Меню Рубрики

Сужающие устройства правила установки сужающих устройств

Монтаж сужающих устройств

При измерении расхода методом переменного перепада давления решающее влияние на точность измерения оказывают правильный выбор места установки сужающего устройства и аккуратность и тщательность осуществления врезки. По сложившейся строительстве практике врезку (установку фланцев в трубопровод) выполняют организации, монтирующие трубопроводы. Часто, осуществляя врезку фланцев и не имея при этом сужающего устройства, монтажники используют инвентарный имитатор— «катушку», представляющую собой цилиндр, диаметр и длина которого равны размеру сужающего устройства. При установке последнего монтажники заменяют «катушку» запроектированным сужающим устройством.

Таким образом, врезку, а также установку во фланцы сужающих устройств, осуществляют люди, не знающие особенностей процесса измерения расхода. Недостаточно тщательная и аккуратно выполненная врезка создает дополнительные сопротивления (навары, забытые инструменты или крепежные изделия и т. п.) при движении потока измеряемой среды, что способствует возникновению дополнительных погрешностей измерения. Условием высокой точности измерения расхода является обеспечение ламинарности движения измеряемой среды по всему сечению трубопровода в зоне измерения. Для этого проект предусматривает определенную длину прямого участка трубопровода в зоне измерения. Автор проекта определяет зону измерения — прямые участки трубопровода до и после сужающего устройства расчетом на основании действующих «Правил РД 50-213-80» Госстандарта СССР. Однако основные требования к прямым участкам трубопровода и возможным помехам обязательно должен знать и монтажник, так как в процессе строительства и монтажа возникают конкретные ситуации — модернизация или замена оборудования, изменения сортамента труб, либо строительных конструкций, влияние которых на точность измерения нужно оценить вместе с автором проекта для нахождения верного решения.

Сужающее устройство можно устанавливать только на прямом участке трубопровода независимо от положения этого участка в пространстве. При выборе места установки сужающего устройства необходимо иметь в виду, что измеряемый поток в этом месте должен целиком заполнить сечение трубопровода.

К основным конструктивным факторам трубопровода, влияющим на погрешности измерения расхода, относятся: отклонение действительного диаметра участков от расчетных значений, овальность трубопроводов, дефекты прямых участков трубопроводов, длина прямых участков до и после сужающего устройства.

Действительный внутренний диаметр участка трубопровода перед сужающим устройством определяют как среднее арифметическое результатов измерений в двух поперечных сечениях: непосредственно у сужающего устройства и на расстоянии 2 D20 от него, причем в каждом из сечений не менее, чем в 4 диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений должны отличаться от среднего значения не более чем на 0,3%. Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 2 D20 за сужающим устройством может отличаться от внутреннего диаметра участка трубопровода перед сужающим устройством не более чем на ±2 %.

Прямой участок трубопровода перед сужающим устройством должен иметь круглое сечение на длине не менее 2 D20. Результаты отдельных измерений диаметра на этой длине в любых различных плоскостях должны отличаться не более, чем на 0,3 % среднего диаметра.

источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Установка — сужающее устройство

Установка сужающего устройства в трубопроводе и соединение его с прибором, измеряющим перепад давления АР, — дифференциальным манометром ( дифманометром) — производится по определенным правилам. АР коэффициент k может быть принят постоянным. Если проводить измерение расхода в определенных гидродинамических условиях ( при некоторых установленных числах Рейнольдса), то коэффициент расхода а может быть принят постоянным. [1]

До установки сужающего устройства следует проверить его-соответствие диаметру трубопровода, а также овальность трубопровода, которую определяют измерением двух его взаимно перпендикулярных диаметров. Одновременно необходимо путем осмотра убедиться в отсутствии шероховатости внутренних стенок трубопровода. [2]

До установки сужающего устройства следует проверить его соответствие диаметру трубопровода, а также овальность трубопровода, которую определяют измерением двух его взаимно перпендикулярных диаметров. [3]

До установки сужающего устройства следует проверить его соответствие диаметру трубопровода, а также овальность трубопровода, которую определяют измерением двух его взаимно перпендикулярных диаметров. Одновременно необходимо путем осмотра убедиться в отсутствии шероховатости внутренних стенок трубопровода. [4]

До установки сужающего устройства следует проверить его соответствие диаметру трубопровода, а также овальность трубопровода, которую определяют измерением двух его взаимно перпендикулярных диаметров. Одновременно необходимо путем осмотра убедиться в отсутствии шероховатости внутренних стенок трубопровода. Трубопровод, в котором на протяжении двух его диаметров до и после места установки диафрагмы не обнаружены видимые невооруженным глазом изъяны ( окалина после сварки, заусенцы, выбоины), считается пригодным для монтажа диафрагмы по условиям шероховатости. [5]

Детали установки сужающего устройства ( фланцы, шпильки, гайки, прокладки) на трубопроводе выбирают в зависимости от условного давления и температуры измеряемой среды. [6]

Место установки сужающего устройства и способы его крепления должны обеспечивать возможность периодического осмотра. При выборе места установки сужающего устройства необходимо, чтобы участки трубопровода до и после его были прямыми и цилиндрическими с круглыми сечениями. При этом необходимо иметь в виду, что более существенное значение имеют искажения потока перед сужающим устройством и значительно меньшее — за ним. [7]

Читайте также:  Правила установки откосов и подоконников

Место установки сужающего устройства должно быть таким, чтобы поток проходящего вещества полностью заполнял сечение трубопровода. В горизонтальных и наклонных трубопроводах в зависимости от состояния вещества следует предусмотреть специальные устройства для отвода конденсата или воздуха. [8]

Детали установки сужающего устройства ( фланцы, шпильки, гайки, прокладки) на трубопроводе выбирают в зависимости от условного давления и температуры измеряемой среды. [10]

При установке сужающего устройства на входе трубопровода исходный коэффициент расхода а0 не зависит от модуля т сужающего устройства и равен, согласно опытам Штах [95], 0 6 для диафрагмы и 0 99 для сопла. Эти цифры, принятые в Правилах 27 — 54, практически равны ( чуть больше) исходным коэффициентам расхода нормальных диафрагм и сопел, установленных внутри трубопровода, при условии, что модуль этих сужающих устройств приближается к нулю, а коэффициент скорости входа р — к единице. Действительно, для всякого сужающего устройства, установленного на входе в трубопровод, начальная скорость равна нулю, а следовательно, коэффициент р равен единице. Поправка на неостроту входной кромки для диафрагм при D 300 мм вводится обычным путем. [11]

При установке сужающего устройства между насадными фланцами торец трубы должен непосредственно примыкать к сужающему устройству. [12]

При установке сужающего устройства на горизонтальном или наклонном участке трубопровода штуцера для отбора давления от сужающего устройства должны быть направлены: при измерении расхода жидкости — горизонтально или с уклоном вниз под углом 30 — 60; при измерении расхода пара — горизонтально или вверх под утлом 30 — 60; при измерении расхода газа — вверх. [13]

При установке сужающего устройства между двумя приваренными в стык фланцами внутренний диаметр фланца должен быть равен действительному внутреннему D трубопровода. [14]

источник

Методика использования сужающих устройств для измерения расхода сред (жидкости, воздуха газа, пара)

Стандартные сужающие устройства могут применяться в комплекте с дифманометрами для измерения расхода и количества жидкостей, газов и пара в круглых трубопроводах (при любом их расположении), если их расчет, изготовление и установка выполнены в соответствии с ГОСТ 8.563.1-97 .

При необходимости использования сужающих устройств на трубопроводах меньшего диаметра они должны подвергаться индивидуальной градуировке, т.е. экспериментальному определению зависимости G =f(Δp).

В ГОСТ 8.563.1-97 даются восемь вариантов типов сужающих устройств: диафрагмы с угловым, фланцевым и трехрадиусным способами отбора давления, сопла ИСА 1932, трубы Вентури с обработанной и необработанной конической частью короткие и длинные, сопла Вентури короткие и длинные. Стандартные диафрагмы применяются при соблюдении условия 0,2 ≤ β ≤ 0,75, стандартные сопла — при 0,3 ≤ β ≤ 0,8 и сопла Вентури — при 0,3 ≤ β ≤ 0,75. Конкретный тип сужающего устройства выбирается при расчете в зависимости от условий применения, требуемой точности, допустимой потери давления.

Для соблюдения геометрического подобия сужающих устройств должны быть изготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 8.563.1-97, которые кратко рассмотрены применительно к наиболее распространенным сужающим устройствам — диафрагмам, изображенным на рис. 1. Торцы диафрагмы должны быть плоскими и параллельными друг другу. Шероховатость торца в пределах D должна быть не более 10 -4 d, выходной торец должен иметь шероховатость в пределах 0,01 мм. Если диафрагма служит для измерения расхода потока в обоих направлениях, то оба торца должны обрабатываться с шероховатостью не более 10 -4 d, коническое расширение в этом случае отсутствует и кромки с обоих сторон должны быть острыми с радиусом закругления не более 0,05 мм. Если радиус закругления не превышает 0,0004d, ТО поправочный множитель на неостроту входной кромки принимается равным единице. При d ≥ 125 мм это условие выполняется. Шероховатость поверхности отверстия не должна превышать 10 -5 d.

Толщина диафрагмы Е должна находиться в пределах до 0,05D толщина определяется из условия отсутствия деформации под воздействием Δрв при известном пределе текучести материала.

Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы должна находиться в пределах от 0,005D до 0,02D, если толщина превышает последнюю цифру, то со стороны выходного торца делается коническая поверхность с углом конусности 45 ± 15°.

Рис. 1. Способы отбора давления :

а — через отдельные отверстия; б — из кольцевых камер (угловые методы); в — через отверстия во фланцах (фланцевый метод при l1 = l2 = 25,4 мм, трехрадиусный — при l1 = D и l2 = 0,5D)

Отбор давлений р1 и р2 при угловом способе осуществляется либо через отдельные цилиндрические отверстия (рис. 1, а), либо из двух кольцевых камер, каждая из которых соединяется с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью или группой равномерно распределенных по окружности отверстий (рис. 1, б). Конструкция отборных устройств для диафрагм и сопл одинакова. Сужающие устройства с кольцевыми камерами более удобны в эксплуатации, особенно при наличии местных возмущений потока, так как кольцевые камеры обеспечивают выравнивание давления по окружности трубы, что позволяет более точно измерять перепад давления при сокращенных прямых участках трубопровода.?

Читайте также:  Правила установки ограждений при проведении земляных работ

При фланцевом и трехрадиусном способах отбора давления перепад измеряется через отдельные цилиндрические отверстия, расположенные на расстоянии в первом случае l1 = l2 = 25,4 мм, а во втором l1 = D и l2 = 0,5D от плоскостей диафрагмы (рис. 1, в). Коэффициент истечения С зависит от способа отбора давления.

При установке сужающих устройств необходимо соблюдать ряд условий, влияющих на погрешность измерений.

Сужающее устройство в трубопроводе должно располагаться перпендикулярно оси трубопровода. Для диафрагм неперпендикулярность не должна превышать 1°. Ось сужающего устройства должна совпадать с осью трубопровода.

Участок трубопровода длиной 2D до и после сужающего устройства должен быть цилиндрическим, гладким, на нем не должно быть никаких уступов, а также заметных глазу наростов и неровностей от заклепок, сварочных швов и т.п.

Важным условием является необходимость обеспечения установившегося течения потока перед входом в сужающее устройство и после него. Такой поток обеспечивается наличием прямых участков трубопровода определенной длины до и после сужающего устройства. На этих участках не должны устанавливаться никакие устройства, которые могут исказить гидродинамику потока на входе или выходе сужающего устройства. Длина этих участков должна быть такой, чтобы искажения потока, вносимые коленами, вентилями, тройниками, смогли сгладиться до подхода потока к сужающему устройству. При этом необходимо иметь в виду, что более существенное значение имеют искажения потока перед сужающим устройством и значительно меньшее — за ним, поэтому задвижки и вентили, особенно регулирующие, рекомендуется устанавливать после СУ. Длина L K прямого участка перед сужающим устройством зависит от относительного диаметра

, диаметра трубопровода D и вида местного сопротивления, расположенного до прямого участка, L K1 /D = а к + b к ск , где а к , b к , с к — постоянные коэффициенты, зависящие от вида местного сопротивления. Их величина и наименьшие значения L K1 /D для девяти типов местных сопротивлений приведены в табл. 1.

Таблица 1. Наименьшие относительные длины линейного участка до диафрагмы

Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Симметричное резкое сужение

Симметричное резкое расширение

Допускается сокращение длины линейного участка после СУ вдвое, но при этом дополнительная погрешность к коэффициенту истечения составит ±0,5 %.

Необходимо, чтобы контролируемая среда заполняла все поперечное сечение трубопровода, причем фазовое состояние вещества не должно изменяться при прохождении через сужающее устройство. Конденсат, пыль, газы или осадки, выделяющиеся из контролируемой среды, не должны скапливаться вблизи сужающего устройства.

Дифманометр подключается к сужающему устройству двумя соединительными линиями ( импульсными трубками ) внутренним диаметром не менее 8 мм. Допускается длина соединительных линий до 50 м, однако из-за возможности возникновения большой динамической погрешности не рекомендуется использовать линии длиной более 15 м.

Для правильного измерения расхода перепад давления на входе дифманометра должен быть равен перепаду давления, развиваемому сужающим устройством, т.е. перепад от сужающего устройства к дифманометру должен передаваться без искажения.

Это возможно в случае, если давление, создаваемое столбом среды в обеих соединительных трубках, будет одинаковым. В реальных условиях это равенство может нарушаться. Например, при измерении расхода газа причиной этого может быть скапливание конденсата в неодинаковом количестве в соединительных линиях, а при измерении расхода жидкости, наоборот, скапливание выделяющихся газовых пузырьков. Во избежание этого соединительные линии должны быть либо вертикальными, либо наклонными с уклоном не менее 1:10, причем на концах наклонных участков должны быть конденсато- или газосборники. Кроме того, обе импульсные трубки следует располагать рядом, чтобы избежать неодинакового нагрева или охлаждения их, что может привести к неодинаковой плотности заполняющей их жидкости и, следовательно, к дополнительной погрешности. При измерении расхода пара важно обеспечить равенство и постоянство уровней конденсата в обеих импульсных трубках, что достигается применением уравнительных сосудов.

К одному сужающему устройству может быть подключено несколько дифманометров. При этом допускается подключение соединительных линий одного дифманометра к соединительным линиям другого.

При измерении расхода жидкости дифманометр рекомендуется устанавливать ниже сужающего устройства 1, что исключает попадание в соединительные линии и дифманометр газа, который может выделиться из протекающей жидкости (рис. 2, а).

Рис. 2. Схема соединительных линий при измерении расхода жидкости с установкой дифманометра ниже (а) и выше (6) сужающего устройства :

1 — сужающее устройство; 2 — запорные вентили; 3 — продувочный вентиль; 4 — газосборники; 5 — разделительные сосуды

Читайте также:  Правила установки унитаза сантехника для вас

Для горизонтальных и наклонных трубопроводов соединительные линии должны подключаться через запорные вентили 2 к нижней половине трубы (но не в самой нижней части) во избежание попадания в линии газа или осадков из трубопровода. Если дифманометр все же устанавливается выше сужающего устройства (рис. 2, б), то в наивысших точках соединительных линий необходимо устанавливать газосборники 4 с продувочными вентилями. Если соединительная линия состоит из отдельных участков (например, при обходе какого-либо препятствия), то газосборники устанавливаются в наивысшей точке каждого участка. При установке дифманометра выше сужающего устройства трубки вблизи последнего прокладываются с Сообразным изгибом, опускающимся ниже трубопровода не менее чем на 0,7 м для уменьшения возможности попадания газа из трубы в соединительные линии. Продувка соединительных линий осуществляется через вентили 3.?

При измерении расхода агрессивных сред в соединительных линиях возможно ближе к сужающему устройству устанавливаются разделительные сосуды 5. Соединительные линии между разделительным сосудом и дифманометром, частично и сам сосуд заполнены нейтральной жидкостью, плотность которой больше плотности измеряемой агрессивной среды. Остальная часть сосуда и линии до сужающего устройства заполнены контролируемой средой. Следовательно, поверхность раздела контролируемой среды и разделительной жидкости находится внутри сосуда, причем уровни раздела в обоих сосудах должны быть одинаковыми.

Разделительная жидкость выбирается таким образом, чтобы она химически не взаимодействовала с контролируемой средой, не смешивалась с ней, не давала отложений и не была агрессивной по отношению к материалу сосудов, соединительных линий и дифманометра. Чаще всего в качестве разделительной жидкости используются вода, минеральные масла, глицерин, водоглицериновые смеси.

При измерении расхода газа дифманометр рекомендуется устанавливать выше сужающего устройства, чтобы конденсат, образовавшийся в соединительных линиях, мог стекать в трубопровод (рис. 3, а).

Рис. 3. Схема соединительных линий при измерении расхода газа с установкой дифманометра выше (а) и ниже (б) сужающего устройства :

1 — сужающее устройство; 2 — запорные вентили; 5 — продувочный вентиль; 4 — конденсатосборник

Соединительные линии нужно подключать через запорные вентили 2 к верхней половине сужающего устройства, их прокладку желательно производить вертикально. Если вертикальная прокладка соединительных линий невозможна, то их следует прокладывать с наклоном в сторону трубопровода или конденсатосборников 4. Подобные требования должны выполняться и при расположении дифманометра ниже сужающего устройства (рис. 3, б). При измерении расхода агрессивного газа в соединительные линии должны включаться разделительные сосуды.

При измерении расхода перегретого водяного пара неизолированные соединительные линии оказываются заполненными конденсатом. Уровень конденсата и его температура в обеих линиях должны быть одинаковыми при любом расходе.

Для стабилизации верхних уровней конденсата в обеих соединительных линиях вблизи сужающего устройства устанавливаются уравнительные конденсационные сосуды . Назначение уравнительных сосудов можно пояснить с помощью рис. 4.

Рис. 4. Схема, поясняющая назначение уравнительных конденсационных сосудов при измерении расхода пара :

а—в — стадии измерения разности давлений

Предположим, что при отсутствии уравнительных сосудов и некотором расходе пара уровень конденсата в обеих импульсных трубках одинаков. При увеличении расхода на сужающем устройстве увеличивается перепад давления, заставляющий нижнюю мембранную коробку сжиматься, а верхнюю растягиваться (рис. 4, б). Из-за изменения объемов коробок в нижнюю, «плюсовую» камеру дифманометра будет затекать конденсат из «плюсовой» импульсной трубки, что приведет к понижению уровня в ней на величину h. Из верхней, «минусовой» камеры дифманометра конденсат будет выталкиваться в импульсную трубку и в паропровод, но высота столба конденсата останется неизменной. Образовавшаяся разница уровней конденсата создает перепад давления, уменьшающий перепад давления в сужающем устройстве. Таким образом, показания расходомера будут заниженными. Нетрудно заметить, что абсолютная погрешность измерения будет расти с увеличением изменений расхода.

Очевидно, что погрешность можно снизить уменьшением h. Для этого на концах импульсных трубок устанавливают уравнительные конденсационные сосуды (рис. 5) — горизонтально расположенные цилиндры большого сечения. Так как сечение этих сосудов велико, вытекание из них конденсата мало изменит его уровень, так что перепад, измеряемый дифманометром, можно считать равным перепаду в сужающем устройстве.

При измерении расхода пара дифманометр следует располагать ниже сужающего устройства 1 и уравнительных сосудов 2 (рис. 5, а) для облегчения удаления воздуха из соединительных линий.

Рис. 5. Схема соединительных линий при измерении расхода пара с установкой дифманометра ниже (а) и выше (б) сужающего устройства :

1 — сужающее устройство; 2 — уравнительные сосуды; 3, 4 — запорные и продувочные вентили; 5 — газосборник

Допускается дифманометр располагать выше сужающего устройства, но в верхней точке соединительных линий в этом случае необходимо устанавливать газосборники 5 (рис. 5, б), позиции 3,4 — запорные и продувочные вентили.

источник