УСТРОЙСТВО УЧЕТА РАСХОДА ГАЗА Российский патент 1998 года по МПК F17D3/18 G01F3/00 

Изобретение относится к устройствам для определения расхода газообразных сред и может быть использовано в газовых сетях промышленных и коммунальных предприятий для учета при коммерческих операциях.

Известно устройство учета расхода газа фирмы J.B.Rombach (Германия), содержащее основную технологическую линию со счетчиком газа и запорными устройствами и обводную линию (байпас) с запорным устройством, смонтированном на жестком основании. Устройство учета расхода газа фирмы J.B.Rombach позволяет осуществлять учет расхода газа, но, в связи с наличием обводной линии (байпаса), размещенной вне основной технологической линии и жесткого основания, устройство имеет увеличенные габариты и массу и предназначено для установки в отапливаемых помещениях.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является выбранное в качестве прототипа устройство учета расхода газа (см. Ревин А.И., Адинсков Б.П., Щуркин Е.П. Регулирующее и предохранительное оборудование для современных систем газоснабжения. Из-во Саратовского университета, 1989, стр. 125), выполненное в виде шкафа, состоящего из двух герметично отделенных друг от друга отсеков, в которых размещено технологическое оборудование и приборы.

В технологическом отсеке смонтированы по ходу газа: кран трехходовой, фильтр, кран трехходовой, кран проходной, регулятор давления, расходомер-счетчик. На входе и выходе имеются байпасные линии.

В приборном отсеке расположены: преобразователь давления, сигнализатор разности давлений, преобразователь, манометр дифференциальный мембранный. Обогрев оборудования внутри шкафа производится с помощью трубчатого электронагревателя. Газ может идти и через обводную линию, минуя расходомер-счетчик.

Устройство обеспечивает выдачу информации о расходе, температуре, давлении газа на входе и выходе, а также перепаде давления на фильтре. Данная информация может быть передана через систему телемеханики на единый диспетчерский пункт.

Однако данное устройство для выдачи информации о расходе газа в рабочих условиях, приведенных к нормальным условиям, требует наличия дорогостоящей системы электроники и телемеханики, использующейся только в комплекте с блочным газорегуляторным пунктом, серийно промышленностью не освоенным.

Целью заявляемого изобретения является обеспечение учета расхода газа при расчете с потребителями с достаточной степенью точности, упрощение конструкции, снижение металлоемкости и уменьшение габаритов устройства учета расхода газа.

Указанная цель достигается тем, что обвязка основной и обводной (байпасной) линии выполнена в виде вертикально-замкнутого контура с размещением запорного устройства обводной линии на общей с ними оси. Технологическое оборудование основной и обводной линии установлено в шкафу с размещением вертикальных коллекторов основной линии вне контура шкафа и содержит функционально взаимосвязанные со счетчиком газа самопишущие термометр и манометр, а счетчик объемного измерения газа функционально взаимосвязан с устройство выдачи данных расхода газа, приведенных к нормальным условиям.

На чертеже 1 изображен общий вид устройства учета расхода газа, которое содержит: металлический шкаф 1 и технологическое оборудование, выполненное в виде функционально взаимосвязанных между собой счетчика 2 газа, манометра 3 самопищущего, термометра 4 самопишущего. Для очистки газа от механических примесей предусмотрен фильтр 5. Технологическое оборудование размещено в шкафу 1 на газопроводе 6, выполненном в виде вертикально замкнутого контура с размещением обводной линии 7 (байпаса) на общей оси с входным 8 и выходным 9 газопроводами. На входном 8 и выходном 9 газопроводах и обводной линии 7 установлены запорные устройства 10, 11, 12, причем запорное устройство 11 обводной линии (байпаса) размещено между запорными устройствами 10 и 12 на общей с ними оси. Для сброса газа при выполнении профилактических и ремонтных работ предусмотрено запорное устройство 13, функционально взаимосвязанное с запорным устройством 14 для подсоединения манометра 3 самопишущего.

Давление газа перед счетчиком 2 газа фиксируется с помощью манометра 3 самопишущего. Температура газа на выходе из счетчика 2 газа фиксируется с помощью термометра 4 самопишущего. В боковых стенках шкафа 1 предусмотрены отверстия 15 для газопровода 6, при этом коллекторы 16, 17 газопровода 6 с целью обеспечения малых габаритов шкафа 1 по длине, размещены вне шкафа 1.

Для обеспечения работоспособности технологического оборудования в период отопительного сезона шкаф 1 имеет теплоизоляцию 18 и снабжен обогревателем 19.

Для удобства эксплуатации шкаф 1 имеет дверки 20 и 21. Для защиты от механических повреждений капилляра 22, термометра 4 предусмотрен защитный кожух 23.

Параметры, определяющие работоспособность установки:
A - условный диаметр газопровода обвязки, подсоединенного к счетчику объемного измерения газа;
B - расстояние от счетчика до зоны контроля температуры контролируемого газа;
C - длина горизонтального газопровода после счетчика (по ходу транспортируемой среды) с диаметром, равным условному проходу счетчика газа, выбирается из условия C≥5А;
D - расстояние от счетчика до зоны контроля давления транспортируемой среды;
E - длина горизонтального участка газопровода перед счетчиком газа (по ходу транспортируемой среды) диаметром, равным условному проходу счетчика газа, выбирается из условия E≥10A.

Рабочее давление транспортируемой среды от 0,1 до 1,2 МПа выбрано из условий безопасной надежной эксплуатации счетчика газа и технологического оборудования устройства.

Устройство учета расхода газа работает следующим образом.

В исходном положении дверки 20, 21 шкафа 1 и запорные устройства 10, 11, 12, 13, 14 закрыты. При пуске в работу пункта для учета расхода газа, подаваемого потребителю, открываются дверки 20, 21 шкафа 1 и запорные устройства 10, 12, 13. Включаются в работу счетчик 2 газа, манометр 3 и термометр 4. Расход газа в рабочих условиях, приведенный к нормальным условиям, определяют с учетом показаний счетчика 2 газа, манометра 3 и термометра 4 по известной формуле:

где V_n - объем газа, приведенный к нормальным условиям;
V_g - объем газа при рабочих условиях (по показаниям счетчика газа);
- рабочее давление (среднее значение за контролируемый интервал времени) в зоне крыльчатки счетчика газа;
- давление перед счетчиком газа (среднее значение за контролируемый интервал времени);
P_i - среднее значение давления перед счетчиком газа за время t_i≥ 1 мин$
t_к - контролируемый интервал времени;
n - количество интервалов усреднения;
,
где ΔP_i - среднее значение перепада давления за время t_i;
P_б - барометрическое давление (среднее значение за контролируемый интервал времени);
P_H - 0,1013 МПа=1,033 кгс/см² - нормальное давление;
tg - среднее за контролируемый интервал времени значение рабочей температуры в зоне счетчика газа;
,
где - tgi - среднее значение температуры за интервал времени t_к,^oC$
Z - коэффициент сжимаемости (среднее значение за контролируемый интервал времени при изменении давления и температуры).

При работе на обводной линии (байпасе) открывают запорное устройство 11, запорные устройства 10, 12 закрывают.

При проведении профилактических работ сброс газа из системы газового счетчика осуществляют путем открывания запорного устройства 13.

В период отопительного сезона, при необходимости, включается в работу обогреватель 19. При размещении установки учета расхода газа в отапливаемом помещении возможен его монтаж без наличия шкафа и обогревателя.

С целью повышения удобства эксплуатации, точности расчета с потребителями, выдачи информации о расходе на единый диспетчерский пульт оператора, устройство учета расхода газа содержит функционально взаимосвязанное со счетчиком объемного измерения газа устройство информационной выдачи данных расхода газа, приведенных к нормальным условиям (на чертеже не показано) с возможностью выдачи этих данных на персональный компьютер.

Применение предлагаемого устройства учета расхода газа позволяет:
- обеспечить учет расхода газа при расчете с потребителями с достаточной степенью точности за счет наличия данных о температуре и давлении газа;
- снизить металлоемкость за счет выполнения обвязки в виде вертикально замкнутого контура с размещением обводной линии (байпаса) на общей оси с основной линией и установкой вертикально расположенных коллекторов основной линии вне корпуса шкафа устройства учета расхода газа;
- обеспечить возможность выдачи данных, приведенных к нормальным условиям.

Устройство учета расхода газа серийно выпускается АО "Газ-аппарат" под наименованием "Пункт учета расхода газа "Пурга" ТУ 4859-004-03216769-93.

Использование: в газовых сетях промышленных и коммунальных предприятий для учета при коммерческих операциях. Сущность: устройство учета расхода газа содержит металлический шкаф и технологическое оборудование, выполненное в виде функционально взаимосвязанных между собой счетчика газа, манометра самопишущего и термометра самопищущего. Для очистки газа предусмотрен фильтр. Технологическое оборудование выполнено в виде вертикально замкнутого контура с размещением обводной линии (байпаса) на общей оси с входным и выходным газопроводами. На входном и выходном газопроводах и обводной линии установлены запорные устройства, причем запорное устройство обводной линии размещено между запорными устройствами входного и выходного газопровода и на общей с ними оси. Для сброса газа предусмотрены также запорные устройства, функционально взаимосвязанные с запорным устройством для подсоединения манометра самопишущего. Коллекторы газопровода для обеспечения малых габаритов шкафа по длине размещены вне шкафа. Для обеспечения работоспособности в период отопительного сезона шкаф имеет теплоизоляцию и снабжен обогревателем.3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство учета расхода газа, содержащее основную и обводную линии с запорными устройствами и счетчиком объемного измерения газа, отличающееся тем, что обвязка основной и обводной линии выполнена в виде вертикально замкнутого контура с размещением запорного устройства обводной линии между запорными устройствами основной линии на общей с ними оси. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что технологическое оборудование основной и обводной линии установлено в шкафу с размещением вертикальных коллекторов основной линии вне контура шкафа. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит функционально взаимосвязанные со счетчиком газа самопишущие термометр и манометр. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что счетчик объемного измерения газа функционально взаимосвязан с устройством информационной выдачи данных расхода газа, приведенных к нормальным условиям.