Спосіб визначення витрати газу, що транспортується

Спосіб визначення витрати газу, що транспортується, який включає вимір тисків газу на початку - Рн і наприкінці - Рк ділянки і температур газу на початку - Тн і наприкінці - Тк ділянки, визначення відносної густини газу по повітрю D і розрахунок витрати газу - Q через ділянку, який відрізняється тим, що введено визначення коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунок витрати газу - Q через ділянку газопроводу по формулі Корисна модель належить до техніки виміру витрати рідких і газоподібних середовищ і призначений для оперативного визначення витрати газу, що транспортується через ділянку магістрального газопроводу. Відомий спосіб визначення витрати газу, що транспортується [А.с. СРСР №1215008, кл. G01F1/34, 1986. Бюл №8] у системі газопроводів, що включає вимір тиску і температури газу на вході і виході нагнітача, числа обертів нагнітача і розрахунок витрати газу через нагнітач при спільному використанні паспортної залежності нагнітача [Ni / g н ]ін = f (Q пр ) і залежності, що зв’язує параметри газу, що транспортується. gн - густина газу на вході в нагнітач при умовах всмоктування, кг/м 3; Qпр - об’ємна витрата газу, приведена до умов приведених характеристик нагнітача, м 3/хв; k - показник адіабати газу; Z - коефіцієнт стисливості газу, що транспортується, при умовах всмоктування; R - газова постійна. кг·м/(кг·К); Рвх і Рвы х - відповідно тиск газу на вході і виході нагнітача. кгс/см 2: Твх і Твых - відповідно температура газ}’ на вході і виході нагнітача. К: nном і n - номінальне і фактичне число обертів нагнітача відповідно, об/хв. Даний спосіб визначення витрати газу, що транспортується, так само, як і спосіб визначення витрати газу, що транспортується, якій заявляється, включає вимір тиску і температури газу. Однак, відсутність виміру тиску і температури газу на вході і виході ділянки, визначення коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунку витрати газу - Q через ділянку газопроводу по приведеній формулі Q = KD2, 6 2 Pн - Pк2 , де Z × T D × l ×L cp А 2 é ù n k ZRT êæ Pв ых ö ç ÷ - 1úæ ном ö Qпр . × ç ÷ ç n ÷ úè k - 1 6120 êç Рв х ÷ ø ø ëè û де: А=lg(Tвы х/Tвх)/lg(Pвы х/Pвх); [Ni / g н ]ін = f (Q пр ) - приведена відносна внутрішня потужність нагнітача квт/(кг/м 3): [Ni / gн ]ін = (19) UA (11) 39366 (13) U D - внутрішній діаметр труби газопроводу, мм; L - довжина ділянки газопроводу, км; Z - коефіцієнт стисливості газу; Рср - середній тиск на ділянці, кгс/см 2; Тср - середня температура на ділянці, К; p Tст K= Rв озд - коефіцієнт приведення до ста4 Рст ндартних умов; Тст = 293К - стандартна температура; Рст = 101,3·103Н/м 2 - стандартний тиск; Rвозд = 287,1м 2/(с2К) - газова постійна повітря. 3 39366 звужує функціональні можливості даного способу, тому що не дозволяє визначати витрату газу через ділянку магістрального газопроводу у ти х випадках, коли на ділянці працюють більш одного нагнітача. Відомий спосіб визначення витрати газу по нитках газопроводу з міжнитковими перемичками [А.с. СРСР №1490490, кл. G01F1/34. 1989. Бюл №24]. підключеними до виходів установок охолодження газу компресорних станцій, що включає вимір температури газу за міжнитковими перемичками і на виході установок охолодження газу, зміну режиму роботи однієї або декількох установок охолодження, вимір після стабілізації температурного режиму протікання газу по нитках температури газу за міжнитковими перемичками і на виході тих установок охолодження, режим яких був змінений, і визначення витрати газу по кожній з ниток трубопроводу шля хом вирішення системи з n рівнянь виду Qнi=Qi±Sqni Qні( T ні-Tнi)=Qi( T yi-T yi)±Sqnj( T nj-Tnj) де: Qні - витрата газу по і-й нитці газопроводу: Qі - витрата газу через і-у установку охолодження: qni - витгата газу по і-й перемичці: T ні, T ні - відповідно температура газу в і-й нитці газопроводу за між нитковою перемичкою до і після зміни режиму роботи установок охолодження: T уі, T уі - відповідно температура газу на виході і-ої установки охолодження газу до і після зміни режиму роботи установок охолодження: T nj, Т nj - відповідно температура газу в j-й перемичці установки охолодження газу до і після зміни режиму роботи установок охолодження, що дорівнює найбільшій з температур на виході установок охолодження газу, з якими через нитки газопроводу з’єднана j-a перемичка: і - порядковий номер нитки газопроводу: j - порядковий номер міжниткової перемички. при цьому вибір установок охолодження, режим яких змінюється, здійснюють виходячи з умови з’єднання їхніх ви ходів з міжнитковими перемичками газопроводу, при якій забезпечується зв’язок кожної перемички, принаймні, одним її кінцем через нитку газопроводу з виходом однієї з цих установок охолодження газу. Даний спосіб визначення витрати газу по нитках газопроводу з міжнитковими перемичками так само, як і спосіб визначення витрати транспортованого газу, що заявляється, включає вимір температури газу на вході ділянки газопроводу (температури газу за міжнитковими перемичками і на виході установок охолодження газу). Однак, відсутність виміру тиску газу на вході, тиску і температури газу на виході ділянки, визначення густини газу, коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунку витрати газу - Q через ділянку газопроводу по приведеній формулі не дозволяє оперативно визначити витрату газ у через ділянку. 4 Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб визначення витрати газу, що транспортується, [Патент України №34698, кл. G01F1/34, Бюл. №7, 2003). який включає вимір тиску, температури і витрати газу на вході ділянки і тиску та температури газу на виході ділянки, визначення абсолютної густини газу на вході ділянки, газової постійної і середніх і приведених значень тиску і температури на ділянці і розрахунок витрати газу через ділянку по формулі: Qу=Q+Qпр+dW-Q пот , де: Q - витрата газу на вході в ділянку трубопроводу; Qпр - витрата газу по притоках (доборах) на ділянці газопроводу: Qпот - витрата по технологічних втрата х газу на ділянці, кг/с: dW - зміна запасу газу в трубі за одиницю часу; Z - коефіцієнт стисливості газу: Z=1-Рпр·((0,04·Рпр-0,41)/Т2ін-0,61)/Т пр: Тср - середнє значення температури газу на ділянці трубопроводу, К; Рср - середнє значення тиску газу на ділянці трубопроводу, кгс/см 2; f - площа поперечного перерізу тр уби, м 2; I - довжина контрольованої ділянки трубопроводу, м; Рпр і Т пр - приведені значення тиску і температури газ) відповідно. Даний спосіб визначення витрати газ)’, що транспортується, так само, як і спосіб визначення витрати транспортованого газу, що заявляється, включає вимірювання тиск) і температури газ) на вході і ви ході ділянки, визначення густини газу і розрахунок витрати газ) через ділянку як пропускної здатності ділянки. Однак, відсутність визначення коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунку витрати газу - Q через ділянку газопровод) по приведеній формулі не дозволяє оперативно визначати витрат) газу через ділянку, тому що визначення значень витрати газу на вході ділянки, витрати газу на те хнологічні втрати - витрати газу на власні потреби на ділянці і запасу газу здійснюється за фіксований інтервал часу, рівний, наприклад одній або двом годинам. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу визначення витрати газу, що транспортується, шля хом розширення його функціональних можливостей, за рахунок отримання можливості визначення витрати газу оперативно в режимі реального часу. Поставлена задача вирішується тим. що у відомий спосіб визначення витрати газу, що транспортується, який включає вимір тисків газу на початку - Р н і наприкінці - Рк ділянки і температур газу на початку - Тн і наприкінці - Тк ділянки, визначення відносної густини газу по повітрю D і розрахунок витрати газу - Q через ділянку. Згідно з корисною моделью введені визначення коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунок витрати газу - Q через ділянку газопроводу по формулі 5 Q = KD 2,6 39366 2 Pн - Pк2 , де Z×T D×l ×L cp D - внутрішній діаметр труби газопроводу, мм; L - довжина ділянки газопроводу, км; Z - коефіцієнт стисливості газу; Рср - середній тиск на ділянці, кгс/см 2; Тср - середня температура на ділянці, К; p Tст K= Rв озд - коефіцієнт приведення до 4 Рст стандартних умов; ТСТ = 293К - стандартна температура; РСТ = 101,3·103Н/м 2 стандартний тиск; Rвозд = 287,1м 2/(с2К) - газова постійна повітря. Введення визначення коефіцієнта гідравлічного опору - l і розрахунку витрати газу - Q через ділянку газопроводу по наведеній формулі розширює функціональні можливості способу, тому що дозволяє визначати витрату газу через ділянку як пропускну здатність ділянки в оперативному режимі тільки за обмірюваними значеннями тисків і температур газу на початку і наприкінці ділянки газопроводу, не використовуючи значення витрати газу на вході на ділянку, витрати на технологічні втрати газу - ви трати на власні потреби на ділянці Pcp = і запасу газу, які оперативно в режимі реального часу визначити не можна. Спосіб визначення витрати газу, що транспортується, реалізується в такий спосіб. Попередньо, у моменти часу, встановлені регламентом технологічного процесу, наприклад, один раз на добу, визначають лабораторним шляхом або вимірюють (при наявності відповідних датчиків) густин у газу за нормальних умов, по якій розраховують відносну густин у газу по повітрю - D. Також попередньо, у встановлені моменти часу, наприклад у перший день місяця, і способом, установленим регламентом технологічного процесу на даному газопроводі, визначають значення коефіцієнта гідравлічного опору - l. Визначення витрати газу, що транспортується, здійснюється або періодично з установленим періодом, або по командах оперативного персоналу при виникненні необхідності. При надходженні команди на проведення визначення витрати газу вимірюють тиск - Рн і температуру - Т н на початку і тиск - Рк і температуру Тк на кінці ділянки. За значеннями цих обмірюваних параметрів обчислюють середні значення тиску РСР, температури ТСР і коефіцієнта стисливості газу Z, наприклад, по формулах: 2 Р2 Т + Тк D1,3 к (Pн + ), Т ср = н , Z = 1 - 5,5(0,0981× 106 ) Pcp 3, 3 Рн + Рк 2 Tcp3 і розраховують витрату по формулі Q = KD2,6 6 2 Pн - Pк2 . ZT D × l × L cp де: D - внутрішній діаметр труби газопроводу (мм); L - довжина ділянки газопроводу (км); p Tст K= Rв озд коефіцієнт приведення до 4 Р ст стандартних умов, при цьому ТСТ=293К, РСТ=101,3·103Н/м 2, Rвозд=287,1м 2/(с2К), (К=0,326·10-6 при Р в кгс/см 2, L у км, D у мм, Q у млн.м 3/доба). Розглянемо як приклад визначення витрати на лінійній ділянці газопроводу при наступних характеристиках. Довжина ділянки газопроводу L=120км; Внутрішній діаметр трубопроводу D=1388мм; Q = 0,188738× 102 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко Відносна густина газу D=0,566; Середня температура газу на ділянці ТСР=303К; Підставивши у наведені формули значення D=1388мм, D=0,566, ТСР=303К, K = 167 × 10- 6 , , l отримаємо таку формулу для визначення витрати газу: Q = 0,188738 × 102 2 Pн - Pк2 млн.м 3/доба. ZL У результаті вимірювання отримано, що тиск на початку ділянки Рн=70кгс/см 2, а наприкінці ділянки Рк =54,48кгс/см 2. Витрата газу по ділянці в цьому випадку буде такою: Рср=0,6667(70+2968,0707/124,48)=62,56 Z=1-0,16674 10-2·62,56=0,89568. 2 Pн - Pк2 70 2 - 54,482 = 0,188738 × 102 × = 80,00 млн.м 3 / доба ZL 0,89568 × 120 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601