Контакты
+7 (351) 729-99-12
г. Челябинск, пр.Ленина, д.3 sales@emis-kip.ru

Учет расхода пара. Расходомеры и счетчики на пар

17.04.2020

НАСЫЩЕННЫЙ И ПЕРЕГРЕТЫЙ ПАР, ОБЩИЕ ВОПРОСЫ, АСПЕКТЫ И ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА


Учет пара - непростая задача, прежде всего, из-за его высокой температуры и давления. При этом температура насыщенного и перегретого пара влияет на другие параметры измеряемой среды

Например, когда степень сухости насыщенного пара падает ниже 70%, вследствие изменения параметров рабочего процесса, среда становится двухфазной.

Причины могут быть в повреждении теплоизоляции трубопровода или в превышении требуемого размера диаметра трубы. Это ведет к снижению температуры или давления.

Еще один фактор – коррозия и накипь, которые способствуют появлению в потоке механических включений. Кроме того, вероятно возникновение термоударов и гидроударов. Следовательно, средство измерения должно быть рассчитано на высокие перегрузки. В соответствии с требованиями нормативных документов по измерению пара расходомер должен иметь возможность коррекции показаний по температуре и давлению.



ИЗМЕРЕНИЕ ПАРА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ МЕТОДИКИ И НОРМАТИВЫ


При всем разнообразии существующих методов измерения, выбор расходомеров для учета пара ограничен. В данной статье предлагаем рассмотреть два основных способа – с помощью сужающих устройств и вихревых расходомеров.

Первый метод предусматривает установку в трубопроводе сужающего устройства (СУ). Преимущественно в качестве СУ используются диафрагмы, но также возможно применение сопел, труб Вентури и других местных гидравлических сопротивлений.

При прохождении потока через диафрагму характер его течения меняется. Непосредственно перед сужающим устройством давление среды возрастает, а после него – снижается. Чем больше разница давления до диафрагмы и после неё, тем выше расход. 

Давление среды, а также его перепад на сужающем устройстве измеряют методами и СИ, соответствующими требованиям ГОСТ 8.586.5. Учет пара данным методом также регламентируется ГОСТ Р 8.586.1 – 2005, в котором, в частности, прописано, что по условиям применения стандартных сужающих устройств, контролируемая среда должна быть однофазной и однородной по физическим свойствам (п. 6.2.2), а её расход должен быть постоянным или медленно изменяющимся во времени. (п. 6.3.1)

Второй метод с помощью вихревых расходомеров основан на эффекте фон Кармана. За телом обтекания по обеим его сторонам в потоке происходит поочередное образование вихрей. Частота вихреобразования пропорциональна скорости потока. Измерив пульсацию давления, возникающего в потоке вихрей за телом обтекания, возможно узнать расход.

При учете пара вихревыми расходомерами, помимо расхода в рабочих условиях, также необходимо дополнительно измерять давление и температуру среды. Измеренные параметры поступают в тепловычислитель, который рассчитывает значение массы пара либо тепловой энергии.

Отметим, что для измерения массы насыщенного пара достаточно только одного внешнего датчика на выбор, поскольку определенное значение давления соответствует значению температуры.

Таблица температуры и давления насыщенных паров здесь

Алгоритмы расчета теплофизических свойств пара прописаны в методике Государственной службы стандартных справочных данных ГСССД МР 147-2008.

Как правило, в составе средств измерения указанные выше алгоритмы являются принадлежностью вычислителя или контроллера. Однако, применительно к вихревым расходомерам торговой марки «ЭМИС», такие алгоритмы являются составной частью программного обеспечения электронного блока вторичного преобразователя самого счетчика – расходомера.

В соответствии с данными алгоритмами «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» самостоятельно осуществляет коррекцию и вычисления, благодаря возможностям электронного блока с функцией вычислителя («ВВ»), предусматривающего подключение внешних датчиков давления и температуры.

Прибор рассчитывает следующие параметры: мгновенный и массовый расход пара, его плотность, энтальпию и накопленную энергию.


Таблица: Параметры алгоритмов расчета

Параметры алгоритмов расчета


При этом важно отметить, что при поверке функции «ВВ» расходомера в момент его выпуска из производства данная процедура должна осуществляться с применением датчика давления и температуры.

Помимо встроенных аттестованных алгоритмов, в соответствие с ГСССД, в числе преимуществ вихревых расходомеров также следующие возможности:


-удаленная передача данных, в том числе беспроводная;
-цифровая фильтрация сигнала;
-имитационная поверка без снятия с трубопровода;
-бесплатное фирменное сервисное и диагностическое ПО «ЭМИС»-Интегратор».


Вместе с тем необходимо заметить, что при требовании или желании заказчика может поставляться узел учета тепловой энергии «ЭМИС-Эско 2210», в состав которого также будет входить вычислитель, как отдельное средство СИ.



ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПАРА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ


Учитывая тот факт, что зачастую значение расхода пара изменяется, в зависимости от объемов производства и других факторов, существенную роль играет диапазон измерений. У вихревого расходомера этот показатель составляет от 1:20 до 1:40. Если же в качестве средства измерения используется сужающее устройство, то в комплектации с интеллектуальными датчиками давления его динамический диапазон с приемлемой для заказчика погрешностью будет в пределах 1:10. При этом стоимость комплекса будет сопоставима с вихревыми расходомерами.

Еще один важный момент, который надо учесть, это максимальная температура пара, которая может быть от +100 до +600 градусов. Расходомеры перепада давления способны работать во всем обозначенном диапазоне, предел для вихревых расходомеров составляет +450 градусов.

При этом прибор имеет конструктивные особенности и исполнения: перфорированную стойку, которая не допускает перегрева преобразователя, а также два датчика пульсации давления, расположенных за телом обтекания по обе стороны от него без выступления в проточную часть. Эти датчики также содержат пьезоэлементы, которые преобразуют пульсации давления в электрические сигналы.

вихревой расходомер пара

Что касается температуры окружающей среды, то для вихревых расходомеров допускается эксплуатация при -60 градусах, в то время как в неотапливаемом помещении комплексы учета на сужающем устройстве требуют повышенного внимания: обеспечения подогрева и продувки импульсных линий во избежание их замерзания.

расходомер пара на трубопроводе



УЗЛЫ УЧЕТА ПАРА НА БАЗЕ ДИАФРАГМЫ


В 2020 году в продуктовой линейке компании «ЭМИС» ожидается появление измерительных комплексов на базе сужающих устройств, в качестве которых используется диафрагма, что стало закономерным шагом в связи с запуском в 2018 году производства интеллектуальных датчиков давления «ЭМИС»-БАР». Их основная приведенная погрешность составляет от ±0,04 %, что позволяет осуществлять учет методом перепада давления с требуемой точностью.

По запросу заказчиков, компания «ЭМИС» готова поставлять полностью укомплектованные комплексы, включающие диафрагму, интеллектуальные датчики абсолютного и дифференциального давления «ЭМИС»-БАР», термопреобразователь, откалиброванные прямолинейные участки, фланцы, импульсные трубки, клапанные блоки, конденсационные и уравнительные сосуды и другие комплектующие для монтажа.


диафрагма на пар


Узлы учета пара на базе вихревых расходомеров.


Как уже говорилось ранее, для измерения пара компания «ЭМИС» по требованию или желанию заказчика может поставлять измерительные комплексы «ЭМИС-Эско 2210» как средство измерения (внесены в Госреестр СИ под №72830-18), в состав которых входят: вихревой расходомер «ЭМИС»-ВИХРЬ 200», датчик давления «ЭМИС»-БАР», тепловычислитель и первичный преобразователь температуры утвержденного типа.

узел учета пара

При использовании узла учета «ЭМИС-Эско 2210», в составе которого имеется контроллер, сохраняются ранее перечисленные преимущества вихревых расходомеров, но при этом появляются и дополнительные:

  • архив глубиной не менее: часового – 60 суток, суточного – 6 месяцев, месячного– 36 месяцев;
  • часы реального времени;
  • соответствие Правилам коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя, утвержденным Постановлением Правительства РФ от  18.11.2013 №1034 (далее Правила).

Наилучшим подтверждением надежности измерений с использованием вихревых расходомеров является многолетний опыт эксплуатации. В частности, расходомеры «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» уже более 10 лет безотказно выполняют задачи по учету теплоносителей на предприятии «Магнезит». В своём отзыве заказчик отмечает, что с 2010 года по настоящее время для учета перегретого пара используются три измерительных узла на базе приборов «ЭМИС»-ВИХРЬ 200». Замечаний по их работе не выявлено. В процессе эксплуатации расходомеры показали себя надежным средством измерения, полностью соответствующим заявленным производителем параметрам.

Положительные отзывы поступили от многих заказчиков, в числе которых также специалисты «Уральского электрохимического комбината», входящего в госкорпорацию «Росатом»:

«Службой Главного энергетика АО «УЭХК» более 10 лет на коммерческих узлах учета пара используются преобразователи расхода вихревые «ЭМИС»-ВИХРЬ 200» Ду – 25, 50, 150. Приборы установлены как в помещениях, так и на улице. Общее количество – 14 штук. За время эксплуатации замечаний к их работе не зафиксировано, отрицательных результатов поверки не отмечено».



УЗЛЫ УЧЕТА АИП НА БАЗЕ "ЭМИС"-ВИХРЬ 200" И ДИАФРАГМЫ


Обратная связь от заказчиков и их пожелания зачастую становятся стимулом к поиску новых задач измерения расхода. Так по запросу одной из нефтедобывающих компаний в 2011 году инженерный центр ЗАО «ЭМИС» первым в России разработал и запатентовал узел учета пара с автономным источником питания.

Измерительный комплекс запитывается от теплогенератора (ТЭГ), тепловая энергия преобразуется в электрическую, а показатели измеряемых параметров передаются оператору по GSM-каналу.

ТЭГ.jpg


Принцип действия ТЭГ основан на эффекте Пельтье. Генератор устанавливается на трубопроводе ниже по потоку после расходомера, датчиков давления и температуры. Питание с ТЭГ посредством специального преобразователя напряжения передается на измерительные приборы, расположенные в шкафу. Сигналы с них поступают на расчетно-измерительный преобразователь или в электронный блок вихревого расходомера, который осуществляет вычисления и архивирует результаты. Также он обеспечивает связь с ПК для конфигурирования и передачи любых измеренных параметров по каналам связи общего пользования GSM/GPRS с помощью контроллера.

узел учета пара установка.png



По желанию заказчиков термоэлектрический генератор может быть применен в качестве автономного источника питания и для узла учета на базе диафрагмы. Сигналы с датчиков давления и температуры будут поступать на вычислитель, далее при помощи передающего контроллера измеренные и вычисленные значения будут передаваться в сеть по GSM/GPRS/.

ЗАО «ЭМИС», предлагая различные варианты технических решений по учету пара, стремится максимально удовлетворить все требования и пожелания Заказчика, руководствуясь при этом основными принципами:

  • целесообразности применения конкретного технического решения;
  • экономической выгоды Заказчика;
  • промышленной безопасности при эксплуатации.



Если у вас остались вопросы по работе расходомеров или узлов учета, вы можете задать свой вопрос инженерам компании “ЭМИС”:








Читайте также

Региональные филиалы
Все филиалы
  • г. Москва, ул. Херсонская, д. 43 к. 3, оф. 532

    +7 (495) 215-52-94

    sales@emis-kip-moscow.ru

  • г. Новосибирск

    +7 912-082-10-97

    nsk@emis-kip.ru, krutyaev@emis-kip.ru

  • г. Хабаровск, ул. Павла Морозова, 84, оф. 35

    +7(924) 216 29 34

    khabarovsk@emis-kip.ru

  • г. Минск

    +375 173 46-41-29/30/32/33

    +375 292 77-49-74

    +7 (912) 409-80-02

    belarus@emis-kip.ru

  • г. Самара, ул. Буянова, 1, офис 811

    +7 (937) 997-97-97

    samara@emis-kip.ru

  • г.Алматы

    +7 (701) 742-38-77

    kazakhstan@emis-kip.ru, tuzhilov@emis-kip.ru

  • г. Пермь, улица Ленина, 66

    +7 (342) 230-99-69

    +7(912) 888-83-32

    perm@emis-kip.ru

  • г. Оренбург, пр. Победы, 11, оф. 13

    +7 (3532) 212-678

    +7(903) 365-36-78

    orenburg@emis-kip.ru, ufa@emis-kip.ru

Дилеры
Все дилеры
  • Липецкая область, с. Подгорное, ул. Железнодорожная 19 "В", оф.1

    8-800-550-48-96 - многоканальный

    8 (900) 924-05-65

    sales@emis-center.ru

  • г. Самара, ул. Киевская, 5А

    (846) 247-89-19

    ma@ma-samara.ru

  • г. Томск, ул. Бакунина, д. 26, стр. 1

    +7(3822) 705-777

    sibkom@sibkom.tomsk.ru

  • Санкт-Петербург, наб. Обводного канала, д. 150, корп. 1008

    (812) 325-36-37

    komplekt@tem.spb.ru

ПОДПИШИСЬ НА НОВОСТИ!