Повышение точности информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат технических наук Даев, Жанат Ариккулович

• Даев, Жанат Ариккулович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Даев, Жанат Ариккулович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Основные направления повышения точности измерения расхода

1.1 Требования, предъявляемые к современным средствам и системам измерения расхода газа

1.2 Причины погрешностей систем и средств измерения расхода со стандартными диафрагмами

1.3 Влияние шероховатости трубопровода на коэффициент истечения диафрагм

1.4 Влияние притупления входной кромки диафрагмы на ее

коэффициент истечения

1.6 Влияние коэффициента расширения на результат измерения расхода

1.6 Применение других первичных преобразователей расхода

1.7 Сравнительный анализ систем и средств измерения расхода газа

Результаты и выводы к главе 1

ГЛАВА 2 Разработка информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа, которые исключают влияние коэффициента истечения сужающих устройств процесс измерения расхода

2.1 Применение тестовых методов повышения точности для задач измерения расхода газа

2.2 Информационно-измерительная система измерения расхода газа повышенной точности

2.3 Применение методов теории инвариантности измерительных устройств для задач измерения расхода газа

2.4 Информационно-измерительная система измерения расхода, основанная на принципе многоканальности

2.5 Особенности инвариантной информационно-измерительной

системы измерения газа, построенной по принципу многоканальности . 73 2.6 Требования к измерительным трубопроводам инвариантных

информационно-измерительных систем измерения расхода газа

Результаты и выводы к главе 2

ГЛАВА 3 Первичные преобразователи инвариантных информационно-измерительных систем измерения расхода газа

3.1 Причины, которые влияют на процесс притупления входной кромки диафрагмы

3.2 Методика разработки износоустойчивой диафрагмы для информационно-измерительных систем измерения расхода газа

3.3 Внезапное расширение русла (трубы) в качестве первичного преобразователя расхода газа

3.4 Диффузоры в качестве первичных преобразователей расхода газа

3.5 Вывод коэффициентов расширения для расширяющих устройств

с расширяющими устройствами

Результаты и выводы к главе 3

ГЛАВА 4 Экспериментальные исследования инвариантной информационно-измерительной системы измерения расхода и

количества газа

4.1 Испытание инвариантной информационно-измерительной системы

измерения расхода и количества газа

Результаты и выводы к главе 4

Основные результаты и выводы по работе

Список использованной литературы

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение точности информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа»

ВВЕДЕНИЕ

Расходомеры и счетчики количества веществ, применяемые для учета веществ и контроля технологических процессов, являются средствами измерений, которые относятся к группе ресурсосберегающих [29].

Невозможно представить ни одну отрасль промышленности, в которой не было бы контроля расхода, в которой обходились бы без расходомеров. Без расходомеров нельзя обеспечить управление и оптимизацию технологических режимов в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, целлюлозно-бумажной, пищевой и во многих других отраслях промышленности. Без этих приборов невозможны и автоматизация производствами достижение максимальной ее эффективности [41].

В [40, 41, 42, 43, 58] представлена полная классификация средств измерения расхода жидкостей и газов.

В газовой промышленности измерение расхода сводится к задаче так называемого учета газа. Целью данной задачи является определение объемов природного газа, проходящего через участников системы газораспределения для проведения взаимных расчетов.

Главными вопросами учета природного газа являются достоверность учета и обеспечение совпадения результатов измерений на узлах учета поставщика и потребителей: приведенный к стандартным условиям объем газа, отпущенный поставщиком, должен быть равен сумме приведенных к стандартным условиям объемов газа, полученных всеми потребителями. Последняя задача называется сведением балансов в пределах устойчивой структуры газораспределения.

Различают следующие виды контроля и учета [14]:

1. Коммерческий контроль и учет, являющийся наиболее ответственным видом учета. Производится по правилам и документам, имеющим статус юридических норм, регулирующих взаимоотношения между поставщиком и покупателем.

2. Хозрасчетный контроль и учет, где учет осуществляется в рамках одного предприятия. Этот вид учета используется для разнесения затрат между подразделениями предприятия при определении себестоимости продукции.

3. Оперативный контроль, связанный с получением информации о величине расхода и количества, который используется в системах регулирования и управления технологическим процессом.

Большое количество методов и методик, которые описаны в [40, 41] применимы на малых диаметрах магистральных газопроводов. Диаметры трубопроводов до 500 мм условно можно считать малыми, а больше 500 мм большими. В данной работе речь будет идти о коммерческом учете природного газа на больших магистральных газопроводах. На сегодняшний день самым распространенным методом коммерческого учета природного газа на больших диаметрах трубопроводов является метод переменного перепада давления. Методика расчета расхода и определение неопределенности (погрешности) измерения расхода нормируется ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. В качестве первичных преобразователей расходомеров в данном методе используются сужающие устройства. В [41] представлена подробная классификация многих видов сужающих устройств, но наиболее распространённым первичным преобразователем расхода является стандартная диафрагма. Объясняется этот факт, прежде всего простотой конструкции данного типа преобразователя, детальной проработкой методики выполнения измерений и поверки. Ни одно из других сужающих устройств и расходомеров, использующих другие физические принципы измерения (ротационных, электромагнитных, ультразвуковых, и т.д.) не было снабжено столь же простой и наглядной методикой измерений [27, 30, 35, 70]. Именно поэтому они не смогли вытеснить с рынка расходомеров приборы со стандартными диафрагмами, несмотря на то, что они обладают целым рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются:

• большие погрешности измерения (до 10% и более за пределами динамического диапазона);

• небольшой динамический диапазон (от 3 до 10);

• значительные потери давления из-за дросселирования потока рабочей среды;

• уменьшение пропускной способности трубопровода из-за сужения измерительного участка;

• неизбежное нарушение геометрии, вызванное притуплением входной острой кромки и другие факторы.

Описанные недостатки главным образом вызывают погрешность коэффициента истечения сужающего устройства, который является важным фактором для систем и средств измерения расхода переменного перепада давления.

Таким образом, актуальными и важными являются задачи выявления и устранения причин возникновения погрешностей систем и средств измерения расхода переменного перепада давления, разработка систем измерения расхода и количества газа, обеспечивающих повышенную точность измерения и коррекцию основных параметров расходомеров.

Целью настоящей работы является повышение точности систем измерения расхода газа за счет исключения влияния основных возмущающих воздействий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Провести анализ существующих систем измерения расхода газа на узлах измерения расхода и количества газа магистральных газопроводов и влияния возмущающих воздействий.

2. Разработать информационно-измерительные системы измерения расхода и количества газа, которые менее подвержены влиянию основных возмущающих воздействий.

3. Разработать методику инженерного проектирования износоустойчивых первичных преобразователей для информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа.

4. Исследовать применимость расширяющих устройств в качестве первичных преобразователей информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа. Разработать математическую модель коэффициентов истечения.

5. Провести экспериментальные исследования информационно-измерительной системы измерения расхода и количества газа, внедрить полученные результаты в производство.

Методы исследований.

Полученные автором результаты базируются на методах гидродинамики, тестовых методах повышения точности измерений и методах теории инвариантности в измерительной технике, и подтверждены испытаниями на действующих технологических объектах. Исследование погрешностей измерения расхода ИИС проводилось с помощью пакетов МаШСаё у.11 и МаЛетайса V. 5.2.

На защиту выносятся следующие результаты.

1. Инвариантные информационно-измерительные системы измерения расхода и количества газа, которые уменьшают влияние коэффициента истечения на измерение расхода газа.

2. Методика инженерного проектирования износоустойчивых первичных преобразователей расхода.

3. Расширяющие устройства как преобразователи инвариантной информационно-измерительной системы измерения расхода газа и количества газа. Математические модели коэффициентов истечения.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложены новые структуры информационно-измерительных систем измерения больших расходов газа, позволяющие уменьшить погрешность измерения расхода за счет уменьшения влияния коэффициента истечения. На основе теории инвариантности предложены структуры информационно-измерительных систем измерения расхода газа, уменьшающие влияние изменения коэффициента истечения сужающих устройств.

2. Разработана методика инженерного проектирования износоустойчивых диафрагм, отличающихся тем, что входная кромка сделана из стекла и менее подвержена эффекту притупления, что увеличивает средний срок эксплуатации диафрагм на 5-6 лет.

3. На основании проведенных исследований характеристик расходомеров переменного перепада давления с расширяющими устройствами установлено, что данные устройства могут применяться в качестве первичных преобразователей информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа. Получены математические модели коэффициентов истечения.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

1. Информационно-измерительные системы измерения расхода и количества газа, позволяющие уменьшить влияние неконтролируемых возмущений путем исключения коэффициента истечения из алгоритма вычисления расхода газа.

2. Методика инженерного проектирования износоустойчивых первичных преобразователей расхода газа.

3. Расширяющие устройства, представляющие собой преобразователи расхода газа с устойчивыми коэффициентами истечения, которые имеют преимущества перед расходомерами с сужающими устройствами:

• более стабильные и близкие к единице значения коэффициентов истечения; •возможность пропускать очистные устройства через узлы замера расхода

газа;

• отсутствие погрешности от эффекта притупления входной кромки,

искажающего значение коэффициента истечения;

• уменьшение потерь давления в измерительном трубопроводе.

4. Разработанные устройства первичного преобразователя расхода и система измерения расхода внедрены и применяются на узлах учета топливного газа компрессорных станций АО «Интергаз Центральная Азия».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- 57-ая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Уфа, УГНТУ, 2006);

- Всероссийская научно-техническая конференция «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, УГНТУ, 2007).

Публикации.

По результатам научных исследований опубликовано 10 печатных работ, из них 8 статей в изданиях из перечня ВАК и 2 публикации в материалах конференций.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 163 страницы, в том числе 16 таблиц, 69 рисунков.

Содержание работы.

Во введении поднимаются вопросы актуальности работы, обоснованы цель и задачи исследования, приведены данные, выносимые на защиту, указана их научная новизна и практическая ценность.

В первой главе работы представлен обзор опубликованных материалов, посвященных проблемам измерения расхода газа методом переменного перепада давления. Рассматриваются основные требования, предъявляемые к средствам и системам измерения расхода, методы повышения точности измерения, пути оптимизации. Изложены основные направления повышения точности измерения расхода расходомерами переменного перепада давления.

Во второй главе рассматривается вопрос разработки информационно-измерительных систем измерения расхода газа, которые исключают влияние коэффициента истечения сужающих устройств. Получены уравнения, которые позволяют не только уточнять коэффициент истечения, но и обходиться без него при больших значениях числа Рейнольдса. Сделан анализ погрешностей измерения расхода.

В третьей главе изучены причины возникновения процесса закругления входной кромки диафрагмы, приводится методика разработки износоустойчивых диафрагм. Сделан анализ и прогноз, позволяющий конструировать диафрагмы, которые менее подвержены закруглению входной кромки. Изложены конструктивные особенности износоустойчивых диафрагм. Приведены результаты экспериментального исследования. Также рассматриваются вопросы применения в качестве первичных преобразователей расхода расширяющих устройств. Исследованы вопросы использования резкого расширения русла (трубопровода) и диффузоров различной конструкции для измерения переменного перепада давления, и разработка расходомеров на их основе. Сделан расчет основных параметров и характеристик расходомера.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследовании разработанной инвариантной информационно-измерительной системы измерения расхода и количества газа.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Даев, Жанат Ариккулович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

На основании проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты и выводы.

1. Проанализированы существующие системы измерения расхода газа на магистральных газопроводах, в результате чего установлено, что 95% узлов измерения расхода построены на основе расходомеров переменного перепада давления. Основным влияющим фактором является изменение коэффициента истечения, что приводит к погрешности, часто превышающей 0,5%. Коэффициент истечения зависит от остроты входной кромки диафрагмы и от формы эпюры скоростей газового потока. Также установлено, что при малых диаметрах (менее 125 мм) отверстия диафрагм в большей степени сказывается влияние радиуса закругления входной кромки, а при больших диаметрах (более 125 мм) сказывается влияние формы эпюры скоростей в измерительном трубопроводе.

2. Разработана система измерения расхода, а также алгоритм ее работы, обеспечивающие инвариантность расходомера к основным возмущающим воздействиям, что позволяет не учитывать влияние коэффициента истечения на точность измерения. Это приближает погрешность системы к погрешности образцового средства измерения (порядка 0,2%).

3. Предложено в качестве образцового первичного преобразователя расхода применить расходомеры с износоустойчивой диафрагмой, цилиндрическая часть которой выполнена из стекла. Предложена методика, которая позволяет разрабатывать износоустойчивые диафрагмы из более твердых материалов. Проведенные испытания подтверждают достоверность предлагаемой методики и позволяют спрогнозировать увеличение срока эксплутации износоустойчивой диафрагмы на 6 - 7 лет.

4. Предложено применять в качестве первичных преобразователей расхода расширяющие устройства, которые отличаются:

• ничтожным влиянием на результат измерения коэффициента истечения;

• малыми потерями давления;

• отсутствием влияния истирающего действия потока на изменение геометрических размеров преобразователя.

5. В ходе экспериментальных исследований установлено, что при применении информационно-измерительной системы измерения расхода газа погрешность от шероховатости уменьшается более чем в 4 раза, достигнув 0,05%, а погрешность от притупления входной кромки уменьшается более чем в 10 раз и достигает 0,04%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Даев, Жанат Ариккулович, 2011 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алланиязов Х.А. Исследование изменения остроты входной кромки диафрагмы в процессе эксплуатации // Измерительная техника. 1972. №2. С. 4445.

2. Алланиязов Х.А., Кремлевский П.П., Гонек Н.Ф. Введение поправочного множителя на притупление входной кромки диафрагмы для повышения точности измерения расхода // Измерительная техника. 1977. № 6. С. 44-46.

3. Алмазов В.В. Оптимизация параметров турбинного преобразователя объемного расхода // Измерительная техника. 1982. № 1. С. 45 - 47.

4. Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике. М.: Стройиздат, 1977. 257 с.

5. Балдин A.A. Повышение точности и метрологической надежности турбинных преобразователей расхода // Измерительная техника. 1982. № 10. С. 30 - 32.

6. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982. 381 с.

7. Биргер Г.И. Элементы общей теории ультразвуковых расходомеров // Измерительная техника. 1963. № 4. С. 42 - 48.

8. Биргер Г.И., Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры. М.: Металлургия, 1964.382 с.

9. Бобровников Г.Н., Новожилов Б.М., Сарафанов В.Г. Бесконтактные расходомеры. М.: Машиностроение, 1985. 128 с,

10. Бошняк Л. Л. Измерения при теплотехнических исследованиях Л.: Машиностроение, 1974. 446 с.

11. Бромберг Э.М., Куликовский К.Л. Тестовые методы повышения точности измерений. М.: Энергия, 1978. 176 с.

12. Волков Е.А. Численные методы СПб.-М.-Краснодар: Лань, 2004. 256 с.

13. Гафанович М.Д. О выборе диапазона автоматического ввода коррекции при измерении расхода газа дифманометрами // Измерительная техника. 1964. № 9. С. 51-53.

14. Гордюхин А.И., Гордюхин Ю.А. Измерение расхода и количества газа и его

учет Л.: Недра, 1987. 213 с.

15. ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема. М.: ИПК Издательство стандартов, 1995. 2 с.

16. ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости. М.: ИПК Издательство стандартов, 1996.16 с.

17. ГОСТ 8.563.1-97 Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. 62 с.

18. ГОСТ 8.586.2 - 2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. М.: ИПК Издательство стандартов, 2007.42 с.

19. ГОСТ 15528 - 86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. 40 с.

20. Гришанов И.А., Покрас С.И., Покрас А.И. Ультразвуковая расходометрия: дорогая экзотика или современный метод измерения // Датчики и системы. 2005. №5. С. 17 -21.

21. Даев Ж. А. Метод Определения долговечности диафрагмы для измерения расхода газа //Всероссийская научно-техническая конференция «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий»: сборник научных трудов. Т. 2. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. 294 с.

22. Даев Ж. А. Об остроте входной кромки диафрагмы для измерения расхода газа // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009. №12. С. 29 - 30.

23. Даев Ж.А. Расходомер переменного перепада давления с расширяющим устройством // Датчики и системы. 2009. №12. С. 2-4.

24. Даев Ж.А., Латышев Л.Н., Коловертнов Г.Ю. Еще раз об остроте входной кромки диафрагмы // Нефтегазовое дело. 2008. Т. 6. №1. С. 91 - 95.

25. Даев Ж. А., Латышев Л.Н. Определение среднего радиуса закругления диафрагмы вероятностным подходом //57-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: сборник тезисов докладов. Кн. 1. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. 287 с.

26. Дейч М.Е., Зарянкин А.Е. Гидрогазодинамика. М.: Энергоатомиздат, 1984. 384 с.

27. Деревягин A.M., Комаров Ю.В., Дроздовский В.А. Интеллектуальный датчик-расходомер «Гиперфлоу-ЗПМ». Измерительные системы на его основе // Датчики и системы. 2004. №5. С. 53 - 59.

28. Елигазарян Э.Л. Способы улучшения параметров тахометрических расходомеров. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. №4. С. 66-69.

29. Землинская И.Г., Селиванов Л.В. Применение средств измерений расхода жеидкостей и газов для экономии топливно-энергетических ресурсов // Измерительная техника. 1983. № 11. С. 42 - 43.

30. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.

31. Кабза 3. Сужающие устройства для расходомеров вязких жидкостей и газов // Измерительная техника. 1972. №2. С. 46-49.

32. Казадаев Е.В. Влияние профиля потока на работу ультразвуковых газовых расходомеров //Газовая промышленность. 2006. № 3. С. 67 - 69.

33. Каханович B.C., Калько P.A. Выбор оптимального модуля сужающего устройства и повышение точности измерения расходов // Измерительная техника. 1971.№5.С. 38-40.

34. Кафаров Б.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем (Введение в систематику химических производств) М.: Химия, 1974. 334 с.

35. Кивилис С.С. К измерению расхода жидкостей и газов дифманометрами с сужающими устройствами // Измерительная техника. 1965. № 6. С. 53 - 57.

36. Кивилис С.С., Гафанович М.Д. Измерение расхода по перепаду давления с

автоматической компенсацией изменения параметров газа // Измерительная техника. 1964. № 12. С. 40-45.

37. Кивилис С.С., Решетников В.А. Гидромеханическая погрешность ультразвуковых расходомеров // Измерительная техника. 1965. № 11. С. 48 - 50.

38. Ковальский М.И., Плискин Л.Г. Проблема оптимизации непрерывного производства// Автоматика и телемеханика. 1974. № 5. С. 191-201.

39. Кремлевский П.П. Проблемы стандартизации расходомеров с сужающими устройствами // Измерительная техника. 1976. № 6. С. 52 - 53.

40. Кремлевский П.П. Расходомеры. М. - Л.: Машгиз, 1963. 656 с.

41. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ. СПб.: Политехника, 2002. 410с.

42. Кремлевский П.П. Состояние измерений расходов и количества жидкости, газа и пара // Измерительная техника. 1965. № 11. С. 45 - 50.

43. Кремлевский П.П. Терминология и классификация приборов для измерения расхода и количества // Измерительная техника. 1968. № 11. С. 19 - 22.

44. Кремлевский П.П., Гонек Н.Ф. Динамические характеристики измерительных приборов // Измерительная техника. 1966. №2. С. 19-22

45. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2003. 736 с.

46. Латышев Л.Н., Даев Ж.А. Применение расширения русла в качестве чувствительного элемента расходомеров переменного перепада давления // Электронный журнал «Нефтегазовое дело». 2009. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Daev/Daev_l.pdf (дата обращения: 20.10.2009)

47. Латышев Л.Н., Даев Ж.А. Система измерения расхода, исключающая влияние коэффициента истечения 7/ Электронный журнал «Нефтегазовое дело». 2009. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Latyshev/Latyshev_2.pdf (дата обращения: 25.11.2009)

48. Латышев Л.Н., Даев Ж.А. Метод повышения точности расхода газа // Датчики и системы. 2010. №1 С. 31-34.

49. Лиманова Н.И. Тестовый метод повышения точности измерений датчиков с нелинейными дробно-рациональными функциями преобразования // Приборы и

системы. Управление, контроль, диагностика. 2000. № 10. С. 28 - 31.

50. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М. - Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1950. 679 с.

51. Лотов К.В. Физика сплошных сред. М. - Ижевск: «Институт компьютерных исследований», 2002. 144 с.

52. Муниров Ю.М. Исследоавние метрологических характеристик расходомеров переменного перепада давления для решения задач интенсификации процессов нефтепереработки: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Уфа, 1980. 20 с.

53. Муниров Ю.М., Кремлевский П.П., Абызгильдин Ю.М. Исследование метрологических характеристик диафрагмы повышенной износоустойчивости // Приборы и системы управления. 1983. №8. С. 22-23.

54. Ноздрев В.Ф., Сенкевич А.А. Курс статистической физики. М.: Высшая школа, 1969.287 с.

55. Пистун Е.П. Измерение расхода газа методом переменного перепада давления // Измерительная техника. 1977. №6. С. 50-51.

56. Пистун Е.П., Лесовой Л.В. Уточнение коэффициента истечения стандартных диафрагм расходомеров переменного перепада давления // Датчики и системы. 2005. №5. С. 14-16.

57. Письменный Д.Т. Конспект лекций по теории вероятностей, математической статистике и случайным процессам. М.: Айрис-пресс, 2006. 285 с.

58. Плотников В.М., Подрешетников В.А., Тетеревятников Л.Н. Приборы и средства учета природного газа и конденсата. Л.: Недра, 1989. 237 с.

59. ПР 50.2.019 - 96 Количество природного газа. Методика выполнения измерений при помощи турбинных и ротационных счетчиков. М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. 27 с.

60. Правила 28 - 64. Измерение расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. М.: ИПК Издательство стандартов, 1964. 147 с.

61. Принцип инвариантности в измерительной технике // Петров Б.Н., Викторов В .А., Лункин Б.В. и др. М.: Наука. 1976. 246 с.

62. Расчет и конструирование расходомеров // Под. ред. Кремлевского П.П.. M.: Машиностроение, 1978. 224 с.

63. Романов В.Н. Точность средств измерений. СПб.: Северо-Западный заочный технический университет, 2006. 162 с.

64. Садовский Г.А. Теоретические основы информационно-измерительной техники. М.: Высшая школа, 2008. 478 с.

65. Смирнов P.E., Гаршин П.А., Тупиченков A.A. Определение участка деформации потока сужающими устройствами // Измерительная техника. 1972. № 2. С. 49-50.

66. Стулов В.П. Лекции по газовой динамике. М.: Физматлит, 2004. 192 с.

67. Фарзане Н.Г., Фарзане Э.Н., Мамедов С.Т. Система измерения расхода газа с корректирующей установкой плотности потока // Вестник Азербайджанской национальной академии наук. Серия физико-технические и математические науки: информатика и проблемы управления. Вып. XXV. 2005. №3. С.21 - 23.

68. Фафурин В.А. Турбулентное движение газа в осесимметричных диафрагмах // Газовая промышленность. 1999. № 4. С. 25 - 27.

69. Хруслов Н.И. О коэффициенте расхода сдвоенных диафрагм // Измерительная техника, 1982. № 10. С. 29 - 30.

70. Цейтлин В.Г. Расходоизмерительная техника. М.: ИПК Издательство стандартов, 1977. 240 с.

71. Шелби Д. Структура, свойства и технология стекла. М.: Научный мир, 2006. 288 с.

72. Электротехнические и конструкционные материалы // Под редакцией Филикова В.А. М.: Академия, 2007. 275 с.

73. Filban T.J., Griffin W.A. Small-diameter orifice metering // Trans. ASME. Ser. D, 82, 1960. P. 735-740.

74. Herning F. Untersuchungen zum Problem der Kontenunscharfe bei Segmentblenden //Brenn - Warme - Kraft. 1962. № 3.

75. ISO 5167. Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles and venture tubes inserted in circular cross-section conduits running full. 1st edition, 1980.

76. ISO 5167-2:2003. Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles and venture tubes inserted in circular cross-section conduits running full. Part2: Orifice plates.

77. ISO/TR 12765:1998(E) Measurement of fluid flow in closed conduits - Methods using transit-time ultrasonic flow meters. Technical report

78. O zRH 51-086-99 Диафрагмы расходомеров переменного перепада давления. Методика выполнения измерений радиуса закругления входной кромки диафрагмы. Ташкент: УГЦСМиС, 1999. 5 с.

79. Spencer Е.А. // Process Engineering. 1968. № 8. P. 44 - 46.

ПА

«Актвбе»

■'Управление магистральных

арналы газ

газопроводов «Актобе» филиал

кубырлар баскармасы

«Интергаз Орталык Азия» акционерл1к когамыньщ

11МТЕН6АЗСЕЫТР1А1.А51А

акционерного общества «Интергаз Центральная Азия»

030007, Республика Казахстан г. Актобе, ул. Есет-Батыра, 39 факс [phone] тел. [phone], 56-76-91, 56-40-12

филиалы

030007, Казакстан Республикасы Актвбе каласы, Есет-Батыр кешеш, 39 факс [phone] тел. [phone], 56-76-91, 56-40-12

«УТВЕРЖДАЮ» МГ «Актобе» 1бергенов Б.У. « Л- 2010 г.

2010 г.

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Даева Жаната Ариккуловича

Комиссия в составе:

председатель Тайшымов Д.Т. - главный инженер УМГ «Актобе»;

члены комиссии:

Миров Н.Е. - начальник производственно-технической службы УМГ «Актобе»;

Аляжитдинов Ю.Т. - начальник отдела КИПиА, метрологии и замерных узлов УМГ «Актобе»,

составили настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы «Повышение точности информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа» представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в отделе КИПиА, метрологии и замерных узлов УМГ «Актобе» для разработки стандарта предприятия «Диафрагмы износоустойчивые. Общие и технические требования».

Стандарт предприятия «Диафрагмы износоустойчивые. Общие и технические требования» внедрить в эксплуатацию с февраля месяца 2010 года.

Начальник производственно-технической службы

Главный инженер УМГ «Актобе»

Миров Н.Е.

Начальник отдела КИПиА, метрологии и замерных узлов

АО «ИНТЕРГАЗ ЦЕНТРАЛЬНАЯ АЗИЯ» СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ

«УТВЕРЖДАЮ» Директор^ШЕ-иАктобе»

АО «Интерг.

ия»

ДИАФРАГМЫ ИЗНОСОУСТОЙЧИВЫЕ

ОБЩИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

стп

48-16-01-10

Дата введения 01.02.2010

1. НАЗНАЧЕНИЕ

В настоящем стандарте дано описание конструкции износоустойчивых диафрагм, которые применяются для измерения расхода газа.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на диафрагмы, определения которых даны в разд. 4, а требования к монтажу - в ГОСТ 8.586.2.

3. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.586.1-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1: Принцип метода измерений и общие требования.

ГОСТ 8.586.2-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2: Диафрагмы. Технические требования.

ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения.

4. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 15528, ГОСТ 8.586.1 и ГОСТ 8.586.2, а также следующие термины с соответствующими определениями. 4.1 Сужающие устройства

4.1.1 сужающее устройство: Техническое устройство, устанавливаемое в измерительном трубопроводе, со сквозным отверстием для создания перепада давления среды путем уменьшения площади сечения трубопровода (сужения потока).

4.1.2 стандартное сужающее устройство: Сужающее устройство, геометрические характеристики и условия, применения которого регламентированы ГОСТ 8.586.1, ГОСТ 8.586.2.

4.1.3 отверстие стандартного сужающего устройства: Круглое отверстие сужающего устройства, соосное трубопроводу при установке сужающего устройства в трубопровод.

4.1.4 диафрагма: Тип стандартного сужающего устройства, выполненного в виде тонкого диска с отверстием, имеющим со стороны входа потока острую прямоугольную кромку.

4.1.5 радиус входной кромки диафрагмы: Радиус дуги окружности, вписанной в прямой угол между образующей отверстия диафрагмы и ее входной плоскостью, являющейся огибающей профиля кромки.

4.1.6 межконтрольный интервал: Промежуток времени между двумя очередными актами контроля геометрических характеристик сужающего устройства и состояния его поверхности на соответствие требованиям ГОСТ 8.586.2.

4.1.7 износоустойчивая диафрагма со снятой фаской: сужающее устройство, выполненное в виде тонкого диска с отверстием, имеющим со стороны входа потока заранее притуплённую входную кромку путем скоса фаски высотой 0,25 мм.

4.1.8 износоустойчивая диафрагма с твердой входной кромкой: сужающее устройство, выполненное в виде тонкого диска с кольцевой вставкой из более прочного материала.

4.2 Измерительный трубопровод

4.2.1 измерительный трубопровод: Участок трубопровода, границы и геометрические характеристики которого, а также размещение на нем сужающего устройства, местных сопротивлений, средств измерений нормируемых ГОСТ 8.586.2 - ГОСТ 8.586.4.

4.2.2 местное сопротивление: Трубопроводная арматура или другой элемент трубопровода, изменяющий кинематическую структуру потока.

5. ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

5.1 Условные обозначения величин приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Условные обозначения _

Обозначение Наименование величины Единица величины

1 2 3

В Внутренний диаметр измерительного трубопровода при рабочей температуре ■м

с/ Диаметр отверстия сужающего устройства при рабочей температуре м

Е Толщина диафрагмы м

е Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы м

И Высота фаски м

Кп Поправочный коэффициент на притупление входной кромки 1

г„ Начальный радиус закругления м

г К Средний радиус закругления м

0 Толщина входного торца м

1 2 3

Я Высота выступа материала кольца м

¿0 Внешний диаметр кольца м

Примечание - Остальные обозначения указаны непосредственно в тексте.

5,2 Сокращения

В настоящем документе применены следующие сокращения: ИТ — измерительный трубопровод; СУ - сужающее устройство; СИ - средства измерений.

6. ИЗНОСОУСТОЙЧИВЫЕ ДИАФРАГМЫ

6.1 Износоустойчивая диафрагма со снятой фаской

Поперечное сечение в осевой плоскости износоустойчивой диафрагмы приведено на рисунке 1. Обозначения элементов и геометрических параметров диафрагмы, приведены на рисунке 1.

6.1.1 Геометрические параметры износоустойчивой диафрагмы

6.1.1.1 Входной торец, выходной торец, толщина диафрагмы, длина цилиндрической части диафрагмы должны соответствовать ГОСТ 8.586.2.

6,1.2 Входная кромка

6.1.2.1 Входная кромка износоустойчивой диафрагмы со стороны входа потока заранее притупляется путем скоса фаски высотой 0,25 мм. При применении износоустойчивой диафрагмы коэффициент истечения умножают на поправочный коэффициент Кп-

6.2 Износоустойчивая диафрагма с твердой входной кромкой

В качестве материала с большей твердостью применяют боросиликатное стекло. Поперечное сечение в осевой плоскости износоустойчивой диафрагмы приведено на рисунке 2.

6.2.1 Геометрические параметры износоустойчивой диафрагмы

6.2.1.1 Входной торец, выходной торец, толщина диафрагмы, длина цилиндрической части диафрагмы должны соответствовать ГОСТ 8.586.2.

6.2.2 Входная кромка

6.2.2.1 Толщина стеклянной цилиндрической части отверстия диафрагмы полностью должна совпадать с длиной цилиндрической части стандартной диафрагмы по ГОСТ 8.586.2.

6.2.2.2 Высота выступа стеклянного кольца со стороны входного торца должна быть не менее 0,25 мм.

6.2.2.3 Внешний диаметр кольцевой вставки должен выбираться как <1/0,7.

7. КОЭФФИЦИЕНТЫ

7.1 Границы применения диафрагм должны соответствовать ГОСТ 8.586.2.

7.2 Коэффициент истечения должен соответствовать ГОСТ 8.586.2.

7.2.1 Поправочный коэффициент для износоустойчивой диафрагмы со снятой фаской определяется по формуле

К и =1,005+ 8,3764--913,47 с?

/хлЗ

й

+ 52642

V" /

Ь_

(7.1)

гДе Ъ - высота снятой фаски;

4—диаметр отверстия диафрагмы. 7.2.2 Поправочный коэффициент для износоустойчивой диафрагма с твердой входной кромкой из стекла определяется по формуле

К п =0,9826+ — + 0,0007773

с1

0,6

(7.2)

где гк - средний радиус закругления входной кромки, который рассчитывает по формуле

_ г

гк= 0,03 + 0,06(1-е »Г), (7.3)

где / - межконтрольный интервал радиуса входной кромки диафрагмы, год.

8. ТРЕБОВАНИЯ К УСТАНОВКЕ

8.1 Все требования к установке износоустойчивых диафрагм должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.586.2.

Начальник отдела КИША, Метрологии и замерных узлов

Специалист первой категории по метрологии

Ведущий специалист отдела по системе менеджмента

Исполнитель

V /

/V

Аляжитдинов Ю.Т.

Петанин В.А.

Карамергенова Т.С. Даев Ж.А.