Пристрій для вимірювання густини природного газу

Пристрій для вимірювання густини природного газу, що включає тр убопровідну систему подачі газу, обладнану регулювальною апаратурою і засобами вимірювання параметрів газу, який відрізняється тим, що трубопровідна система подачі газу складається з двох випробувальних ділянок вхідного тр убопроводу високого/середнього тиску та тр убопроводу середнього/низького тиску, перша U 2 (19) 1 3 39467 ності густини газу від параметрів тиску, температури і коефіцієнта стисливості газу, виміряних за певних умов, за заданим алгоритмом, де обчислення результатів вимірювань здійснюють електронною інформаційно-вимірювально-керуючою системою [Спосіб вимірювання густини газу, G01N7/00, Патент України на корисну модель №31921, Бюл. №8, 2008]. Проте для застосування цього способу не передбачено відповідного пристрою для його здійснення, тому використовують обладнання, що включає трубопровідну систему подачі газу, регулювальну апаратур у і засоби вимірювання параметрів газу, які кожного разу пристосовують до відповідної трубопровідної системи, де проводять заміри. Це складає певні труднощі і звужує об'єм використання способу. В основу корисної моделі поставлено задачу винайдення простого і надійного пристрою для здійснення способу вимірювань густини природного газу, який може бути адаптований до будь-якої діючої трубопровідної системи подачі газу шляхом передбачення в пристрої випробувальних тр убопровідних ділянок, регулювальної апаратури і засобів вимірювання параметрів газу, скомпонованих разом з електронною інформаційновимірювально-керуючою системою в переносну шафу/валізу забезпечити можливість оперативного вимірювання густини газу шляхом її обчислення електронною інформаційно-вимірювальнокеруючою системою за результатами одночасних вимірювань параметрів газу (тиску і температури), об'єму/об'ємної витрати газу на соплі Вентурі критичного витікання і об'єму/об'ємної витрати газу із застосуванням роторного лічильника газу - методом ітерації показів вимірювань з використанням математичної моделі за заданим алгоритмом ЕОМ з забезпеченням необхідної точності вимірювань в межах допустимої величини похибки. Поставлена задача корисної моделі виконується тим, що в пристрої для здійснення способу вимірювання густини газу, котрий включає трубопровідну систему подачі газу, обладнану регулювальною апаратурою і засобами вимірювання параметрів газу, а трубопровідна система подачі газу складається з двох випробувальних ділянок - вхідного трубопроводу високого/середнього тиску та трубопроводу середнього/низького тиску, перша із яких обладнана регулювальною апаратурою в складі клапана-відсікача, фільтра і регулятора тиску, встановлених послідовно перед соплом Вентурі критичного витікання, що встановлене на стикуванні трубопроводів високого/середнього і середнього/низького тиску разом з засобами вимірювання параметрів тиску і температури на ділянці трубопроводу перед соплом Вентурі, а друга обладнана роторним лічильником газу з перетворювачем обертів ротора в імпульсні сигнали, коректором об'єму/об'ємної витрати газу з засобами вимірювання параметрів тиску і температури на ділянці трубопроводу перед лічильником і випускним краном, встановленим після лічильника, при цьому всі засоби вимірювання і регулювальна апаратура пов'язані з електронною інформаційновимірювально-керуючою системою і разом з нею 4 скомпоновані в переносній шафі/валізі, а також за рахунок того, що вхідний трубопровід високого/середнього тиску - на вході і трубопровід середнього/низького тиску - на виході споряджені штуцерами для під'єднання приладу гнучкими шлангами до діючого трубопроводу в місці вимірювання. Саме завдяки запропонованому рішенню маємо можливість здійснювати вимірювання густини природного газу за результатами одночасних вимірювань параметрів газу, об'єму/об'ємної витрати на соплі Вентурі критичного витікання, об'єму/об'ємної витрати газу із застосуванням роторного лічильника, при цьому обчислення густини природного газу здійснюють з використанням визначеної математичної моделі за заданим алгоритмом за допомогою електронної інформаційновимірювально-керуючої системи, з якою ув'язані всі засоби вимірювання і регулювальна апаратура, що зручно скомпоновані в переносну шафу/валізу. Це робить пристрій мобільним і уможливлює вимірювання на будь-якій ділянці діючої газотранспортної та розподільної системи, де технічно можливе підключення пристрою за допомогою гнучких вхідного і вихідного шлангів. Отже сукупністю запропонованих суттєви х ознак пристрою маємо достатнє і комплексне рішення поставленої задачі корисної моделі. Суть запропонованого пристрою пояснюється кресленням. На Фіг. схематично наведено Пристрій для вимірювання густини природного газу. Пристрій складається з трубопровідної системи подачі газу, яка включає дві випробувальні ділянки - вхідний тр убопровід високого/середнього тиску 1 та тр убопровід середнього/низького тиску 2, перша (1) із яких обладнана регулювальною апаратурою в складі клапана-відсікача 3, фільтра 4 і регулятора тиску 5, встановлених послідовно перед соплом Вентурі критичного витікання 6, що встановлене на стикуванні трубопроводів високого/середнього (1) і середнього/низького (2) тиску разом з засобами вимірювання параметрів тиску 10 і температури 11 на ділянці 15 трубопроводу (1) перед соплом Вентурі (6), а друга (2) - обладнана роторним лічильником газу 7 з перетворювачем обертів ротора в імпульсні сигнали 8, коректором об'єму/об'ємної витрати газу 9, і засобами вимірювання параметрів тиску 12 і температури 13 на ділянці 16 трубопроводу (2) перед лічильником (7) та випускним краном 14, встановленим після лічильника (7), при цьому всі засоби вимірювання і регулювальна апаратура пов'язані з електронною інформаційно-вимірювально-керуючою системою 17 і разом з нею скомпоновані в переносній шафі/валізі 18, крім того вхідний трубопровід високого/середнього тиску (1) - на вході і трубопровід середнього/низького тиску (2) - на виході споряджені штуцерами, 19 і 20 відповідно, для під'єднання пристрою гнучкими шлангами до діючого трубопроводу в місці вимірювання. Пристрій для здійснення способу вимірювання густини природного газу працює наступним чином. Для здійснення вимірювань за допомогою штуцерів 19 і 20 під'єднують гнучкими шлангами 5 39467 пристрій до діючого трубопроводу подачі природного газу, де необхідно визначити густину газу. При цьому вхідний клапан-відсікач 3 і випускний кран 14 закриті. З підключенням приладу до газопровідної системи ЕОМ 17 дає команду на їх відкриття. При протіканні газу по трубопроводі високого або середнього тиску 1 тиск газу понижується до середнього або низького тиску, відповідно, регулятором тиску 5 і, проходячи через сопло Вентурі 6, із заміром параметрів тиску і температури приладами 10 і 11 та передачею показів на ЕОМ 17, поступає на другу випробувальну ділянку трубопроводу середнього/низького тиску 2, де вимірюють тиск і температуру газу засобами вимірювання 13 і 12 відповідно, об'єм/об'ємну витрату роторним лічильником 7 і за допомогою перетворювача обертів ротора в імпульсні сигнали 8 передають на ЕОМ 17. Таким чином, газ проходить через два вимірювальні пристрої об'єму/об'ємної витрати, один з яких сопло Вентурі 6, а другий - роторний лічильник газу 7 з перетворювачем швидкості обертання ротора в електричні імпульсні сигнали 8. При протіканні газу через сопло Вентурі 6 останнє перетворює потік газу в критичний режим витікання, а при протіканні через лічильник газу 7 оберти роторів перетворювачем швидкості обертів ротора в імпульсні сигнали 8, при цьому необхідна об'ємна витрата і необхідний тиск газу забезпечуються регулятором тиску 5. Оскільки величина об'єму/об'ємної витрати газу виміряної соплом Вентурі критичного витікання є функцією густини газу, а виміряної лічильником не є такою, то різниця, яка виникає при цих вимірюваннях двома методами може бути спричинена тільки неправильним введенням величини густини в одному з цих методів. При однакових результатах вимірювань, ця величина густини відповідає дійсному значенню в межах похибки вимірювань. Таким чином, вимірюючи - об'єм/об'ємну витрату за робочих умов Q і температуру та тиск газу перед лічильником коефіцієнт зведення до стандартних умов Кпр по лічильнику: P2 × Т ст К пр = T2 × Pст × К 2 де Р2, Т2 - відповідно значення тиску та температури перед лічильником, К2 - коефіцієнт стисливості газу; - тиск та температуру газу на соплі Вентурі критичного витікання, враховуючи градуювальний 6 коефіцієнт сопла Вентурі Агр, коефіцієнт зведення до стандартних умов по соплу Кпр1 : P1 × Т ст К пр1 = T1 × Pст × К1 де Тст=293,15°К і Рст=101325Па, К1 - коефіцієнт стисливості газу. За допомогою інформаційно-вимірювальнокеруючої системи 17 обчислюють значення густини природного газу в тр убопроводі за стандартних умов з використанням математичної моделі шляхом ітерації результатів вимірювання об'єму/об'ємної витрати газу зведеної до стандартних умов двома методами з можливістю програмування ітераційної похибки і часуусереднення об'ємної витрати за алгоритмом 2 rc = A гр × P1 × К пр1 × 12,96 × 10 6 2 Q 2 × К пр де ρс - густина газу за стандартних умов, Агр градуювальний коефіцієнт сопла (коефіцієнт Агр можна визначити також по ИСО 9300 "Вимірювання витрати газу з використанням сопел Вентурі критичного витікання"), P1 - тиск газу перед соплом Вентурі. Після завершення вимірювань припиняється доступ газу із діючого газопроводу високого чи середнього тиску, шляхом автоматичного спрацювання клапана-відсікача газу 3 за командою ЕОМ, одночасно стравлюються залишки газу з пристрою через випускний клапан 14 в газопроводи відповідно середнього або низького тисків. Від'єднуються гнучкі шланги від штуцерів 19 і 20 і пристрій завдяки компонуванню у переносній шафі/валізі готовий для переносного використання в іншому місці. Пристрій також, може бути використаний і для постійного режиму вимірювання густини газу. При цьому ЕОМ здійснює контроль тиску газу Р2 перед лічильником і при виході значень величини тиску за допустимі межі спрацьовує клапан-відсікач 3. Пристрій для здійснення способу вимірювання густини природного газу дозволяє вимірювати густину газу шля хом її обчислення електронною інформаційно-вимірювально-керуючою системою за результатами одночасних вимірювань параметрів газу (тиску і температури) і об'єму/об'ємної витрати газу на соплі Вентурі критичного витікання і об'єму/об'ємної витрати газу із застосуванням роторного лічильника газу методом ітерації показів вимірювань з використанням математичної моделі за заданим алгоритмом ЕОМ з забезпеченням необхідної точності вимірювань в межах допустимої величини похибки. 7 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 39467 8 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