Запорно-регулируемая арматура газовых систем. Приборы для измерения расхода газа
Трубопроводная арматура - это устройства, которые устанавливаются на различных трубопроводах, и предназначены для отключения и включения, распределения и регулирования потока рабочей среды в трубопроводе. Трубопроводная арматура управляет потоком рабочей среды путем изменения площади проходного сечения, и может использоваться для жидких и газообразных веществ. Трубопроводная арматура выпускается с различными типами соединений, и может иметь следующее присоединение к трубопроводу: фланцевое, цапковое, муфтовое, штуцерное и под приварку.
Трубопроводная арматура производится с различными типами управления: с ручным и механическим приводом, с пневматическим и гидравлическим приводом, с электрическим и электромагнитным приводом, а так же с автоматическим автономным или дистанционным управлением. Так же трубопроводная арматура различается и по способу герметизации который используется в устройстве, и может быть сальниковой, сальниковой, мембранной и шланговой. Трубопроводная арматура в основном производится из серого, ковкого или высокопрочного чугуна, так же она может производиться из углеродистой и легированной стали, из латуни и бронзы, из алюминиевых, никелевых и титановых сплавов. Основными устройствами трубопроводной арматуры являются различных типов задвижки, клапана, вентили, краны, затворы и регуляторы.
Запорная трубопроводная арматура герметично перекрывает или полностью открывает поток рабочей среды в трубопроводе. Основные виды запорной трубопроводой арматуры,это краны, задвижки, вентили и клапаны, заслонки и поворотные затворы. К запорной трубопроводной арматуре так же относятся спускная и контрольная трубопроводная арматура. Спускная запорная арматура применяется для сброса рабочей среды из систем трубопроводов и различных резервуаров, а контрольная запорная арматура применяется для подачи рабочей среды в контрольно-измерительные приборы КИПиА.
Рис. 3. Запорная трубопроводная арматура
Измерительные приборы для измерения и учета расхода жидкостей и газов. Самыми распространенные приборы учитывающие расход жидкости — влагомеры и расходомеры. Учет газа осуществляется приборами газоанализаторами.
Расходомеры газа бывают следующих типов:
Турбинные. Они представляют собой трубу, в которой находится винтовая турбинка. Обычно она отличается частичным перекрытием лопатками друг друга. В проточной части корпуса размещены обтекатели, которые перекрывают большую часть сечения трубы. Это позволяет достичь дополнительного выравнивания эпюры скоростей потока и повысить скорость течения газа. Помимо этого, происходит формирование турбулентного режима среды, благодаря чему обеспечивается линейность характеристик прибора в широком диапазоне. Высота турбинки чаще всего не превышает 30 % от величины радиуса. На входе в счетчик может быть предусмотрен дополнительный выпрямитель потока. Он выполнен в виде или прямых лопаток, или перфорированного диска. Для получения результатов измерения расхода газа может использоваться несколько методов. Одним из них является преобразование вращения турбинного колеса в количество пройденной среды с помощью магнитной муфты, передающей вращение на счетный механизм. Также возможно применение магнитоиндукционного преобразователя.
Ротационные. Принцип их действия заключается во вращении двух роторов особой формы под воздействием потока среды. Синхронность обкатывания достигается за счет специальных шестеренок, соединенных и между собой, и с роторами. Минимизация погрешности измерений обеспечивается тем, что вращающиеся детали, а также внутренняя поверхность корпуса устройства выполнены с высокой точностью. Это требует применения специальных технологий обработки.
Вихревые. Их работа основана на эффекте возникновения вихрей при обтекании потоком среды различных тел. Частота срыва вихрей зависит от скорости движения газа и, соответственно, его объемного расхода. Индикация вихрей может производиться с помощью термоанемометра или ультразвука. Диапазон измерений данных расходомеров может доходить до 1:50. Особенностью приборов является отсутствие подвижных элементов, в связи с чем нет необходимости в смазке, необходимой для ротационных и турбинных устройств.
Мембранные. Принцип работы таких расходомеров основан на движении мембран в камере при поступлении среды в прибор. Мембранные счетчики характеризуются большим диапазоном измерения (1:100), но предназначены для газа, идущего под низким давлением. Поэтому их в основном используют для домов и коттеджей.
Ультразвуковые. Это — один из наиболее современных типов расходомеров. Их действие основано на посылании ультразвукового сигнала в направлении потока среды и против него. После этого определяется разница во времени прохождения данных двух лучей, которая пропорциональна скорости течения газа. Ультразвуковые расходомеры получили широкое распространение для установки в газораспределяющих сетях, на газоперерабатывающих предприятиях, у крупных потребителей и на различных объектах химической и энергетической индустрии. Данные устройства отличаются простым управлением, независимостью от изменений давления, минимальным временем реагирования, нечувствительностью к загрязнениям, высокой точностью. Кроме того, они обладают двунаправленным принципом работы, что дает возможность их применения в хранилищах, где заполнение и откачка производятся по одной и той же линии.
Рис. 4. Бытовой газовый расходометр.