Меню Рубрики

Установка индикатора перепада давления газа

Контроль перепада давлений на газовых фильтрах — необходимое условие надежной работы газораспределительных систем

Природный газ по пути от газовых месторождений до потребителя подвергается неоднократной сепарации и фильтрации. Первоначально – это очистка его от основной части механических включений (прежде всего – песка) и воды, поступающих вместе с полезным продуктом из газовых скважин. А затем, дополнительная очистка газа как от оставшейся (неотфильтрованной на первом этапе) части механических включений, так и от механических включений, появляющихся в газе в процессе его транспортировки: продуктов коррозии газопроводов, по которым перекачивается газ, механических частиц, оставшихся в газопроводах после монтажа (например, «сварочного града»), продуктов износа и смазки запорно-регулирующей арматуры, используемой при эксплуатации газоперекачивающего оборудования.

По своему функциональному назначению газовые фильтры условно можно разделить на:

  • Фильтры предварительной очистки;
  • Фильтры грубой очистки;
  • Фильтры средней очистки;
  • Фильтры тонкой очистки;
  • Фильтры ультратонкой очистки.

Фильтры предварительной очистки используются, в основном, непосредственно на газовых месторождениях. Они состоят, как правило, из сепаратора, в котором механические включения отсеиваются под действием центробежных сил, а также последовательно установленных за ним фильтров грубой и, иногда, средней очистки.
Фильтры грубой очистки (со степенью очистки 300- 500 мкм), устанавливаются, обычно, на входе в газоперекачивающие станции и в газораспределительные пункты (ГРП), фильтры средней очистки (150-300 мкм) – на входе в ГРП непосредственно за, а в значительной части случаев вместо фильтров грубой очистки.
Фильтры тонкой очистки (со степенью очистки 50-80 мкм) стали применяться в российском газовом хозяйстве только в последнее десятилетие. Их появление было обусловлено появлением на российском рынке современного, высокоэффективного газового оборудования (регуляторов давления газа, счетчиков газа, газовой автоматики, газовых горелок и т.п.), длительная надежная работа которого возможна только на природном газе, имеющем необходимую степень очистки.
При этом следует отметить, что в развитых странах Европы и Америки широко применяются и газовые фильтры со степенью очистки газа до 5 мкм. В настоящей статье мы классифицируем их как фильтры ультратонкой очистки , хотя такая классификация, подчеркнем еще раз, весьма условна. Из российских предприятий первым освоило выпуск таких газовых фильтров ООО «Эльстер Газэлектроника».

От правильного выбора и эксплуатации газовых фильтров в определяющей степени зависит надежность и безопасность работы всего газового оборудования от газовых месторождений до конечных потребителей газа. В настоящей статье мы остановимся на вопросах правильного выбора газовых фильтров для защиты газораспределительных сетей (ГРС) и газопотребляющего оборудования (ГРО) и обеспечения их эффективной эксплуатации.
Для того, чтобы правильно выбрать газовый фильтр (газовые фильтры), надо ответить на следующие вопросы:

  1. Какую чистоту фильтрации требуется обеспечить?
  2. Какой должна быть пропускная способность фильтра?
  3. Какой может быть максимальная потеря давления (перепад давлений) на фильтре?
  4. Какая требуется периодичность обслуживания фильтра?

Чтобы правильно ответить на эти вопросы, в общем случае, необходимо знать:

  1. Степень загрязненности газа в месте установки фильтра (фильтров).
  2. Требуемую пропускную способность ГРП или соответствующие технические характеристики ГРО.
  3. Требования по очистке газа, подаваемого на вход ГРП или ГРО.
  4. Исходные расходно-перепадные характеристики устанавливаемых фильтров (с чистым фильтрующим элементом).

Исходные расходно-перепадные характеристики фильтров должны в обязательном порядке указываться предприятиями-изготовителями в эксплуатационной документации. При установке фильтров необходимо учитывать, что потеря давления (перепад давлений) на фильтре ∆P = 8*ζ*ρ*Q2/π 2 *D 4 (1) где ζ — коэффициент гидравлического сопротивления фильтра с чистым фильтрующим элементом, ρ — плотность газа (зависит от его состава, прямо пропорциональна абсолютному давлению и обратно пропорциональна абсолютной температуре газа), Q — объемный расход газа при рабочих условиях (давлении и температуре), D — диаметр условного прохода фильтра (как правило, определяется по диаметру его проходного сечения).
Максимальная величина допустимого перепада давлений на газовом фильтре определяется его конструкцией, исходя из недопущения возможности разрушения указанным перепадом давлений фильтрующего элемента. В соответствии с Правилами ПР 50.2.019 – 2006 «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ТУРБИННЫХ, РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ» [1], п. 11.5, «…с целью обеспечения достаточной степени очистки газа без уноса частиц и фильтрующего материала… перепад давлений на сетчатых фильтрах не должен превышать 5 кПа, а на волосяных фильтрах и с синтетическим фильтрующим материалом – 10 кПа».
Однако данные значения перепада необходимо рассматривать как предельно допустимые для фильтра с максимально загрязненным фильтрующим элементом. Начальные значения перепада давлений на чистом фильтре должны быть меньше, как минимум, в разы, а в некоторых случаях – на порядок. Так, например, если газовый фильтр устанавливается на входе горелки котла, к которому подводится низкое давление порядка 400-500 мм вод. ст. (4-5 кПа), то перепад давлений в этом случае на новом фильтре не должен превышать 5-10% от указанной величины и, соответственно, составлять не более 0,2..0,5 кПа.
В то же время, если газовый фильтр устанавливается на входе ГРП, в котором осуществляется редуцирование давление газа с высокого до среднего или со среднего до низкого, то начальный перепад давлений на фильтре может быть установлен большим. Соответственно, можно выбрать меньший типоразмер фильтра, и таким образом уменьшить габариты устройства и снизить затраты на его приобретение. Например, уже упоминавшееся ООО «Эльстер Газэлектроника» рекомендует для своих фильтров ФГ 16 и ФГ 16-В (рис. 1), тонкой и ультратонкой очистки, соответственно, максимальное значение начального перепада давлений 4 кПа [2]. Аналогичным образом к данному вопросу подходят в своих рекомендациях и другие производители.
Максимальная величина срока службы фильтра от момента установки до замены или очистки фильтрующего элемента определяется периодом времени, в течение которого перепад давлений на фильтре (по мере загрязнения фильтрующего элемента) достигнет максимально допустимого значения. При этом следует учитывать, что перепад давлений на фильтре, в первую очередь, зависит (см. формулу (1) от расхода газа через фильтр. Поэтому рекомендуем производить плановую ревизию газовых фильтров перед началом зимнего отопительного сезона, когда резко увеличивается газопотребление.
Из изложенного выше, очевидна необходимость регулярного контроля за перепадом давлений на газовых фильтрах. Указанное требование законодательно закреплено Правилами [1], п. 11.5, которыми предписано использовать для этих целей дифманометры любого типа (именно дифманометры, а не манометры на входе и выходе фильтров, как это делают до настоящего времени некоторые производители газового оборудования и что совершенно недопустимо, т.к., особенно при высоком статическом давлении, использование для этих целей манометров не позволяет определить указанный перепад с необходимой погрешностью (не более 5-10% от измеренного значения). Однако, в отличии от счетчиков газа, перепад давлений на газовых фильтрах допускается измерять дифманометрами индикаторного типа, т.е. класса точности 4 и даже ниже и не подвергавшимися в обязательном порядке государственной поверке.
Естественно, для этих целей можно применять и дифманометры, являющиеся средствами измерения и применяемые, в соответствии с требованиями упомянутых Правил [1] для контроля перепада давлений на счетчиках газа, например, дифманометры ДСП-80В-РАСКО [3] в комплекте с вентильными блоками, получившие в последнее время самое широкое распространение вследствие компактной и удобной для эксплуатации конструкции и оптимального соотношения «цена/качество».
Однако имеется возможность применить для этих целей и другие устройства индикаторного типа, которые могут быть существенно дешевле и компактнее, т.к., кроме отсутствия нормативного требования по обязательной государственной поверке, дифманометры для контроля перепада давлений на газовых фильтрах могут применяться без вентильного блока, т.к. срок их эксплуатации не ограничивается межповерочным интервалом, который, как правило, меньше, чем у счетчиков газа, перепад давлений на которых они контролируют. Кроме того, при контроле перепада давлений на газовом фильтре практически исключена возможность резкого увеличения перепада давлений на фильтре, как это может быть, например, при «заклинивании» роторов ротационного счетчика газа в случае попадания в его рабочую полость крупных механических частиц.
Такие индикаторы перепада давлений выпускаются рядом зарубежных фирм, специализирующихся на производстве газового оборудования, например, Tartarini, Pietro Fiorentini (Италия) (рис. 2) и др., а также производителями приборов для измерения давления, например, фирмой WIKA (Германия). Однако применение их в России серьезно сдерживается высокими ценами, которые, например, выше, чем у дифманометров ДСП-80В-РАСКО с вентильным блоком (рис. 3), являющихся средствами измерения.
В связи с этим ряд российских и белорусских производителей газовых фильтров наладил производство указанных индикаторов перепада давлений, которые, как правило, поставляются только в комплекте с фильтрами. Наибольший опыт эксплуатации и положительные характеристики имеет датчик перепада давлений ДПД производства ООО «Эльстер Газэлектроника», который выпускается на перепады давлений 5 кПа и 10 кПа и применяется для комплектации уже упоминавшихся газовых фильтров ФГ 16 и ФГ 16-В.
К недостаткам данного изделия следует отнести:

  1. Отсутствие оцифрованной шкалы, которую заменяют сектора зеленого и красного цвета.
  2. Отсутствие полной документации на ДПД, как на самостоятельное изделие, что не позволяет применять его в качестве полноценного функционального изделия для комплектации произвольных газовых фильтров.
  3. Ограниченный 2-мя указанными выше исполнениями типоразмерный ряд.
Читайте также:  Установки для фторирования воды

Поэтому российский рынок ждет конкурентоспособных по цене, качеству и удобству эксплуатации предложений по дифманометрам индикаторного типа для контроля перепада давлений на газовых фильтрах. Наиболее интересными в настоящий момент являются дифманометры ДСП-80-РАСКО индикаторного типа (рис. 4). В данной комплектации приборы поставляются класса точности 4, без вентильного блока и государственной поверки. Это позволило предложить потребителям компактные и высоконадежные изделия для контроля перепада давлений на газовых фильтрах, работающих при давлении газа в газовой магистрали до 1,6 МПа, имеющие:

  1. Полный типоразмерный ряд: пределы измерения -1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 кПа
  2. Оцифрованную шкалу.
  3. Возможность дооснащения в дальнейшем устройством дистанционной передачи информации о достижении перепадом давлений установленных пороговых значений.

При этом дифманометр ДСП-80-РАСКО существенно дешевле импортных и не дороже российских аналогов.

  1. Контроль состояния газовых фильтров (перепада давлений на них) является необходимым условием надежной и безопасной работы любого газового оборудования.
  2. Наиболее рациональным является применение для этих целей специализированных дифманометров индикаторного типа.
  3. Из указанных приборов оптимальным решением в настоящее время является дифманометр ДСП-80-РАСКО индикаторного исполнения в комплектации без вентильного блока.
  4. Целесообразны разработка и освоение производства российским предприятием более компактных специализированных индикаторов перепада давления класса точности 2,5…5%, аналогичных по конструкции приборам производства таких фирм,как WIKA, Tartarini, Pietro Fiorentini, но по существенно более низким ценам.
  1. Правила метрологии ПР 50.2.019 – 2006 «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ТУРБИННЫХ, РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ». –М: Стандартинформ, 2006.
  2. Фильтры газа ФГ16-50, ФГ16-50-В, ФГ16-80, ФГ16-80-В, ФГ16-100, ФГ16-100-В. – Каталог продукции, ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», 2007 г., стр.23.
  3. Апарин Е.Л., Золотаревский С.А. Новые дифманометры ДСП-80-РАСКО для контроля состояния приборов учета газа и газовых фильтров. — «Энергоанализ и энергоэффективность», №2 (30), 2008 г.
Читайте также:  Установка пожарных гидрантов на водопроводной сети снип

источник

Индикаторы перепада давления ИПД

Назначение

Индикаторы монтируется на фильтры газа используемые для фильтрации углеводородных и других неагрессивных газов от механических примесей, при рабочем давлении фильтруемого газа до 1,6 МПа, в диапазоне температур фильтруемого газа от минус 40°С до плюс 70°С. Индикаторы предназначены для наблюдения за характером изменения перепада давления на фильтрах газа. Перепад давления, в данном случае, характеризует степень засорения фильтров газа.

Технические характеристики

  • Диаметр условного прохода (DN):
    • фильтр ФГ16-50, ФГ16-50-В — 50 мм;
    • фильтр ФГ16-80, ФГ16-80-В — 80 мм;
    • фильтр ФГ16-100, ФГ16-100-В — 100 мм.
  • Максимальное рабочее давление: 1,6 МПа (16кг/см 2 ).
  • Диапазон температуры рабочей и окружающей среды:
    • от −40 до +70°С.
  • Степень фильтрации не менее 99,5% частиц имеющих размеры превышающие:
    • 0,08 мм для ФГ16-50, ФГ16-80, ФГ16-100;
    • 0,005 мм для ФГ16-50-В, ФГ16-80-В, ФГ16-100-В.
  • Величина перепада давления на чистом фильтре должна быть не более:
    • ФГ16-50, ФГ16-80 — 5 кПа;
    • ФГ16-50-В, ФГ16-80-В, ФГ16-100, ФГ16-100-В — 10 кПа

Примечание. В особо оговоренных случаях допустимая величина перепада давления на фильтрах может быть 25 кПа [см. методику расчета и подбора фильтра, приведенную в паспорте фильтра и на сайте www.gaselectro.ru (Продукты Фильтры газа Техническая документация)].

Выполняемые функции

Для определения степени засорения необходимо по шкале, которой оснащён индикатор, с помощью стрелки, проследить перепад давления. Шкала индикатора разделена на два сегмента: зелёный и красный. Индикаторы настроены таким образом, что линия раздела сегментов соответствует перепаду давления не более 5 кПа для индикатора ИПД16-5, предназначенного для фильтра газа, обеспечивающего фильтрацию 99,5% частиц с размерами до 0,07 мм или 10 кПа для индикатора ИПД16-10, предназначенного для фильтра газа, обеспечивающего фильтрацию 99,5% частиц с размерами до 0,005 мм. ГОСТ Р 8.740-2011 допускает применение индикаторов для контроля за перепадом давления на фильтрах. Для определения степени загрязнения фильтрующего элемента не требуется количественная оценка, достаточно проследить за тем находится ли стрелка индикатора в зеленом секторе (фильтрующий элемент чистый), или в красном секторе (фильтрующий элемент засорён). При засорении фильтрующего элемента необходимо произвести его очистку или замену.

источник

Установка индикатора перепада давления газа

Расчет допустимого перепада давления на счетчиках

Контроль перепада давления на турбинных и ротационных счетчиках газа следует производить согласно ПР 50.2.019-2006 «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ТУРБИННЫХ, РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ».

«…11.5 На турбинных и ротационных счетчиках необходимо периодически контролировать изменение перепада давления. Если с течением времени в процессе эксплуатации перепад давления на счетчике более чем на 50% превысит допускаемое значение, то произошло или засорение проточной части, или загрязнение, или износ подшипников счетчика, либо имеется иной дефект, приводящий к торможению его подвижных частей. В этом случае должны быть проведены работы по техническому обслуживанию счетчика или его ремонту…»

Согласно [1] допустимое значение перепада давления (ΔP) на счетчике для конкретных рабочих условий рассчитывают по формуле:

∆Рр- перепад давления на счетчике, определенный из графика, приведенного в эксплуатационной документации на конкретный счетчик, Па; P=Pизм+Pа — абсолютное давление газа при конкретных рабочих условиях, Па.; Pизм – измеренное избыточное давление, Па; Pа – атмосферное давлении, Па; Рр – значение давления газа, для которых регламентированы потери давления (для которых построены графики) Рр» 0,1МПа (1 кГс/см2); – значение плотности измеряемого газа при стандартных условиях, кг/м3; – значение плотности газа при стандартных условиях, для которого регламентированы потери давления (для которых построены графики) =1,29 кг/м3; Q – расход газа при конкретных рабочих условиях, м3/ч; Qр – расход газа, для которого регламентированы потери давления, м3/ч;

Поскольку перепад давления ∆Рр определяется по графику перепада давления при значении Qр= Q, то соотношение в формуле (1) принимается равным 1.

Пример определения допустимого перепада давления для ротационного счетчика газа RVG G250 (Qmax = 400 м3/ч) при конкретных рабочих условиях

  • Расход газа при рабочих условиях Q= Qр = 400 м3/ч
  • Измеренное избыточное давление Pизм = 1МПа
  • Рабочая среда — природный газа с плотностью при стандартных условиях ρс=0,73 кг/м3
  • Атмосферное давление Ра = 0,1 МПа.

1) Из графика зависимости перепада давления на счетчике (приведенного в Приложении руководства по эксплуатации на счетчик газа ротационный RVG) находим значение перепада давления ΔPp при расходе Qp= 400 м3/ч и при физических условиях, для которых построен график:

2) Вычисляем перепад давления на счетчике при конкретных рабочих условиях и расходе газа на счетчике на период измерения перепада давления.

Средства измерения (СИ) перепада давления

Для контроля перепада давления на счетчике разрешается использовать СИ любого типа. Перепад давления на счетчике может быть измерен при помощи электронного датчика разности давлений Метран-100-ДД либо механического дифманометра Wika. Для использования вышеуказанных СИ рекомендуются схемы монтажа, примеры которых приведены на рис. 1, 2.

Читайте также:  Установка расширения chrome из файла

Отверстия для измерения перепада давления должны быть размещены на трубопроводе до и после счетчика на расстоянии от 1Ду до 3Ду от корпуса счетчика.

Соединительные трубки СИ перепада давления должны иметь уклон к горизонтали не менее 1:12. Внутреннее сечение соединительных трубок должно быть одинаковым по всей их длине, а диаметр сечения должен быть от 6 до 15 мм.

Материал соединительных трубок должен быть коррозионностойким по отношению к измеряемому газу, его конденсату и сопутствующим компонентам (метанол, гликоль и др.).

Датчик разности давлений Метран-100-ДД

Датчики разности давлений Метран-100-ДД предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал разности давлений измеряемой среды.

Диапазон измерения разности давлений:

  • минимальный 0 – 0,04 кПа;
  • максимальный 0 – 25 МПа
  • Основная погрешность измерений до 0,1% от диапазона
  • Температура измеряемой среды от минус 40 до плюс 120ºС
  • Температура окружающего воздуха от минус 40 до плюс 80ºС
  • Наличие взрывозащищенного исполнения
  • Межповерочный интервал – 3 года
  • Внесены в Госреестр средств измерений

Рекомендуемая схема монтажа датчика разности давлений Метран-100-ДД показана на Рис.1. Для сглаживания пульсаций давления во время замера перепада рекомендуются использовать совместно с Метран-100-ДД, комплектуемый клапанным блоком. Клапанный блок состоит из трех вентилей – двух запорных и одного уравнительного. Кроме того, наличие клапанного блока позволяет во время первоначального пуска плавно подавать в полости датчика измеряемую среду, защищая тем самым датчик от перегрузок.

Датчик разности давлений Метран-100-ДД имеет возможность настройки времени усреднения результатов измерений, которое увеличивает время установления выходного сигнала, сглаживая его при быстром изменении входного давления. Эта опция позволяет использовать Метран-100-ДД для измерения перепада давления на ротационном счетчике в условиях пульсаций потока. Для измерения разности давлений на ротационном счетчике газа RVG время установления выходного сигнала следует устанавливать от 20 c до максимального значения в соответствии с инструкцией по настройке.

Рис.1 Схема монтажа датчика перепада давления Метран-100-ДД в трубопровод

Манометры для измерения дифференциального давления Wika

Механический стрелочный манометр Wika предназначен для измерения дифференциального давления с пониженным дифференциальным давлением и повышенными односторонними или переменными перегрузками.

  • Номинальный размер корпуса — 70 мм
  • Класс(DIN 16 005) 4,0: для диапазонов показаний от 0. 1,6 и 0 . 2,5 кПа;
  • 2,5: для диапазонов показаний от 0. 4,0 и 0. 60,0 кПа
  • Компактная конструкция, многосторонние возможности монтировки, разнообразные формы и положения присоединения
  • Диапазоны измерений — от 0 . 1,6 кПа до 0 . 60,0 кПа
  • Полная развёртка шкалы — около 180º
  • Рабочее давление постоянное: ВПИ (Верхний предел измерения)
  • переменное: ВПИ
  • Запас на перегрузку — максимум 1,6 МПа
  • Максимальное общее избыточное давление -1,6 МПа
  • Допустимая температура
  • окружающая среда: от минус 15 до плюс 60 °С
  • измеряемая среда: максимум плюс70 °С
  • Погрешность показания при отклонении температуры чувствительного элемента от +20°С: макс. ± 0,3%/10 К от соответствующего значения шкалы
  • Пылевлагозащита IP 66 (EN 60 529 / lEC 529)

Рекомендуемая схема монтажа механического дифманометра Wika показана на рис.2.

Рис.2 Схема монтажа в трубопровод манометра Wika для измерения дифференциального давления

Для выравнивания пульсаций давления во время измерения перепада давления рекомендуется использовать совместно с дифманометром Wika специальный 3-х ходовой вентиль поз.3. Вентиль состоит из двух запорных и одного уравнительного вентилей. Наличие 3-х ходового вентиля позволяет во время первоначального пуска плавно подавать в полости датчика измеряемую среду, защищая тем самым датчик от перегрузок.

Выбор средств измерения перепада давления

Для подбора СИ перепада давления определяется верхний предел его диапазона измерения ∆Рвп.

где 1,5 — коэффициент, учитывающий 50% превышение допустимого перепада давления ·∆Р на счетчике с течением времени;

∆Р – допустимое значение перепада давления, определяемое из формулы (1), Па;

При подстановке в формулу (1) значений =1,29 кг/м3 , Рр= 0,1МПа и Qр = Qmax формула (2) примет вид:

где ∆Рр – перепад давления на счетчике при максимальном расходе Qmax, значение которого приведенно в эксплуатационной документации на конкретный счетчик;

Qр = Qmax – максимальный расход для конкретного счетчика (приведенного в эксплуатационной документации на конкретный счетчик).

Пример выбора СИ перепада давления на ротационном счетчике RVG G65 (Qmax = 100 м3/ч) для конкретных рабочих условий.

  • Максимальный рабочий расход газа, при котором будет эксплуатироваться счетчик Q = 75 м3/ч.
  • Давление Pизм = 0,6 МПа
  • Рабочая среда — природный газ с плотностью при стандартных условиях ρс=0,73 кг/м3

Из руководства по эксплуатации на счетчик газа ротационный RVG определяем: ∆Рр = 445 Па, Qmax = 100 м3/ч

∆Рвп = 11,6·445·0,73·0,7·752 / 1002 = 1484 Па ≈ 1,5 кПа

Из таблицы 1 выбираем ближайший верхний предел диапазона измерения (в сторону увеличения) средства измерения перепада давления — Метран–100–ДД – 1412 или Wika 716.05.G 116.

Литература:
[1] Правила метрологии ПР 50.2.019-2006
«Объем и энергосодержание природного газа. Государственная система обеспечения единства измерений.
Методика выполнения измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых счетчиков».

источник