содержание   ..  9  10 

Г.4.2 Коллекторные системы (Р Газпром 5.7-2009)

Г.4.2.1 Общие положения

В составе коллекторной системы имеется несколько СУ и, следовательно, несколько ИТ. Проверка выполнения требований к длине прямолинейных участков ИТ должна прово-диться для каждого СУ. Как правило, коллекторные системы имеют одинаковую конфигу-рацию линий и приблизительно равные значения  для применяемых СУ. В настоящем под-разделе рекомендаций в качестве примеров, с целью охвата большего числа вариантов ком-поновки МС на ИТ, проведена проверка длины прямолинейных участков ИТ коллекторной системы, имеющей отличия в значениях .

Г.4.2.2 Пример № 7 Г.4.2.2.1 Исходные данные

Исходные данные приведены на схеме рисунка Г.11 и в таблице Г.12.

Dy = 700

Линия 1

t

t

Dy = 400

t

6550

Dy = 700

t

2500 1950

60°

5000

60°

5000

60°

5000

2800 2700

60°

Направление потока

Линия 4

Линия 3

Линия 2

Рисунок Г.11 – Сема коллекторной системы (пример № 7)

В таблице Г.12 приведен перечень простейших (не составных) МС, расположенных на ИТ в порядке их удаленности от СУ.

Таблица Г.12 – Исходные данные для примера № 7

В соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление в)] выход из коллектора и колено объединяют в одно МС. Однако в рассматриваемом варианте размеще-

ния МС на ИТ между выходом из коллектора и коленом установлена задвижка, поэтому МС1 и МС3 не объединяют в одно МС. На ИТ отсутствуют МС, образованные группой колен.

Г.4.2.2.2 Порядок выполнения расчетов и их результаты

В соответствии с 5.2.6.2.9 проведем отбор МС, которые необходимо учитывать при определении длины прямолинейных участков ИТ.

«МС неопределенного вида», если оно не образовано группой колен [см. ГОСТ 8.586.2 (подраздел А.1.4)], должно располагаться от диафрагмы в соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 на расстоянии:

-при  = 0,4 L = 70 или l = 70·400 = 28000 мм;

-при  = 0,5 L = 76 или l =76·400 = 30400 мм.

Так как МС1, МС2 и МС3 (см. рисунок Г.11) расположены перед СУ на меньшем рас-стоянии, то данные МС должны учитываться при определении длины прямолинейных участ-ков ИТ.

В соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 длина прямолинейного участка ИТ после от СУ должна быть не менее:

-при  = 0,4 L3нА = 6 или l3нА = 400·6 = 2400 мм;

-при  = 0,5 L3нА = 6 или l3нА = 400·6 = 2400 мм.

Полученное значение длины не превышает имеющуюся длину, равную 4450 мм, сле-довательно, длина прямолинейного участка ИТ после диафрагмы соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) без введения дополнительной неопределенности коэффициента истечения.

В соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 минимальная длина прямолинейного участка ИТ между СУ и МС1 составляет:

-при  = 0,4 L1нА = 16 или l1нА = 6·400 = 6400 мм;

-при  = 0,5 L1нА = 22 или l1нА = 6·400 = 8800 мм.

В соответствии с данными колонки Б таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 минимальная длина пря-молинейного участка ИТ между СУ и МС1 составляет:

-при  = 0,4 L1нБ = 3 или l1нБ =3·400 =1200 мм;

-при  = 0,5 L1нБ = 9 или l1нБ =9·400 = 3600 мм.

Полученные значения длины l1нА не превышают имеющуюся длину, равную 6550 мм, только при  = 0,4, следовательно, длина прямолинейного участка между МС1 и СУ на изме-рительных линиях 1, 3 и 4, где установлены диафрагмы с  = 0,4, соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) без введения дополнительной неопределенности коэффициента истечения.

На измерительной линии 2, где установлена диафрагма  = 0,5, длина прямолинейно-го участка между МС1 и СУ соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) с учетом дополнительной неопределенности коэффициента истечения, равной 0,5 %, так как имею-щаяся длина ИТ, равная 6550 мм, менее l1нА = 8800 мм, но превышает минимальную длину прямолинейного участка ИТ между СУ и МС1, рассчитанную по данным колонки Б табли-цы 4 ГОСТ 8.586.2.

Минимальную необходимую длину прямолинейного участка ИТ между МС1 и МС2 определяют в соответствии с ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление а), пункт 2)].

Расстояние между МС3 и МС2 на всех измерительных линиях равно 2800/400 =7D. Так как расстояние между МС2 и МС3 более 5D, то МС3 не учитывают при определении дли-ны участка ИТ между МС1и МС2.

По данным таблицы 4 при  = 0,67 для МС2:

L1нА = 18 или l1нА = 18D2 = 18·400 = 7200 мм;

L1нБ = 9 или l1нБ = 9D2 = 9·400 = 3600 мм.

Тогда в соответствии с ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление а), пункт 2)] прини-

мают:

l2нА = l1нА / 2 = 7200/2 = 3600 мм;

l2нБ = l1нБ / 2 = 3600/2 = 1800 мм.

Проверяют выполнение условий таблицы Г.2.

На измерительных линиях 1, 3 и 4, где установлены диафрагмы с  = 0,4, длина прямо-линейных участков ИТ удовлетворяет условию 3 таблицы Г.2:

l1нА + l2нА = 6400 + 3600 > l1+ l2 = 6550 + 2700  l1нА + l2нБ = 6400 + 1800;

l1 = 6550  l1нА = 6400; l3 = 4450  l3нА = 2400.

На измерительной линии 2, где установлена диафрагма с  = 0,5, длина прямолиней-ных участков ИТ не удовлетворяет ни одному варианту условий таблицы Г.2.

Г.4.2.2.3 Выводы

Длина прямолинейных участков ИТ на измерительных линиях 1, 3 и 4 соответствует ГОСТ 8.586.2 с учетом дополнительной неопределенности коэффициента истечения, равной 0,5 %.

Длина прямолинейных участков ИТ на измерительной линии 2 не соответствует тре-бованиям ГОСТ 8.586.2.

Г.4.2.3 Пример № 8 Г.4.2.3.1 Исходные данные

Исходные данные приведены на схеме рисунка Г.12 и в таблице Г.13.

Dy = 700

t

Dy = 400

t

12000

5830

5550

11780

Dy = 400

1000

2500

2600

Dy = 700

2800

60°

4000

60°

Рисунок Г.12 – Схема коллекторной системы

В таблице Г.13 приведен перечень простейших (не составных) МС, расположенных на ИТ, в порядке их удаленности от СУ.

Таблица Г.13 – Исходные данные для примера № 8

Все измерительные линии, расположеные между распределяющим и собирающим коллекторами, идентичны.

В соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление в)] необходимо проверить возможность объединения выхода из коллектора и колена в одно МС. Расстояние

от колена до коллектора, равное 2500/400=6,25D, менее 16D, но превышает 5D. В этом случае выход из коллектора и колено объединяют в одно МС, которое должно классифицироваться как МС «Два колена в разных плоскостях (30D  l  5D)».

На распределяющем коллекторе имеются два колена в одной плоскости, расстояние между которыми 1000/700 = 1,42D. В соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.2 (подраз-дел А.1.2), данное МС должно классифицироваться как МС «два 90° колена в одной плоскости, S-конфигурация (l  10D)».

На основании результатов проведенной классификации в таблице Г.14 приведены ис-ходные данные для выполнения расчетов.

Таблица Г.14 – Исходные данные для выполнения расчетов

Г.4.2.3.2 Порядок выполнения расчетов и их результаты

В соответствии с 5.2.6.2.9 проведем отбор МС, которые необходимо учитывать при определении длины прямолинейных участков ИТ.

«МС неопределенного вида», если оно не образовано группой колен [см. ГОСТ 8.586.2 (подраздел А.1.4)], должно располагаться от диафрагмы при  = 0,5 в соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 на расстоянии:

LА = 76 или lА = 76·400 =30400 мм.

В соответствии с ГОСТ 8.586.2 (пункт 6.2.9) МС, расположенные до СУ на расстоя-нии, превышающем необходимую минимальную длину прямолинейного участка ИТ для

«МС неопределенного вида», не учитываются. Так как МС1, МС2, МС3 и МС4 (см. рису-

нок Г.12) расположены перед СУ на меньшем расстоянии, то данные МС должны учитывать-ся при определении длины прямолинейных участков ИТ.

В соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 необходимая мини-мальная длина прямолинейного участка ИТ после СУ для  = 0,5 составляет:

L3нА = 6 или l3нА = 6·400 = 2400 мм.

Длина l3нА не превышает имеющуюся длину, равную 5100 мм, следовательно, длина пря-молинейного участка ИТ после диафрагмы соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраз-дел 6.2) без введения дополнительной неопределенности коэффициента истечения.

В соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 минимальная длина пря-молинейного участка ИТ между СУ и МС1 при  = 0,5 составляет:

L1нА = 12 или l1нА = 12·400 =4800 мм.

Длина l1нА не превышает имеющуюся длину, равную 5550 мм, следовательно, длина прямолинейного участка между МС1 и СУ на измерительных линиях 1 и 2 соответствует тре-бованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) без введения дополнительной неопределенности ко-эффициента истечения.

Минимальную необходимую длину прямолинейного участка ИТ между МС1 и МС2 определяют в соответствии с ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление а), пункт 2)].

Расстояние между МС3 и МС2 на измерительной линии 1 равно 12000/700 =17,1D, а на измерительной линии 2 – 4000/700 =5,7D.Так как расстояние между МС2 и МС3 более 5D, то МС3 не учитывают при определении длины участка ИТ между МС1и МС2.

По данным таблицы 4 при  = 0,67 для МС2:

L1нА = 44 или l1нА = 44D2 = 44·400 = 17600 мм;

L1нБ = 20 или l1нБ = 20D2 = 20·400 = 8000 мм.

В соответствии с ГОСТ 8.586.2 [пункт 6.2.8, перечисление а), пункт 2)] принимают:

L2нА = l1нА / 2 = 17600/2 = 8800 мм;

l2нБ = l1нБ / 2 = 8000/2 = 4000 мм.

Проверяют выполнение условий таблицы Г.2.

Длина прямолинейных участков ИТ удовлетворяет условию 3 таблицы Г.2:

l1нА + l2нА = 4800 + 8800 = 13600 > l1 + l2 = 5500 + 5830 = 11330  l1нА + l2Нб = 4800 + 4000 = 8800;

l1 = 5500  l1нА = 4800; l3 = 5100  l3нА = 2400.

Таким образом, на измерительных линиях 1 и 2 длина прямолинейных участков ИТ после СУ, а также между СУ и МС1 соответствует ГОСТ 8.586.2 с нулевым значением допол-нительной неопределенности коэффициента истечения, а между МС1 и МС2 – с учетом до-полнительной неопределенности коэффициента истечения, равной 0,5 %.

Псевдогруппа колен, которая была классифицирована как МС «два колена в разных плоскостях (30D  l  5D)», в соответствии с данными таблицы 4 ГОСТ 8.586.2 должна быть размещена на расстоянии от СУ при  = 0,5, равном:

• при нулевой дополнительной неопределенности коэффициента истечения

  LгкА = 44 или lгкА = 44·400 =17600 мм;

• при дополнительной неопределенности коэффициента истечения, равной 0,5 %,

LгкБ = 18 или lгкБ = 18·400 =7200 мм.

Фактическая длина участка ИТ между диафрагмой и псевдогруппой колен, равная 11780 мм (см. таблицу Г.14), меньше lгкА, но превышает lгкБ, следовательно, длина участка между псевдогруппой колен и СУ на измерительных линиях 1 и 2 соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) с учетом дополнительной неопределенности коэффициента ис-течения, равной 0,5 %.

Группа колен, которая была классифицирована как МС «два 90° колена в одной плоскости, S-конфигурация (l  10D)», в соответствии с данными колонки А таблицы 4 ГОСТ 8.586.2, при  = 0,5 должна быть размещена на расстоянии от СУ, равном:

LгкА = 22 или lгкА = 22·400 = 8800 мм.

Длина lгкА не превышает имеющуюся длину (см. таблицу Г.14), равную 23780 мм для из-мерительной линии 1 и 27780 мм – для измерительной линии 2, следовательно, длина участка между СУ и МС «два 90° колена в одной плоскости, S-конфигурация (l  10D)» соответству-ет требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) для нулевой дополнительной неопределенности коэффициента истечения.

Г.4.2.3.3 Выводы

В данном примере длина прямолинейных участков ИТ не соответствует требованиям ГОСТ 8.586.2 (подраздел 6.2) вследствие сокращения двух участков ИТ:

• между МС1 и МС2;

• между СУ и МС, классифицированным как МС «два колена в разных плоскостях (30D  l  5D)».

Библиография

[1] Рекомендации по межгосудар-ственной стандартизации РМГ 29-99

Метрология. Основные термины и определе-ния

[2] Международный стандарт

ИСО 5167-1:2003

(International Standard ISO 5167-1:2003)*

Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования (Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full – Part 1: general principles and requirements)

[3] Руководящий документ Госстандарта СССР

РД 50-411-83

Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств

[4] Рекомендации по метрологии МИ 3152-2008

Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество жидкостей и газов в трубопроводах большого диаметра.

Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств

[5] Технический отчет

ИСО 12767:2007 (ISO/TR 12767:2007)**

Measurement of fluid flow of pressure differential devices – Guidelines on the effect of departure from the specifications and operating conditions given in ISO 5167

[6] Johansen, W.R. Effects of thin film of liquid coating orifice plate surfaces on orifice flowmeter performance, Report GRI-96/0375, Gas research institute, Dec., 1996

[7] Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.: Машиздат, 1975. – 559 с.

[8] Morrison G.L., Hauglie J., DeOtte R.E., Beta Jr. ratio, axisymmetric flow distjrtion and swirl effects upon orifice flow meters. Flow Meas.Instrum.,Vol. 6, No. 3,

pp. 207–216, 1995

[9] Технический отчет

ИСО 9464:2008 (ISO/TR 9464:2008)**

Guidelines for the use of ISO 5167:2003

[10] Hobbs, J. M., Humphreys, J. S. The Effects of orifice plate geometry upon discharge coefficient, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 1, April 1990, pp. 133–140

[11] Spencer, E. A. A study of edge sharpness effects measured during the EEC orifice plate coefficient program, International Symposium on Fluid Flow Measurement gas Association, Washington, D.C., November 16–19, 1986

[12] Международный стандарт ИСО 5167-2:2003

(International Standard ISO 5167-2:2003)*

Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 2. Диафрагмы (Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full – Part 2: orifice plates)

[13] Deutsche Normen DIN 1952. Durchflus – messing mit genormten Düsen, Blenden und Venturidüsen // VDI – Durchflussmessregeln. Aug.1971. 14 S

[14] Zedan, M.F., and Teyssandier, R.G. (1984) The effect of recesses and protrusions on the discharge coefficient of a flange tapped orifice plate. ASME Winter Annual Meeting December 1984. Session: FE-1B-Symposium on differential pressure type fluid meters

[15] Reader-Harris, M.J., and Brunton, W.C. The effect of diameter steps in upstream pipework on orifice plate discharge coefficients . National Engineering Laboratory, East Kilbride,

Scotland

[16] Hutton, S.P. The prediction of Venturi meter coefficients and their variation with roughness and age. Inst. Civic Eng. Proc. 1954, 3, pp. 216–241; 922–927

[17] Reader-Harris, M.J., Brunton, W.C., Gibson, J.J., Hodges, D., and Nicholson,

I.G. Venturi tube discharge coefficients. 4th International Symposium on Fluid Flow Measurement Denver, Colorado USA June 27–30, 1999

[18] Franklin, R.E., and Wallace, J.M. (1970). Absolute measurements of static-hole error using flush mounted transducers. J. Fluid Mech., 42 (1), pp 33–48

[19] Gibson, J.J., Reader-Harris, M.J., and Gilchrist, A. (1999). CFD analysis of the static hole error caused by tappings in Venturimeters operating in high-pressure gas. In Proc. 3rd ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference, San Francisco, July, FEDSM99-7149

[20] Reader-Harris, M.J. , Brunton, W.C., and Sattary, J.A. Installation effects on Venturi tubts.

In Proc. of ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Vancouver,

FEDSM97-3016, June 1997. New York: American Society of Vechanical Engineers, 1997

[21] Reader-Harris, M.J., Brunton, W.C., and Sattary, J.A. Installation effects on Venturi tubts. Report No WSDS61 (Serial No56/96) for Department of Trade and Industry. East Kilbride,

Glasgow: National Engineering Laboratory,1997

[22] Udo Himpe, Bernhard Gotte, Manfred Schatz. Influence of upstream bends on the discharge coefficients of classical venturi tubes and orifice plates/ Flow Meas. Instrum., 1994, Volume 5, Number 3, pp. 209-216

[23] Experimental investigation of the installation effects on the venturi flowmeter performance.

Mohamed Aichouni, Boualem Laribi, Noureddine Retiel, Samir Houat, Dris Nehari, Soraya Benchicou ASME Fluids Engineering Conference June 11–15, 2000, Boston, USA. FEDSM2000 – 11107

[24] Рекомендации по межгосудар-ственной стандартизации РМГ 63-2003

Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации

[25] Рекомендации по межгосудар-ственной стандартизации РМГ 64-2003

Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Методы и способы повышения точности изме-рений

[26] Рекомендации ОАО «Газпром» Р Газпром 5.3-2009

Обеспечение единства измерений. Расчет теплофизических свойств природного газа при давлениях до 25 МПа

[27] Государственная служба стандарт-ных справочных данных

ГСССД МР 113-2003

Определение плотности, фактора сжимаемо-сти, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263…500 К при давлениях до 15 МПа

[28] Государственная служба стандарт-ных справочных данных

ГСССД МР 118-2005

Методика расчета плотности, фактора сжима-емости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости умеренно сжатых газо-вых смесей

[29] Государственная служба стандарт-ных справочных данных

ГСССД МР 135-2007

Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динами-ческой вязкости технически важных газов и смесей при температурах -40…+60 °С при дав-лениях до 5 МПа

[30] George D.L., Morrow T.B. Metering research facility program, orifice meter operational effects: orifice meter flow measurement at low differential pressures, Topical Report No.00/0216, Gas Research Institute, Des Plaines, Illinois, February 2001

[31] Стоительные нормы и правила СНиП 3.05.07-85

Системы автоматизации

[32] Лепявко А.П. Неопределенность теплотехнических измерений. Конспект лекций. Академия стандартизации, метрологии и сертификации. – М., полиграфическая база АСМС, 2008, 40 с.

[33] Norman, R., Graham, P., and Drew, W.A. Effects of Acoustic Noise on Orifice Plates/ 3rd International Symposium on Fluid Flow Measurement, Gas Research Institute, San Antonio, TX, 1995

* На английском и русском языках может быть получен в ФГУП «Стандартинфо».

** На английском языке может быть получен в ФГУП «Стандартинфо».

ОКС 17.020

Ключевые слова: методический материал, расход, количество, среда, измерение, метод, общие требования, диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсные сопла, сопла Вентури, трубы Вентури

Корректура Е.М. Петровой, А.В. Казаковой

Компьютерная верстка Н.А. Волянской

Подписано в печать 19.05.2010 г.

Формат 60х84/8. Гарнитура «Ньютон». Тираж 185 экз. Уч.-изд. л. 14,0. Заказ 695.

ООО «Газпром экспо» 117630, Москва, ул. Обручева, д. 27, корп. 2. Тел.: (495) 719-64-75, (499) 580-47-42.

Отпечатано в ООО «Полиграфия Дизайн».

содержание   ..  9  10