Спосіб визначення середньої температури газового потоку на ділянці трубопроводу

Спосіб визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що включає вимір температури газу, який відрізняється тим, що додатково вимірюють тиск газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ і витрату газу на початку ДІЛЬ НИЦІ, при цьому температуру газу вимірюють на початку ДІЛЬНИЦІ і визначають середню температуру газу - Тср на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу шляхом ітеративного розрахунку за формулою CTH~TYl-e-') Ъ(К у Рк - тиск газу наприкінці ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Рср - середнє значення тиску газу на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, jcdLk, при цьому у = - ~ - ~ , 71 - ЧИСЛО ПІ, L - довжина ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, м, d - діаметр трубопроводу, kt - коефіцієнт теплопередачі від трубопроводу до грунту, Дж/(м2-с-К), Q - витрата газу на вході ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кг/с, Ср - питома теплоємність, Дж/(кг-К), при цьому Ср=1,528+1,01 -10-2-Рср-7,56-10-3-Тср 0+ +3-10-6-Р2 +1,4-10-5-Т2 п-2,8-10 5-Роп-Топ де Тср о - початкове значення середньої температури газу на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, при цьому >у _ Т +Т В І M«KC fp де Тех макс - максимально можлива температура газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, D,=1,335+0,707-10-2-Роп-0,29-10-2-Топ „-0,609-102 2 -4-Роп-Топо+0,112-102-Роп-Т2 ,-0,106-10-7-Р -Т Тгр - середньостатистична температура грунту на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, Тн - температура газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, у - проміжна перемінна, D, - значення коефіцієнта Джоуля-Томпсона, К-см2/кгс, Рн - тиск газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Запропонований винахід відноситься до вимірювальної техніки, дозволяє визначити середню температуру газового потоку на ДІЛЬНИЦІ магістрального трубопроводу і може бути використаний до тих пір, поки модуль різниці Л~ср-Тср о) не стане менше встановленої величини, причому отримане значення Тср вважають середньою температурою газу на даній ДІЛЬНИЦІ трубопроводу при завданні режиму роботи магістрального трубопроводу і його контролю Відомий спосіб визначення температури газового потоку [1], що полягає у вимірі температури внутрішньої поверхні стінок двох трубок, які охо О (О 42460 лоджуються та установлені паралельно в потоці газу, крім того, охолодження однієї з трубок проводиться до температури Т*ст, яка відрізняється від температури Тст у другій трубці на величину ДТ не менше 425 К, відборі газу по них, вимірі температури Ті і Т*і охолодженого газу в кожній трубці на однаковій відстані від їх вхідних КІНЦІВ І визначенні температури газового потоку за формулою Т =Т 1-(Т І -Т 1 *)(Т ( Т -О Даний спосіб визначення температури газового потоку так само, як і спосіб визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що пропонується, включає вимір температури газу Проте даний спосіб має обмежені функціональні можливості, тому що він не включає вимір тиску газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ І витрати газу на початку ДІЛЬНИЦІ І тому не дозволяє визначити середню температуру газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу Відомий спосіб визначення температури рідини або газу [2], що полягає в розміщенні в досліджуваному середовищі двох ідентичних термоперетворювачів, які розташовують послідовно уздовж напрямку потоку вимірюваного середовища, визначають різницю температур поверхонь термоперетворювачів і в залежності від їх значення здійснюють ПІДВІД тепла до термоперетворювачів або ВІДВІД тепла від них за допомогою додаткового джерела тепла до рівності температури термоперетворювачів, а температуру середовища визначають за показниками одного з термоперетворювачів у момент рівності їхніх температур Даний спосіб визначення температури рідини або газу так само, як і спосіб визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що пропонується, включає вимір температури газу Проте даний спосіб має обмежені функціональні можливості, тому що він не включає вимір тиску газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ І витрати газу на початку ДІЛЬНИЦІ І тому не дозволяє визначити середню температуру газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб визначення температури газового потоку [3] шляхом введення пристрою з вимірювальним каналом у газовий потік, охолодження вимірювального каналу, виміру температури стінки вимірювального каналу, наступного відбору газу по вимірювальному каналу і виміру температури охолодженого газу в двох перетинах по довжині вимірювального каналу, після чого змінюють швидкість відсмоктування охолодженого газу, знову вимірюють температуру охолодженого газу в зазначених перетинах і визначають температуру Тг газового потоку за формулою Т-і, Тг - температура в двох перетинах вимірювального каналу, Т-і*, Тг* - температура в двох перетинах вимірювального каналу при ЗМІНІ ШВИДКОСТІ відсмоктування Даний спосіб визначення температури газового потоку так само, як і спосіб визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що пропонується, включає вимір температури газу Проте даний спосіб має обмежені функціональні можливості, тому що він не включає вимір тиску газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ І витрати газу на початку ДІЛЬНИЦІ І тому не дозволяє визначити середню температуру газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу В основу передбачуваного винаходу поставлена задача удосконалення способу визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу шляхом розширення його функціональних можливостей за рахунок визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу шляхом додаткового виміру тиску газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ, витрати газу на початку ДІЛЬНИЦІ та визначення середньої температури в результаті ітеративного розрахунку за запропонованою формулою Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що включає вимір температури газу, ВІДПОВІДНО ДО винаходу додатково вимірюють тиск газу на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ і витрату газу на початку ДІЛЬНИЦІ, при цьому температуру газу вимірюють на початку ДІЛЬНИЦІ і визначають середню температуру газу - Тср на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу шляхом ітеративного розрахунку за формулою т„ + {T,.-T r p )(t-c') У 2Р у ТГр - середньостатистична температура грунту на ДІЛЯНЦІ трубопроводу, К, Тн - температура газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, у - проміжна перемінна, D, - значення коефіцієнта Джоуля-Томпсона, К* см2/кгс, Рн - тиск газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Рк - тиск газу наприкінці ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Рср - середнє значення тиску газу на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, при цьому, у = ~~-~, Де 71 - ЧИСЛО ПІ, Т - Т +СТ - Т 1 налу, - температура стінки вимірювального ка L - довжина ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, м, d - діаметр трубопроводу, kt - коефіцієнт теплопередачи від трубопроводу до грунту, Дж/(м2-с-К), Q - витрата газу на вході в дільницю трубопроводу, кг/с, Ср - питома теплоємність, Дж/(кг-К), при цьому 42460 C p =1,528+1,01 -10 -Pcp-7,56-10 -Tcp 0 * 5 2 5 +1,4-10 -Т о-2,8-10 -Роп-То Де де Тер о - початкове значення середньої температури газу на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, при цьому Рн - тиск газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Рк - тиск газу наприкінці ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, кгс/см2, Твх накс- максимально можлива температура газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, Твх накс - максимально можлива температура газу на початку ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К, 2 2 D,=1,335+0,707-10 -Роо-0,29-10 -Тооо -0,609-10ч-Рср-Тср +0,112-10 -Роо-Т . -0,106-107-Р2 2 2 р41 Л р . + з p.. + P. до тих пір, поки модуль різниці (Тер - Тср о) не стане менше встановленої величини, притому отримане значення Тср вважають середньою температурою газу на даній ДІЛЬНИЦІ трубопроводу Введення виміру тиску газу на початку і напри Тгр - середньостатистична температура грунту на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, К Далі шляхом ітеративного розрахунку визначають значення середньої температури на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, розрахунок виконується доти, поки значення розрахованих у послідовних циклах середніх температур будуть відрізнятися на величину, менший установленої, яка приймається рівної 0,01, при цьому останнє обчислене значення вважається рівним середній температурі газу на ДІЛЬНИЦІ (нитці) трубопроводу Ітеративний розрахунок виконується за формулами Ср=1,528+1,01 -10 2-Рср-7,56-10 3-Тср 0+3-10 6-Р2ср+ + 1 А .1П 5 .Т 2 9 Я.1П 5 .Р .Т т І ,ч І и -І ер о -Z,O- І и -г С р- І ер о, D,=1,335+0,707-10 2-Р р-0,29-102-ТСр-0,609-10 4-Рср-Тср о , С +0,112-102-Роо-Т2 о-0,106-10 7 -Р 2 с р-Т2 TtdLk кінці ДІЛЬНИЦІ і витрати газу на початку ДІЛЬНИЦІ, вимір температури газу на початку ДІЛЬНИЦІ І визначення середньої температури газу - Тср шляхом ітеративного розрахунку по наведеній формулі дозволяє визначати середню температуру газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, що є важливою характеристикою при транспорті газу, тому що, з одного боку, вона використовується для визначення і завдання режиму роботи магістрального трубопроводу, а з іншої, дозволяє здійснювати контроль ВІДПОВІДНОСТІ реального режиму роботи трубопроводу заданому На кресленні (фіг) наведена схема алгоритму реалізації запропонованого засобу визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу Спосіб визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу реалізується таким чином Визначення середньої температури газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу проводиться в моменти часу, установлені регламентом збору оперативної інформації для диспетчерського керування і контролю Попередньо задають ПОСТІЙНІ величини і величини, прийняті постійними на визначений період контролю (зима, літо і т п) (L, d, kt, Твх накс, Тгр) Для визначення середньої температури ВІДПОВІДНО до регламенту збору оперативної інформації вимірюють тиск на початку і наприкінці ДІЛЬНИЦІ, температуру і витрату газу на початку ДІЛЬНИЦІ і розраховують на основі цих даних середній тиск - Рср на ДІЛЬНИЦІ і початкове значення середньої температури - Тср 0 за формулами ,+т. 1-е 1 Де Ср - питома теплоємність, Дж/(кг-К), D, - значення коефіцієнта Джоуля-Томпсона, К см2/кгс, у - проміжна перемінна, ті - число пі, d - діаметр трубопроводу на контрольованій ДІЛЬНИЦІ, м, L - довжина ДІЛЬНИЦІ трубопроводу, м, Kt коефіцієнт теплопередачі від трубопроводу до грунту, Дж/(м2-с-К)/ Отримана середня температура газового потоку на ДІЛЬНИЦІ трубопроводу виводиться оперативному персоналу і використовується ВІДПОВІДНО до регламенту оперативного диспетчерського керування і контролю магістральним трубопроводом Джерела інформації 1 Авторське посвідчення СРСР № 1777009, кп G01K13/02, 1992 2 Авторське посвідчення СРСР № 1318808, кп G01K13/02, 1987 3 Авторське посвідчення СРСР № 1425474, кп G01K13/02, 1988 42460 Вхід ( ) г Ввід: Т х макс> Вв * П ,d Рн,РкЛ Pep: = 2 (РЙ+РК7(РН+Рк))/3; L,k, ) Тер 0 : =