ГОСТ 8.563.2-97 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств – скачать бесплатно

2
Средства измерений перепада давления и
давления

6.2.1
Измерение перепада давления на сужающем устройстве

6.2.1.1 Перепад давления на
сужающем устройстве определяют и соответствии с 3.1.3 ГОСТ
8.563.1. Разницу между статическими давлениями среды на входе и выходе СУ
определяют с помощью средств измерений перепада давления (дифференциальных
манометров – дифманометров) любого типа путем подсоединения их через
соединительные трубки к отверстиям для отбора давления.

6.2.1.2 Допускается
подключение к одному СУ двух или более дифманометров.

6.2.1.3 Приведенные ниже
правила выполнения соединений для передачи сигнала давления от отверстий для
отбора давления до дифманометра соответствуют требованиям [ 1].

6.2.2 Разъединительные
краны

Разъединительные краны
предназначены для отделения средств измерений от ИТ.

Разъединительные краны
рекомендуется помещать на соединительных трубках непосредственно у места их
соединения с ИТ. В случае установки уравнительных (конденсационных) сосудов
разъединительные краны можно монтировать непосредственно за ними.

Окончательный выбор места
установки разъединительных кранов осуществляет конструктор или потребитель.

Внутренний диаметр
проходного сечения крана должен быть равен внутреннему диаметру отверстия для
отбора давления и соединительной трубки или быть не менее этого диаметра.

Кран должен быть
равнопроходным для того, чтобы при протекании газа в кране не оставалась
жидкость (конденсат), а при протекании жидкости не скапливались не растворенные
в ней газы.

6.2.3 Уравнительные
(конденсационные) сосуды

6.2.3.1 При измерениях
расхода пара соединительные трубки заполняются конденсатом. При измерениях
перепада давления происходит нарушение равенства высот конденсатных столбов в
обеих соединительных трубках вследствие перемещения части конденсата в
дифманометр. Изменение уровней столбов конденсата приводит к возникновению
дополнительной погрешности измерений перепада давления.

Для уменьшения этой дополнительной
погрешности применяют уравнительные (конденсационные) сосуды. На рисунке 1
приведен чертеж уравнительных сосудов, рекомендуемых [ 1]. Основные геометрические
характеристики этих сосудов указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Размеры конденсационных сосудов

1) Вместимость уравнительного сосуда.

Рисунок
1 – Уравнительные сосуды, рекомендуемые [ 1]

Область применения
уравнительных сосудов (далее – сосудов) для типоразмеров, приведенных в таблице
2,
определяют по схеме рисунка 2.

А – размеры 1 и 2; В – размеры 3 и 4; С – размеры 5 и 6 (по таблице 2)

Рисунок 2 – Область
применения уравнительных сосудов

6.2.3.2 Вместимость сосуда
должна быть тем больше, чем больше измерительный объем дифманометра, т.е. тот
объем, который перемещается из одного колена дифманометра при изменении Δ p от
нуля до Δ p в .

6.2.3.3 Горизонтальное
поперечное сечение сосуда должно быть в несколько раз больше вертикального
сечения.

6.2.3.4 Сосуды располагают
на одном уровне. В горизонтальных трубопроводах сосуды размещают
непосредственно у СУ на одном уровне с ним. При невозможности выполнения
данного условия сосуды размещают выше СУ.

В вертикальных трубопроводах
сосуды располагают на одном уровне с верхним отверстием для отбора давления или
выше его уровня.

6.2.3.5 Теплоизоляцию
уравнительных сосудов и соединительных трубок осуществляют в случаях,
показанных на схемах рисунка 3.

6.2.3.6 Дифманометр при
измерении расхода пара рекомендуется располагать ниже СУ (рисунок 3, а).

При р>2 кгс/см2
допускают устанавливать дифманометр выше СУ по схеме, представленной на рисунке
3, б
(данная схема применима также при расположении дифманометра ниже СУ на
расстоянии 1,5 м). При установке дифманометра по рисунку 3, б
следует в наивысших точках соединительных трубок устанавливать газосборники.

Схема, приведенная на
рисунке 3,
в, допустима при р≤2 кгс/см2 и расстоянии между
сосудом и трубопроводом не более 4 м. При этом трубки, соединяющие СУ с
сосудами, должны иметь внутренний диаметр 25 мм.

Рисунок 3 – Схемы расположения уравнительных
сосудов и соединительных трубок. Дифманометр находится:

а – ниже сужающего устройства; б – выше сужающего устройства (при р>2
кгс/см2); в – выше сужающего устройства (при р≤ 2 кгс/см2)

6.2.3.7 При работе с паром
высокого давления и высокой температуры применяют обогревающие цилиндры
[ловушки (рисунок 4)], объем которых должен быть равен объему
уравнительных сосудов.

6.2.4
Отстойные камеры

6.2.4.1 При измерениях
расхода жидкости, пара и газа, в которых имеется взвесь или влага (в газах),
применяют отстойные камеры.

6.2.4.2 Отстойные камеры
размещают в нижней точке соединительных трубок (рисунок 5).

1 – конденсационный сосуд; 2 – сварные соединения; 3 –
изоляция; 4 – сужающее устройство; 5 – ловушка; 6 – кран; 7
– соединительная трубка

Рисунок 4 – Монтаж аппаратуры для пара высокого давления и высокой
температуры на вертикальном трубопроводе

1 – отстойная камера; 2 – сужающее устройство; 3 –
дифманометр; 4 – воздухосборник

Рисунок 5 – Схема соединений отстойной камеры для измерений
расхода воды при установке дифманометра выше СУ

1 – продувочный кран; 2 – игольчатая трубка; 3 – выходной
патрубок; 4 – входной патрубок; 5 – вентиляционный патрубок

Рисунок 6 – Отстойная камера

6.2.4.3 На рисунке 6
представлена типовая модель отстойной камеры. Вверху резервуара должно быть
свободное пространство, обеспечивающее доступ к продувочному крану. Кран должен
быть равнопроходным, чтобы его можно было промывать и очищать при засорении или
образовании накипи.

6.2.4.4 Размеры отстойной
камеры определяются необходимостью чистки и технического ухода, а также
количеством твердых частиц в протекающем потоке или (и) степенью конденсации.

6.2.5
Газосборные камеры

6.2.5.1 При измерениях
расхода жидкости, содержащей газ, возможно скапливание газа в соединительных
трубках.

Для устранения скапливания
газа дифманометр устанавливают ниже СУ, а соединительные трубки располагают под
постоянным уклоном вниз от СУ до дифманометра.

При необходимости установки
дифманометра выше СУ устанавливают газосборные камеры.

6.2.5.2 Газосборные камеры
устанавливают выше дифманометра.

6.2.5.3 Рекомендуемые форма
газосборной камеры и расположение входа и слива показаны на рисунке 7.

6.2.6 Способы защиты
соединительных трубок при низкой температуре окружающей среды

6.2.6.1 Для предохранения от
замерзания жидкости в соединительных трубках при низкой температуре окружающей
среды применяют обогреватели (электронагреватели, паровые змеевики и др.).

Способы защиты от действия
низких температур выбирают в зависимости от конкретных условий.

6.2.6.2 Нагревание должно
быть равномерным для всех соединительных трубок и их вспомогательных узлов.
Соединительные трубки располагают рядом и теплоизолируют.

6.2.6.3 Минимальная
температура нагрева соединительных трубок должна быть выше температуры
замерзания жидкости (для жидких сред) или выше температуры образования
конденсата (для газообразных сред).

Максимальная температура
нагрева соединительных трубок не должна превышать допускаемой температуры
эксплуатации подсоединенных к ним приборов и преобразователей и температуры
кипения для жидких сред.

6.2.6.4 Рекомендуется
применять обогрев холодных соединительных трубок малого диаметра во избежание
их засорения в случаях измерений расхода вязких и горячих жидкостей.

6.2.7 Разделительные
сосуды

6.2.7.1 Если среда вызывает
коррозию, обладает способностью к конденсации или замерзанию в соединительных
трубках, имеет очень высокую вязкость или может образовать накипь, то применяют
разделительные сосуды с жидкостью, отделяющей измеряемое вещество от жидкости,
заполняющей чувствительные элементы дифманометра (или манометра).

Однако следует иметь в виду,
что разделяющая жидкость не будет защищать соединительные трубки между
отверстиями для отбора давления и разделительными сосудами.

6.2.7.2 Разделительные
сосуды применяют с перегородками или без них. В разделительных сосудах без
перегородок разделительное вещество не должно смешиваться или вступать в
химическую реакцию с измеряемой или манометрической жидкостью и его плотность
должна существенно отличаться от плотности этих двух веществ для обеспечения
постоянства поверхности контакта.

6.2.7.3 При отсутствии
перепала давления поверхность раздела между измеряемым и разделительным
веществами должна находиться на одном и том же уровне в обоих разделительных
сосудах.

6.2.7.4 Применение
разделительных сосудов влияет на показания дифманометра таким образом, что перепад
давления в СУ оказывается больше разности давлений в дифманометре.

Влиянием разделительных
сосудов на показания дифманометра можно пренебречь при условии, если
удовлетворяется неравенство

                                                          (6.1)

где F – площадь сечения разделительного
сосуда, м2;

V в – объем жидкости,
перетекающей из разделительного (или уравнительного) сосуда в дифманометр при
изменении расхода от нуля до q в ;

ρр –
плотность разделительной жидкости;

ρ′ – плотность
среды при давлении р и температуре разделительного сосуда.

Показания дифманометров с
разделительными сосудами, не удовлетворяющие этому неравенству, корректируют с
учетом перемещения уровня раздела в разделительном сосуде.

Корректировка особенно важна
при большой разнице между плотностями разделительного вещества и среды, расход
которой измеряют. При применении микрообъемных дифманометров такая
корректировка не нужна.

В [ 1] приведен метод подсчета показаний дифманометра с
разделительными сосудами в случае нарушения условия, выраженного неравенством ( 6.1).

6.2.7.5 Разделительные
сосуды должны находиться как можно ближе к отверстиям для отбора давления. В
приложении Б
представлены различные варианты схем установок разделительных сосудов.

При измерениях расхода газа
разделительные сосуды располагают выше СУ, а дифманометр может быть расположен
выше или ниже СУ. Для случая расположения дифманометра ниже СУ при измерениях
расхода газа допускают подключение соединительных трубок к боковым штуцерам
разделительных сосудов.

При измерениях расхода
жидкости разделительные сосуды располагают ниже СУ, а дифманометр может быть
расположен выше или ниже СУ. Если дифманометр находится выше СУ, то в верхних
точках соединительных трубок устанавливают газосборные камеры ( 6.2.5). Допускают подключение
соединительных трубок к боковым штуцерам разделительных сосудов.

6.2.7.6 Если среда может
замерзать или конденсироваться в соединительных трубках, то патрубки отверстий
для отбора давления вместе с соединительными трубками покрывают теплоизоляцией
или обогревают.

6.2.7.7 Вместимость
разделительных сосудов должна превышать объем среды при максимальном ее
перемещении в дифманометре. При проектировании разделительных сосудов
обеспечивают равенство диаметров по всей их длине. Примерная конструкция
разделительного сосуда приведена на рисунке 8.

6.2.7.8 При невозможности
подобрать разделительную жидкость с необходимыми химическими и физическими
характеристиками применяют разделительные сосуды с перегородками. Перегородками
могут служить мягкие мембраны и сильфоны. Характеристика «нагрузка/перемещение»
перегородок должна быть идентичной для двух разделительных сосудов.

1 – выходной патрубок; 2 – входной патрубок; 3 – крап; 4
– вентиляционный патрубок

Рисунок 7 – Расположение газосборных камер и
кранов, установленных на стенке трубопровода

1 – пробка; 2 – ушко; 3 – обечайка; 4 – днище; 5
– штуцер; 6 – штуцер

Рисунок 8 – Конструкция разделительного сосуда

6.2.7.9 Для удаления
скопления газа в конструкции разделительного сосуда предусматривают
вентиляционные устройства.

6.2.7.10 Примеры
разделительных жидкостей и их свойства приведены в таблице 3.

При измерениях расхода
сильных кислот, щелочей, окислителей и восстановителей в качестве
разделительной жидкости могут быть использованы фтороуглеродистые жидкости Б-1
и М-1 [ 2].

6.2.8 Очистная система

6.2.8.1 Очистная система
(пример установки которой приведен на рисунке 9) предназначена для
предохранения соединительных трубок и дифманометров от попадания загрязненных
или агрессивных веществ. В некоторых случаях очистные системы заменяют
одновременно разделительные сосуды и отстойные камеры.

6.2.8.2 Расход вещества
очистки за минуту должен быть эквивалентным общей вместимости дифманометра при
изменении перепада давления от нуля до максимального значения.

6.2.8.3 При применении
очистных систем поперечное сечение по всей длине соединительных трубок должно
быть постоянным. Длины соединительных трубок, подключенных к плюсовой и минусовой
камерам диафрагмы, должны быть одинаковыми и иметь одинаковое число сочленений.

6.2.8.4 Для поддержания
равных расходов очистного потока в обеих соединительных трубках в очистной
системе устанавливают ротаметры между продувочным краном и точкой ввода
очистного потока в соединительную трубку.

6.2.8.5 Необходимо следить
за тем, чтобы очистка не влияла на показания дифманометра и на температурное
равновесие между двумя соединительными трубками.

6.2.8.6 Используемый в
качестве очистительного вещества газ вводят в соединительные трубки под большим
давлением по сравнению с давлением среды.

Очистной поток регулируют с
помощью игольчатого вентиля.

6.2.8.7 При заполнении
соединительных трубок вязкими жидкостями, для которых недопустим контакт с
водой, тщательно выбирают соответствующее вещество для очистки.

6.2.8.8 При использовании
питьевой воды в качестве очистительного вещества принимают меры против
попадания очистного потока в систему питьевой воды.

Таблица 3 – Свойства разделительных жидкостей

6.2.8.9 При недостаточной
эффективности описанных выше методов очистки для предохранения отверстий для
отбора давления от загрязнения используют зонды (рисунок 10) или
применяют другие методы очистки.

6.2.9
Соединительные трубки (линии)

6.2.9.1 Дифманометр должен
находиться как можно ближе к СУ; скорость реакции дифманометра на изменение
перепада давления уменьшается при увеличении этого расстояния. Рекомендуется,
чтобы длина соединительных трубок не превышала 16 м. При необходимости
применения больших длин целесообразно использовать электрическую или
пневматическую передачу.

Использование соединительных
трубок длиной более 16 м допускается, если установлено, что это не влияет на
показания дифманометра (манометра).

6.2.9.2 Во избежание
искажения перепада давления, возникающего из-за разности температур, две
соединительные трубки должны находиться рядом.

В случае опасности нагрева
или охлаждения соединительных трубок их совместно теплоизолируют.

Рисунок 9 – Пример установки очистной системы

1 – корпус; 2 – головка зонда; 3 – ось зонда; 4 –
рукоятка

Рисунок 10 – Зонд

6.2.9.3 Внутреннее сечение
соединительных трубок должно быть одинаковым по всей длине, а диаметр должен
быть более 6 мм, даже для чистых веществ и коррозионно-стойких трубок, чтобы
избежать опасности их засорения при длительной эксплуатации.

В случае опасности
конденсации или образования пузырьков газа внутренний диаметр соединительных
трубок должен быть не менее 10 мм.

Рекомендуемый внутренний
диаметр соединительных трубок приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Внутренний диаметр соединительных трубок

В
миллиметрах

6.2.9.4 Соединительные
трубки устанавливают с наклоном к горизонтали более чем 1:12. Такой наклон
обеспечивает движение конденсата и твердых частиц вниз до обогревающих
отстойников или цилиндров, а пузырьков газа – до газосборных камер.

Допускается уклоны делать
ступенчатыми при условии, что отстойные камеры находятся во всех нижних точках,
а газосборные камеры – во всех верхних точках.

6.2.9.5 При подключении к СУ
двух или более дифманометров допускается подключение соединительных трубок
одного дифманометра к соединительным трубкам другого дифманометра.

6.2.10 Краны дифманометра

6.2.10.1 Дифманометр, как
правило, оснащают присоединительными (разъединительными), продувочными и
уравнительными кранами.

6.2.10.2 Присоединительные
краны предназначены для подключения (отключения) дифманометра к соединительным
трубкам.

При работе дифманометра в
режиме измерений присоединительные краны должны быть полностью открыты.

При подаче очистного потока
для очистки соединительных трубок или при продувке самого дифманометра
присоединительные краны должны быть закрыты.

6.2.10.3 Продувочные
(вентиляционные) краны предназначены для продувки чувствительных камер
дифманометра с целью удалить осадки.

При работе дифманометра в
режиме измерений продувочные краны должны быть закрыты.

При продувке дифманометра
продувочные краны открывают, предварительно закрыв присоединительные краны.

Входные патрубки продувочных
кранов могут быть использованы для подсоединения дифманометра к источнику
образцового давления при проведении поверочных работ без отсоединения дифманометра
от основных соединительных трубок.

6.2.10.4 Уравнительный кран
предназначен для проверки установки указателя дифманометра на нуль под
статическим давлением.

Во время этой операции
присоединительные и продувочные краны должны быть закрыты. При работе
дифманометра в режиме измерений уравнительный кран должен быть закрыт.

6.2.10.5 В приложении В
приведены различные схемы присоединения дифманометра при измерениях расхода и
количества различных сред.

6.2.11
Определение абсолютного давления

6.2.11.1 Абсолютное давление
среды – это сумма избыточного и барометрического давлений

                                                           (6.2)

6.2.11.2 Абсолютное или
избыточное давление измеряют перед СУ манометром любого типа через отдельное
отверстие, размещенное в сечении ИТ в месте установки отверстия для отбора
перепада давления. Допускается присоединение манометра к плюсовой
соединительной трубке дифманометра.

В этом случае место соединения трубок
располагают непосредственно у СУ. При таком подсоединении манометра его
одновременная работа с дифманометром не влияет на показания расходомера. При
другой компоновке соединительных линий необходима проверка взаимного влияния
манометра и дифманометра.

6.2.11.3 Измерения
абсолютного или избыточного давления выполняют с учетом разности высот
установки СУ и средства измерений давления.

6.2.11.4 Барометрическое
давление измеряют в месте расположения манометра избыточного давления, если
последний размещен в замкнутом пространстве при наличии поддува, создаваемого
системами кондиционирования.

6.2.11.5 Барометрическое и
(или) избыточное давления могут быть приняты за условно-постоянные величины при
выполнении требований 5.2.3.

6.2.11.6 В многониточных
системах измерений при разветвлении потока среды по нескольким параллельным ИТ
с одинаковыми внутренними диаметрами и одинаковыми геометрическими размерами СУ
допускается измерять давление только в одном из ИТ, в котором значение давления
наиболее близко находится к среднему арифметическому значению давлений по всем
ИТ.

Оценка
погрешности измерений количества среды при нестационарном режиме течения потока

Д.1 Классификация режимов
течения потока

Д.1.1 В зависимости от
диапазона (амплитуды) и частоты изменения значений параметров потока, а также
от динамических характеристик применяемых систем измерений этих параметров
режимы течения потока условно разграничивают на следующие: стационарный,
пульсирующий, переменный и нестационарный.

Д.1.2 Такое условное
разграничение режимов течения потока обусловлено также нелинейной зависимостью
количества среды от измеряемых параметров [ 9],
значения которых изменяются во времени, и возникновением в этой связи
дополнительной систематической погрешности, оценка значений которой приведена
ниже.

Д.2 Стационарный режим
течения

Д.2.1
Стационарный режим течения – такое течение потока, при котором пренебрегают
дополнительной систематической погрешностью определения количества среды,
вызванной пульсирующим или переменным течением потока, по сравнению с
погрешностями измеряемых параметров этого потока, изменяющихся во времени, т.е.
при  или .

Д.3
Пульсирующий режим течения

Д.3.1 Пульсирующий режим
течения – такое течение потока, при котором частота изменений параметров потока
превышает пропускную частоту систем их измерений, т.е. эти системы не обеспечивают
фиксирование мгновенных изменений параметров потока.

Под системами измерений
параметров подразумевают камеры для отбора давления, соединительные
(импульсные) линии для передачи давления, преобразователи, электрические линии
связи, регистрирующие средства измерений.

Вследствие инерционности
применяемых систем измерений происходит осреднение значений измеряемых
параметров, например  и . Но квадратный корень из средних значений  и  всегда больше
среднего квадратного корня из мгновенных значений Δр и ρ, т.е.
возникает положительная дополнительная систематическая погрешность. Д.3.2 Если изменяющимися
параметрами потока являются  и , а изменениями значений параметров С, ε, К
можно пренебречь, то дополнительную погрешность определения количества среды
оценивают по формуле                            (Д.1) где  – дополнительная
систематическая погрешность определения количества среды;  – вторая производная количества
по измеряемым параметрам;  и  – относительное
изменение параметров потока: соответственно перепада давления на диафрагме и
плотности среды. При
 и или                                                                                                         (Д.2) можно принять                                                                                  (Д.3)

Формулы ( Д.2) и
( Д.3)
соответствуют требованиям технического отчета ИСО 3313 [ 9], хотя в нем формула ( Д.3) представлена в ином виде:

                                   (Д.4)

Результаты сравнения расчетов по формулам ( Д.3) и ( Д.4)
приведены в таблице Д.1.

Таблица
Д.1 –
Результаты сравнения расчетов по формулам ( Д.3) и ( Д.4)

Технический отчет ИСО 3313 [ 9] допускает не учитывать  при  и . Согласно Д.2.1
погрешностью  можно пренебречь при  и .

Допускается те или иные
условия наличия пульсаций устанавливать договором на поставку среды.

Относительное изменение
Δр должно соответствовать условию

                                                     (Д.5) Д.3.3 Среднее значение
измеряемого параметра  определяют более чем
за 10 периодов основной частоты его изменения при опросе более 100 мгновенных
значений за период по формуле                                                    (Д.6)

где у i – измеренное мгновенное
неискаженное значение параметра потока;

n – общее
количество измерений.

Дифференциал ду
определяют как среднее квадратическое отклонение от среднего значения по
формуле

                              (Д.7)

Д.3.4 В связи с небольшим
количеством надежных работ по экспериментальному определению влияния пульсаций
потока на точность определения количества среды зарубежные стандарты, в
частности [ 10], рекомендуют снижать
уровень пульсаций.

Д.3.5 Основными источниками
пульсаций являются:

– поршневые перекачивающие нагнетатели
или двигатели;

– недостаточно отлаженные
насосы, изношенные клапаны или плохо настроенные регуляторы давления;

– скопление конденсата в
газопроводах или газов в водопроводах, образование «пробок»;

– автоматический слив
конденсата или удаление шлаков из сепараторов;

– тройники, заглушенные
участки трубопроводов, образующие «свистки»;

– срыв вихрей с различного
рода неровностей (швов, уступов, углов, не полностью закрытой запорной
арматуры).

Д.3.6 Для борьбы с пульсацией
рекомендуют принимать меры:

– по возможности устраняют
источники пульсаций;

– по возможности удаляют
газоизмерительный пункт (далее – ГИП) от оставшихся источников пульсаций;

– при прохождении потока по
трубопроводу, заполненному частично или полностью жидкостью (конденсатом),
предусматривают устройство для удаления этой жидкости;

– размещают ГИП до (по
направлению течения среды) редуцирующих систем газораспределительных станций;

– при создании ГИП избегают
прямоугольных колен и «карманов» (заглушенных отводов), в которых могут возникать
отраженные волны;

– избегают изгибов ИТ
непосредственно перед прямым участком;

– на прямом участке ИТ швы
зачищают, а уступы делают минимально возможными;

– в качестве запорной
арматуры на прямых участках ИТ используют равнопроходные шаровые краны;

– в процессе измерений на ГИП
всю запорную арматуру полностью открывают;

– прямые участки ИТ выбирают
как можно более короткими;

– соединительные линии делают
по возможности короткими и одинаковыми по длине и диаметру;

– диаметры отверстий для
отбора давления и соединительных линий делают как можно большими и равными
между собой. Независимо от диаметра соединительной линии предпочтительны
бескамерные угловой или фланцевый отборы давления;

– при использовании камерного
углового отбора давления применяют симметричные камеры для отбора давления,
имеющие минимальный объем внутренней полости;

– установку дроссельных
прокладок в соединительных линиях не допускают;

– не допускают установку
каких-либо емкостей в соединительных линиях;

– к одной паре соединительных
линий (с плюсовой и минусовой сторон) подключают приборы, имеющие равные объемы
рабочих полостей;

– применяют струе выпрямители
типа «Шпренкель»;

– применяют балластные
емкости, гидравлические (акустические) фильтры в ИТ;

– по возможности создают и
поддерживают как можно больший (но допустимый) перепад давления на СУ.

Д.3.7 Если принятые меры не
позволили снизить уровень пульсаций до допустимого (установленного) уровня, то
в результат измерений вводят поправку на значение, определяемое по формуле

                                                        (Д.8) где  – значение
количества измеряемой среды, определенное как для стационарного процесса.

Д.4
Переменный режим течения

Д.4.1 Переменный режим течения
– такое изменение параметров потока, при котором применяемые системы измерения
обеспечивают фиксирование этих измерений, т. с. частота изменения параметров
находится в полосе пропускания частоты систем измерения.

В этом случае быстродействие
систем измерения обеспечивает измерения мгновенных значений параметров потока.

Д.4.2 Это обстоятельство
имеет важное значение при определении количества газовых сред путем раздельного
измерения параметров потока.

При осреднении значений
параметров потока за отчетный промежуток времени возникает такая же
дополнительная систематическая погрешность, как и при измерениях количества
контролируемой среды при пульсирующем режиме течения.

Для уменьшения этой
дополнительной систематической погрешности применяют при обработке результатов
измерений перепада давления на СУ корнеизвлекающее устройство. В этом случае
окончательный результат измерений представляет собой значение среднего
квадратного корня из мгновенного значения перепада давления .

В этом же случае возможно
возникновение дополнительной систематической погрешности, связанной с
изменением других параметров. Причем, как показали исследования, извлечение
квадратного корня из значений других параметров не приводит к уменьшению
дополнительной систематической погрешности.

В отличие от измерений
пульсирующих потоков переменный режим течения может приводить как к
положительной, так и к отрицательной дополнительной систематической
погрешности.

Д.4.3 Если изменяющимися
параметрами потока являются ,  и , а изменениями значений параметров С,ε
и К можно пренебречь, то оценку дополнительной систематической
погрешности проводят по формуле (Д.9) При
 и т.е. при                                                                                                    (Д.10)

формула оценки дополнительной
систематической погрешности примет вид

                                         (Д.11) При
 и т.е. при                                                                                                  (Д.12)

расчетная формула примет вид

                                                (Д.13) где , ,  – относительные
изменения значений параметров потока соответственно ,  и .

При однократном изменении
значений параметров за отчетный период

                                        (Д.14)                                                 (Д.15)                                                  (Д.16)

Параметры, обозначенные
индексами 1 и 2, соответствуют их значениям за время, соответственно равное
τ1, и (τ2- τ1) при

τ1 = 0,5
τ2,

где τ2 – отчетный промежуток времени.

Д.4.4 При переменном режиме
течения потока равенство промежутков времени τ1, и (τ2-
τ1), в которых значения параметров потока допускается принимать
постоянными, маловероятно.

Поэтому, если эти промежутки
времени не равны между собой, то формула ( Д.13) примет вид

               (Д.17)

где действительные средние значения параметров
определяют по формулам:

                (Д.18)                           (Д.19)

Д.4.5 Дополнительной
систематической погрешностью определения количества среды при переменном
течении потока можно пренебречь, если ее значение не превышает суммарной
погрешности значений измеряемых параметров, т.е.

                                                (Д.20)

или

                                                    (Д.21)

Д.4.6 Причинами возникновения
переменных потоков могут быть:

– изменение режимов
транспортирования газа (включение или отключение газоперекачивающих агрегатов);

– изменение режимов
потребления газа в течение суток;

– изменение количества ИТ на
ГИП и т.д.

Д.4.7 При раздельном
измерении потока для уменьшения дополнительной систематической погрешности
определяют количество газа за промежутки времени, в которых изменение параметров
было незначительным, т.е. выполнялись условия ( Д.20) или ( Д.21).

Кардинальным решением этой
проблемы является применение автоматических вычислительных измерительных
комплексов. Вычислительные измерительные комплексы с частотой опроса и
вычислений количества газа через 2 с обеспечивают исключение дополнительной
систематической погрешности.

Д.4.8 Для того чтобы показать
важность проблемы уменьшения дополнительной систематической погрешности, можно
привести такой пример.

Рассмотрим участок
газопровода с тремя компрессорными станциями КС1, КС2 и КС3. На входе и выходе
КС2 размещены соответственно ГИП1 и ГИП2 (см. рисунок Д.1).

В какой-то момент времени
τ1, на КС2 была отключена часть газоперекачивающих агрегатов. В
результате этого на входе КС2 расход уменьшился, перепад давления также
снизился, а давление возросло, так как КС1 продолжает работать в прежнем режиме
и закачивает газ в трубу.

Если обработку результатов
измерений на ГИП1 и ГИП2 проводят по осредненным значениям параметров за
отчетный период τ₂, то возникает дополнительная систематическая
погрешность. Осреднение проводят по  и р.

Рисунок Д.1 – Схема участка трубопровода и
расчет дополнительной систематической погрешности ГИП

Из расчета видно, что на
входе КС2 расход завышен, так как изменение параметров происходит в противофазе
(т.е. перепад давления N на СУ падает, а давление р
возрастает), на выходе же КС2 расход занижен, так как параметры изменяются в
фазе (т.е. и перепад давления N на СУ, и давление р снизились).

Если же расчет количества
газа провести раздельно за периоды τ1 и τ2-τ1,
то можно убедиться, что потери газа отсутствуют.

При применении автоматических
вычислительных измерительных комплексов потери газа снижаются до минимума, так
как эти измерительные комплексы рассчитывают количество газа за малые
промежутки времени, что видно из примера: если τ1/τ2
= 0,01, то потеря газа не превышает 0,10 %.

Д.5 Нестационарный режим
течения

Д.5.1 Нестационарный режим
течения – такое течение потока, при котором характер изменения значений
параметров соответствует изменениям значений параметров как пульсирующего, так
и переменного течения потоков.

Д.5.2 При нестационарном
течении потока используют рекомендации п. Д.3 и Д.4.

Примеры
расчета количества среды

E .1
Пример расчета суточного количества природного газа

Исходные, текущие и расчетные
данные примера расчета количества природного газа приведены в таблицах E .1.1 – Е.1.3.

Таблица E.1.1 – Исходные данные

Таблица E.1.2 – Текущие данные за время измерения

Таблица Е.1.3 – Расчетные данные

1) Номера расчетных формул приведены в скобках.

2) В результаты расчета по ГОСТ
8.563.3 значения параметров не выведены

Е.2 Пример расчета
количества перегретого пара

Исходные, текущие и
расчетные данные примера расчета количества перегретого пара приведены в
таблицах Е.2.1
– Е.2.3.

Таблица Е.2.1 – Исходные данные

Таблица Е.2.2 – Текущие данные за время измерения

Таблица Е.2.3 – Расчетные данные

1) Номера расчетных формул приведены в скобках.

2) В результаты расчета по ГОСТ
8.563.3 значения параметров не выведены.

Е.3 Пример расчета количества
воды

Исходные, текущие и расчетные
данные примера расчета количества воды приведены в таблицах Е.3.1
– Е.3.3.

Таблица Е.3.1 – Исходные данные

Таблица Е.3.2 – Текущие данные за время измерения

Таблица Е.3.3 – Расчетные данные

1) Номера расчетных формул приведены в скобках.

2) В результаты расчета по ГОСТ
8.563.3 значения параметров не выведены.