Автоматизация оборудования

Все вышеописанные типы подогревателей, как показали испытания, не выполняют  поставленной задачи:

• даже при расходе газа 15 л/мин температура газа в установившемся режиме падает более чем в два раза по отношению к первоначальной (от +12°С у подогревателя 2-го типа до минус 2°С у подогревателя типа 3а);
• все подогреватели имеют отрицательную температуру газа на выходе регулятора расхода в установившемся режиме при расходе газа 30 л/мин (от минус 1°С у подогревателя 2-го типа  до минус 18°С у подогревателя типа 3а);

Для выполнения поставленной задачи необходимо решить следующие  технические проблемы при разработке подогревателей:

• резко повысить эффективность теплопередачи проходящему газу;
• упростить конструкцию подогревателя;
• повысить надежность подогревателя и его ресурс работы;
• уменьшить массу подогревателя, а, следовательно, снизить его тепловую постоянную времени, что повысит быстродействие подогревателя и снизит перепад температур при переходных процессах;
• обеспечить ограничение температуры корпуса подогревателя не более 80°С, согласно требованию ГОСТ 12.2.007.9.

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Принципиальная схема технологии смешения

Наиболее часто при  подогреве газа на ГРС, либо КС различной  производительности используется технология смешения, принципиальная схема которой  приведена на рисунке 1.

Поступающий на ГРС, КС газ  с помощью регулирующих клапанов делится на два потока, один из которых  направляется в подогреватели газа, где нагревается до заданной температуры. Оставшийся поток холодного газа смешивается в смесителях, либо непосредственно  в газопроводе с горячим газом, поступающим после нагрева в  подогревателях. Смесь газа направляется для снижения давления в узел редуцирования.

Рисунок 1.

 

На рисунке 1 приведены следующие обозначения:

1 — узел переключения,

2 — узел подогрева  газа,

3 — сместитель,

4 — узел редуцирования 

Gгг — расход горячего  газа, подаваемого на смешение, нм3/ч;

Gхг — расход холод  ного газа, подаваемого на смешение, нм3/ч;

G — расход газа на  входе в ГРС, КС; нм3/ч;

Cгг, Cвх — теплоемкости  горячего, холодного газа, ккал/(м3  · °С);

Cсм — теплоемкость  смеси горячего с холодным  газом, ккал/(м3 · С);

Cвых — теплоемкость  газа на выходе из узла редуцирования,  ккал/(м3 · °С);

tгг — температура  горячего газа, °С;

tвх — температура  газа на входе в ГРС, °С;

tсм — температура  смеси горячего с холодным  газом, °С;

 Рвх — давление  газа на входе в узел редуцирования  МПа;

 Рвых — давление  газа на выходе из узла редуцирования,  МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Счетчики газа с датчиками температур

  Целью учета расхода газа является определение объема природного газа, проходящего через каждого участника сети газораспределения для проведения взаимных расчетов. Поскольку проходящие объемы газов измеряются при различных температурах, давлении, плотности, то измеренные объемы газа необходимо привести к единым, постоянным параметрам. Центральными вопросами учета природного газа являются достоверность учета и обеспечение совпадения результатов измерения 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. Следует отметить различие, существующее между измерением расхода и количества, и их учетом. В отличие от результатов измерений, всегда содержащих погрешность, учет осуществляется между поставщиком и потребителем по взаимосогласованным правилам, обеспечивающим формирование значения объема природного газа в условиях, не содержащих никакой неопределенности.

Классификация счетчиков:

1. Существующие устройства учета расхода газа по пропускной способности можно классифицировать на следующие группы:

• бытовые — с пропускной способностью до 10 м?/ч;
• коммунально-бытовые — с пропускной способностью от 10 до 40 м?/ч;
• промышленные — с пропускной способностью свыше 40 м?/ч.

2. По методу измерения можно классифицировать на следующие группы:

• основанные на гидродинамических методах:
• переменного перепада давления (расходомеры переменного перепада давления с суживающими устройствами);
• обтекания (ротаметры, поплавковые, поршневые, поплавково-пружинные и с поворотной осью);
• вихревые (струйные, вихревые).

3. С непрерывно движущимся телом:

• тахометрические (турбинные, камерные, барабанные, ротационные, мембранные объемные счетчики и др.);
• силовые (массомеры газа, в работе которых используется Кориолисов эффект).

4. Основанные на различных физических явлениях:

• тепловые (калориметрические, с внешним нагревом, термоанемометрические);
• акустические (ультразвуковые);
• электромагнитные;
• оптические (лазерно-доплеровские анемометры).

5. Основанные на особых методах:

• меточные;
• концентрационные.  

   Рассмотрим мембранные (диафрагменные, камерные) газовые счётчики.

         Мембранный счетчик газа (ещё  их называют: диафрагменный или  камерный) – это газовый счетчик,  принцип действия которого основан  на том, что при помощи различных  подвижных преобразовательных элементов  газ разделяют на доли объема, а затем производят их циклическое суммирование.

       Диафрагменный  газовый счетчик состоит из: корпуса 1, крышки 2, измерительного механизма 3, кривошипно-рычажного механизма 4, связывающего подвижные части диафрагм (мембран) с верхними клапанами 5 газораспределительного устройства, сёдел клапана (нижняя часть распределительного устройства) и счетного механизма.  Корпус и крышка счетчика могут быть:

- стальными, штампованными  с покрытием против искрообразования  и коррозии. Соединение стального  штампованного корпуса и крышки  осуществляется посредством герметизирующего  материала и стяжной пластины 6, они обеспечивают плотное прилегание двух частей друг к другу;

- алюминиевыми, литыми.

 

 

1. Счетчик газа BK G10T с корректором объема газа ТС220 и датчиком температуры

Счетчик газа BK G10T с корректором  объема газа ТС220 и датчиком температуры  предназначен для измерения количества газапрошедшего через счетчик - природного, сжиженного, нефтяного и других неагресивных газов. Основная область применения счетчиков газа - жилищно-коммунальное хозяйство.

Параметры:

 Максимальный расход: 25 м3/ч

Минимальный расход: 0,1 м3/ч

Максимальное рабочее  давление: 100 кПа

Температура эксплуатации: -20...+50

 Масса: 6 кг

Габаритные размеры: 405x330x234 мм

Размер резьбы штуцеров: G1 1/2 дюйм

Межосевое расстояние: - мм

Диаметр условного прохода: 40 мм

Межповерочный интервал: 10 лет

Корректор объема газа ТС 220

Назначение: Корректор объема газа ТС220 предназначен для приведения рабочего объема газа, прошедшего через счетчик, к стандартным условиям (давление газа - 760 мм. рт.ст., температура газа +20°С) путем вычисления коэффициента коррекции с использованием измеренного значения температуры газа, подстановочных значений давления и коэффициента сжимаемости газа. Является продолжением и развитием корректоров серии ТС.

Область применения:

Совместно со счетчиками газа в промышленных и бытовых узлах  коммерческого учета природного газа.

Конструкция:

Корпус корректора состоит  из двух отсеков: микропроцессорного и  батарейного. Клеммные колодки для  подключения входных и выходных цепей расположены в батарейном отсеке. Интерфейс информативен и  прост. Буквенно-цифровой дисплей и 2-х кнопочная клавиатура, а так  же оптический последовательный порт передачи данных, расположены на лицевой  панели прибора. Подключение к RS232/RS485 интерфейсу осуществляется по разъему, расположенному на правой боковой панели прибора. Датчик температуры входит в состав изделия и поставляется предустановленным. Срок службы автономного  источника питания при номинальном  режиме работы составляет 5 лет. Возможность  подключения внешнего источника  питания постоянного тока +5...9В.

 Выполняемые  функции: 

• Вычисление стандартного объема газа;
• Учет объема газа при рабочих условиях;
• Измерение температуры газа;
• Вычисление коэффициента коррекции;
• Мониторинг несанкционированного вмешательства в работу корректора;
• Формирование выходных импульсов, пропорционально значению рабочего / стандартного объема газа;
• Архивация данных;
• Передача данных по интерфейсам RS232/RS485 и оптическому интерфейсу;
• Передача данных по GSM/GPRS каналам.

Технические характеристики:

• Формирование архива объемом более 2300 записей с интервалом час, день или месяц;
• Архивирование значений параметров расхода газа (стандартный Vс и рабочий V объемы газа, давление Р, температура Т, коэффициент коррекции С, статусная информация), необходимых для коммерческого учета;
• Просмотр архива на дисплее корректора;
• Сигнализация о нештатных ситуациях (несанкционированное вмешательство, нарушение границ измеряемых параметров и т. п.);
• 2-х кнопочная клавиатура для удобной навигации по спискам меню;
• Оптический интерфейс, не требующий коммутации проводов;
• Проводной последовательный интерфейс RS232/RS485;
• Протокол передачи данных в соответствии с международным стандартом ГОСТ Р МЭК 61107;
• Оптимизирован для подключения коммуникационных модулей БПЭК-03/Т, БПЭК-04/ТС;
• Встроенная в корректор функция передачи данных по GPRS каналу (через коммуникационные модули БПЭК-03/Т, БПЭК-04/ТС;);
• Унифицированная конструкция корпуса корректора позволяет устанавливать прибор на все типы механических счетчиков газа, выпускаемых ООО "ЭЛЬСТЕР Газэлектроника". Предлагаемые комплекты монтажных частей предназначены для установки на счетчики газа СГ, TRZ, RVG, BK, на трубопровод ли на стену. Вариант монтажа оговаривается в процессе формирования заказа;
• 2 счетно-импульсных входа;
• 2 импульсных (сигнальных) выхода;
• Cрок работы от встроенного элемента питания более 5 лет при стандартных условиях;
• Замена элемента питания без потери данных;
• Температура окружающей среды -30°С до +60°С;
• Взрывозащищенное исполнение;
• Класс защиты IP 65;
• Совместимость с программным обеспечением СОДЭК, WinPADS;
• Возможность подключения внешнего источника питания постоянного тока +5...9В;
• Межповерочный интервал 5 лет.