 40, 50, 80, 100, 150… Все российские производители по умолчанию придерживаются данной системы. Однако завод «ПромПрилад» (Украина) имеет в своем ассортименте счетчики с условным проходом 125 мм и расходом 800 м³/ч.

Если вернуться к самому первому примеру вычисления параметров счетчика нашей статьи, то можно заключить следующее: при максимальном рабочем расходе 267 м³/ч, который при классификации попадает в интервал между 250 и 400 м³/ч, следует выбрать прибор по наибольшему значению. То есть в данном случае подойдет российский счетчик газа с маркировкой Х-ХХ-400 или европейский с маркировкой Х-ХХ- G 250.

Далее нужно вычислить такой параметр как условный проход прибора учета. Он нередко указывается в техническом описании как рекомендуемый диаметр трубопровода. Например, 80 или 100 мм.

Если использовать оборудование меньшего прохода, то затраты на его покупку и монтаж значительно уменьшатся. Такая техническая опция называется «больший расход на меньшем условном проходе». Но не во всех счетчиках газа это предусмотрено. Изначально она была разработана компанией Actaris. В качестве примера можно взять устройства завода «Сигнал»: СТГ 80-400 или СТГ 100-400.

Динамический диапазон измерения

На окончательный выбор прибора учета газа влияет такая величина как динамический диапазон измерения. Это соотношение минимального и максимального рабочего расхода. Важно, чтобы Qmin раб. попадал в интервал измерений оборудования. Обычно это указывается в технических данных. Например, для устройства СТГ 80-400 Qmin раб. составляет 13 м³/ч, что полностью соответствует результатам расчетов, полученных в нашем первом примере. Диапазон измеряемых расходов равен 1:30.

Но если добавить сезонные колебания давления газа, потому что зимой оно падает (вследствие большего потребления данного вещества пользователями), то необходимо вычислять рабочий расход для более экстремальных условий эксплуатации. Другими словами, делить максимальный расход на минимальное давление и минимальный расход на максимальное давление. Тогда вычисления будут следующими: Qmax раб.= 800 / 1,5 = 533 м³/ч; Qmin раб. = 40 / 3 = 13 м³/ч.

Из полученных результатов видно, что выбранный выше счетчик уже не будет соответствовать изменившимся условиям, потому как максимальная граница рабочего расхода попадает уже в другой интервал, между 400 и 650 м³/ч. Значит, следует купить прибор с рабочим расходом 650 м³/ч (европейское обозначение G 400).

Таким образом, не обращать внимание на сезонное колебание давления газа нельзя, ведь это может повлиять на точность показаний и, следовательно, на стоимость оказанных услуг. Нужно покупать оборудование с расширенным диапазоном измеряемых расходов, а это удорожает цену всего узла учета.

Некоторые пользователи устанавливают два счетчика на один объект. Например, мембранный для лета и турбинный для зимы. Современные устройства пока не в состоянии охватить достаточно широкий диапазон для эксплуатации в разных условиях. Стандартные величины для существующих приборов учета следующие:

  • диапазон мембранных – 1:160;
  • диапазон ротационных – 1:30; 1:50; 1:100;
  • диапазон турбинных – 1:30;
  • диапазон вихревых – 1:50; 1:100
  • диапазон ультразвуковых – 1:30; 1:50; 1:100.

В любом случае, перед покупкой устройства следует предварительно вычислить диапазон рабочих расходов с учетом его технических характеристик.

Если диапазон равен 1:20, то можно отдать предпочтение турбинному счетчику газа. Он прост в эксплуатации и имеет доступную цену. В случае, когда диапазон выше, скажем, 1:30, то лучше обратить внимание на ультразвуковой, ротационный или вихревой прибор.

Также следует знать, что чем шире диапазон расходов, тем точнее и сложнее внутренний механизм счетчиков, соответственно, тем деликатнее должно быть обслуживание и более серьезно должна проводиться подготовка перед их установкой.

Плохого или хорошего оборудования не бывает, главное, правильно подобрать его под существующие условия эксплуатации.

Другие статьи:

Как защитить свои права и не понести серьезные денежные расходы в случае возникновения поломки газового счетчика, читайте ниже в данной статье.

После того, как построен дом на загородном участке, приходит время подумать о его газификации. Для того, чтобы вас не пугали неопределенность и непонимание процесса подключения газа к частному домохозяйству, мы посвятим этому целую статью.

В данной статье приведена таблица, которая отражает цены на услуги пользования природным газом для населения во всех регионах РФ. Тарифы рассчитаны и указаны для каждого региона и действуют с 1 июля 2016 года.

Источник