ГОСТ 8.586.5-2005 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений.
ГОСТ 8.586.5-2005
Группа Т86
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Государственная система обеспечения единства измерений
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ С ПОМОЩЬЮ СТАНДАРТНЫХ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Часть 5
Методика выполнения измерений
State system for ensuring the uniformity of measurements.
Measurements of liquids and gases flow rate and quantity by means
of orifice instruments. Part 5. Measurement procedure
МКС 17.020
Дата введения 2007-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Отраслевой метрологический центр Газметрология" (ООО "ОМЦ Газметрология"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" (ФГУП "ВНИИР"), государственным предприятием "Всеукраинский государственный научно-производственный центр стандартизации, метрологии, сертификации и защиты прав потребителей" Госпотребстандарта Украины (Укрметртестстандарт), Национальным университетом "Львовская политехника"
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 28 от 9 декабря 2005 г.)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны поМК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан
| AZ
| Азстандарт
|
Армения | AM | Министерство торговли и экономического развития Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан | KG | Национальный институт стандартов и метрологии Кыргызской Республики |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Российская Федерация | RU | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Туркменистан | TM | Главгосслужба "Туркменстандартлары" |
Узбекистан | UZ | Агентство "Узстандарт" |
Украина | UA | Госпотребстандарт Украины |
(Поправка. ИУС N 6-2007).
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений следующих международных стандартов:
- ИСО 5167-1:2003* "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования" (ISO 5167-1:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements");
- ИСО 5167-2:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 2. Диафрагмы" (ISO 5167-2:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 2: Orifice plates");
- ИСО 5167-3:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 3. Сопла и сопла Вентури" (ISO 5167-3:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 3: Nozzles and Venturi nozzles);
- ИСО 5167-4:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 4. Трубы Вентури" (ISO 5167-4:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 4: Venturi tubes");
- ИСО 5168:2005 "Измерение потока жидкости и газа. Процедура оценки неопределенностей" (ISO 5168:2005 "Measurement of fluid flow - Procedures for the evaluation of uncertainties")
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2006 г. N 237-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.586.5-2005 "Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений" введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2007 г.
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
ВНЕСЕНА поправка*, опубликованная в ИУС N 6, 2007 год
________________
* См. ярлык "Примечания".
Введение
Комплекс межгосударственных стандартов ГОСТ 8.586.1-ГОСТ 8.586.5 под общим наименованием "Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств" (далее - комплекс стандартов) состоит из следующих частей:
- Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования;
- Часть 2. Диафрагмы. Технические требования;
- Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования;
- Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования;
- Часть 5. Методика выполнения измерений.
Комплекс стандартов распространяется на измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления при применении следующих типов сужающих устройств: диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсного сопла*, сопла Вентури и трубы Вентури.
________________
* В международном стандарте ИСО 5167-3 эллипсные сопла названы соплами большого радиуса.
Комплекс стандартов устанавливает требования к геометрическим размерам и условиям применения сужающих устройств, используемых в трубопроводах круглого сечения, полностью заполненных однофазной (жидкой или газообразной) средой, скорость течения которой менее скорости звука в этой среде.
Части 1-4 являются модифицированными по отношению к международным стандартам ИСО 5167-1:2003 - ИСО 5167-4:2003.
В первой части приведены термины и определения, условные обозначения, принцип метода измерений, установлены общие требования к условиям измерений при применении всех типов сужающих устройств.
Вторая, третья и четвертая части устанавливают технические требования к конкретным типам сужающих устройств: вторая часть - к диафрагмам, третья - к соплам ИСА 1932, эллипсным соплам и соплам Вентури, четвертая - к трубам Вентури.
В настоящей части приведена методика выполнения измерений с помощью указанных выше типов сужающих устройств.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) расхода и количества жидкостей и газов с помощью следующих технических средств:
- стандартного сужающего устройства;
- измерительного трубопровода;
- средств измерений перепада давления, параметров состояния среды и ее характеристик;
- средств обработки результатов измерений;
- соединительных линий;
- вспомогательных технических устройств.
Стандарт распространяется на измерения расхода и количества среды с помощью технических средств как отечественного, так и зарубежного производства, изготовленных в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ 8.586.1 и в зависимости от типа сужающего устройства - ГОСТ 8.586.2, ГОСТ 8.586.3 или ГОСТ 8.586.4.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин
ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования
ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования
ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования
ГОСТ 8.586.4-2005 (ИСО 5167-4:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования
ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема
ГОСТ 10679-76 Газы углеводородные сжиженные. Метод определения углеводородного состава
ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности
ГОСТ 17378-2001 Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Переходы. Конструкция
ГОСТ 18917-82 Газ горючий природный. Метод отбора проб
ГОСТ 20060-83 Газы горючие природные. Методы определения содержания водяных паров и точки росы влаги
ГОСТ 23781-87 Газы горючие природные. Хроматографический метод определения компонентного состава
ГОСТ 28656-90 Газы углеводородные сжиженные. Расчетный метод определения плотности и давления насыщенных паров
ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки
ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, условные обозначения, сокращения и единицы величин
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины и определения в соответствии с ГОСТ 8.586.1.
3.2 Условные обозначения
Основные условные обозначения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Условные обозначения
|
|
|
Условное обозна- чение | Наименование величины | Единица величины |
 | Коэффициент истечения | 1 |
 | Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре среды | м |
 | Диаметр отверстия СУ при температуре 20 °С | м |
 | Внутренний диаметр ИТ или входной части трубы Вентури при рабочей температуре среды | м |
 | Внутренний диаметр ИТ или входной части трубы Вентури при температуре 20 °С | м |
 | Наружный диаметр преобразователя температуры, термометра или их защитной гильзы (при ее наличии) | м |
 | Коэффициент скорости входа | 1 |
 | Энергосодержание (количество энергии, которое может быть получено при сгорании горючих газов) | МДж |
 | Удельная массовая теплота сгорания | МДж/кг |
 | Удельная объемная теплота сгорания при стандартных условиях | МДж/м  |
 | Коэффициент сжимаемости газа | 1 |
 | Поправочный коэффициент, учитывающий притупление входной кромки диафрагмы | 1 |
 | Коэффициент, учитывающий изменение диаметра отверстия СУ, вызванное отклонением температуры среды от 20 °С | 1 |
 | Коэффициент, учитывающий изменение диаметра ИТ, вызванное отклонением температуры среды от 20 °С | 1 |
 | Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности ИТ | 1 |
 | Длина шкалы регистрирующего прибора | см |
 | Длина ленты с записью значения контролируемой величины  | см |
 | Масса среды | кг |
 | Планиметрическое число корневого планиметра | 1 |
 | Планиметрическое число полярного планиметра | см  |
 | Планиметрическое число пропорционального планиметра | % |
 | Давление среды | Па |
 | Атмосферное давление | Па |
 | Избыточное статическое давление среды | Па |
 | Объемный расход среды при рабочих условиях | м /с |
 | Массовый расход среды | кг/с |
 | Объемный расход среды, приведенный к стандартным условиям | м /с |
 | Расход энергосодержания горючих газов | МДж/с |
 | Среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости | м |
 | Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности ИТ | м |
 | Число Рейнольдса | 1 |
 | Температура среды | °С |
 | Абсолютная (термодинамическая) температура среды | К |
 | Стандартная неопределенность результата измерений величины | Зависит от единицы величины |
 | Относительная стандартная неопределенность результата измерений величины | % |
 | Расширенная неопределенность величины | Зависит от единицы величины |
 | Относительная расширенная неопределенность величины | % |
 | Объем среды при рабочих условиях | м |
 | Объем среды, приведенный к стандартным условиям | м |
 | Молярная доля компонента в смеси | % |
 | Молярная доля азота в смеси | % |
 | Молярная доля диоксида углерода в смеси | % |
| Любая контролируемая величина | Зависит от единицы величины |
 | Фактор сжимаемости | 1 |
 | Температурный коэффициент линейного расширения материала | °C  |
 | Относительный диаметр отверстия СУ | 1 |
 | Относительная влажность газа | 1 |
 | Относительная погрешность величины | % |
 | Перепад давления на СУ | Па |
 | Коэффициент расширения | 1 |
 | Показатель адиабаты | 1 |
 | Коэффициент гидравлического трения | 1 |
 | Динамическая вязкость среды | Па·с |
 | Приведенная погрешность СИ | % |
 | Плотность среды | кг/м |
 | Время | с |
Примечание - Остальные обозначения указаны непосредственно в тексте.
| ||
3.3 Индексы условных обозначений величин
Индексы в условных обозначениях величин обозначают следующее:
в - верхний предел измерений;
н - нижний предел измерений;
с - стандартные условия;
max - максимальное значение величины;
min - минимальное значение величины.
Знак "-" (черта над обозначением величины) - среднее значение величины или значение величины, рассчитанное по средним значениям параметров.
3.4 Сокращения
В стандарте применены следующие сокращения:
ИТ - измерительный трубопровод;
МС - местное сопротивление;
ПД - измерительный преобразователь давления или манометр;
ППД - измерительный преобразователь перепада давления или дифманометр;
ПТ - измерительный преобразователь температуры или термометр;
СИ - средства измерений;
СУ - сужающее устройство.
3.5 Единицы величин
В настоящем стандарте применены единицы Международной системы единиц (международное сокращенное наименование - SI).
Соотношения между единицами Международной системы и единицами других систем приведены в приложении А.
4 Условия проведения измерений
4.1 Условия проведения измерений должны соответствовать ГОСТ 8.586.1 (разделы 5, 6 и 7).
4.2 Характеристики окружающей среды при эксплуатации СИ должны соответствовать условиям применения СИ, установленным его изготовителем.
4.3 Диапазон измерений применяемого СИ должен быть не менее диапазона изменений измеряемой величины.
4.4 Метрологические характеристики СИ выбирают с учетом обеспечения необходимой неопределенности результатов измерений расхода и количества среды.
4.5 Характеристики энергоснабжения СИ в условиях эксплуатации должны соответствовать характеристикам СИ, установленным его изготовителем.
4.6 Измерения следует выполнять СИ, прошедшими поверку или калибровку в зависимости от сферы применения.
4.7 СИ применяют в соответствии с требованиями технической документации по их эксплуатации.
5 Метод измерений
5.1 Принцип метода
Принцип метода измерения расхода среды с помощью СУ изложен в ГОСТ 8.586.1 (раздел 5).
Количество среды определяют путем интегрирования расхода среды по времени.
5.2 Формулы для расчета расхода среды
5.2.1 Расход среды измеряют в единицах массового расхода, объемного расхода в рабочих условиях и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям (в качестве стандартных условий принимают условия по ГОСТ 2939).
Связь массового расхода с объемным расходом при рабочих условиях и объемным расходом, приведенным к стандартным условиям, устанавливает формула
5.2.2 Массовый расход среды рассчитывают по формуле
Объемный расход среды при рабочих условиях рассчитывают по формуле
Объемный расход среды, приведенный к стандартным условиям, рассчитывают по формуле
5.2.3 Если плотность среды в рабочих условиях рассчитывают по формуле
то формулы (5.2), (5.3) и (5.4) примут вид, соответственно:
5.2.4 Формулы для определения расхода сухой части влажного газа приведены в приложении Б.
5.2.5 Число Рейнольдса, в зависимости от единицы расхода среды, рассчитывают по соответствующей из следующих формул:
5.3 Формулы для расчета количества среды
.
- при прямоугольной аппроксимации
- при трапецеидальной аппроксимации
тветственно.
- при прямоугольной аппроксимации
- при трапецеидальной аппроксимации
где
ственно.
Примечание - Определение среднего значения расхода среды по средним значениям его аргументов приводит к появлению дополнительной составляющей неопределенности измерения количества среды, так как среднее значение нелинейных функций, к которым относятся уравнения расхода, не может быть точно определено через средние значения его аргументов.
5.3.5 Количество сухой части влажного газа рассчитывают по формулам, аналогичным в 5.3.2, 5.3.3 и 5.3.4.
5.4 Формулы для расчета энергосодержания горючих газов
5.4.1 Расход энергосодержания горючих газов рассчитывают по формулам:
Энергосодержание горючих газов допускается рассчитывать по формулам:
6 Средства измерений и требования к их монтажу
6.1 Общие положения
6.1.1 Для определения расхода и количества среды необходимо выполнять измерения переменных параметров потока и среды, входящих в уравнение расхода.
6.1.2 СИ и вспомогательные технические устройства, необходимые для измерения расхода и количества среды, выбирают исходя из условий их эксплуатации и технико-экономической целесообразности.
6.1.3 Для измерения параметров потока и среды применяют приборы с регистрацией результатов измерения на бумажных или электронных носителях, а также планиметры или электронные устройства для считывания графической информации, вычислительные устройства ручного или автоматического действия для обработки результатов измерений.
Для автоматизации процедуры измерения и определения расхода и количества среды в реальном масштабе времени применяют вычислительные устройства, которые принимают сигналы от измерительных преобразователей параметров потока и среды, автоматически обрабатывают их и выдают необходимую информацию о результатах измерений и вычислений.
6.1.4 Для определения значений условно-постоянных величин (параметров, принимаемых в качестве постоянных величин на определенный период, например час, сутки, месяц и т.д.) допускается применение показывающих приборов.
Условно-постоянные величины могут быть приняты равными ожидаемым значениям, прогнозируемым на основе ранее выполненных измерений или общих знаний об условиях измерений.
6.2 Средства измерений перепада давления и давления
6.2.1 Измерение перепада давления на сужающем устройстве
6.2.1.1 Перепад давления на СУ [см. ГОСТ 8.586.1 (пункт 3.1.4)] определяют подсоединением ППД через соединительные трубки к отверстиям для отбора давления или к отверстиям в кольцевых камерах усреднения, служащим для передачи давления к СИ.
6.2.1.2 Допускается подключение к одному СУ двух или более ППД.
6.2.1.3 Требования к монтажу ППД учитывают основные положения, изложенные в [1].
6.2.2 Разъединительные краны
Разъединительные краны предназначены для отделения СИ от ИТ.
Разъединительные краны рекомендуется помещать на соединительных трубках непосредственно у места их соединения с ИТ. При установке уравнительных (конденсационных) сосудов разъединительные краны (вентили) допускается монтировать непосредственно за ними.
Площадь проходного сечения крана должна быть не менее 64% площади сечения соединительной трубки.
В рабочем режиме разъединительные краны должны быть полностью открыты.
Рекомендуется отдавать предпочтение установке шаровых кранов.
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 высоты столбов конденсата в обеих соединительных трубках вследствие перемещения части конденсата в ППД. Изменение уровней столбов конденсата приводит к появлению дополнительной составляющей неопределенности результатов измерений перепада давления.
Для уменьшения этой составляющей неопределенности результата измерения перепада давления применяют уравнительные (конденсационные) сосуды. На рисунке 1 приведены уравнительные сосуды, рекомендуемые [1]. Основные геометрические характеристики сосудов указаны в таблице 2.
Рисунок 1 - Уравнительные сосуды
Таблица 2 - Размеры конденсационных сосудов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Вход  | Вход  |
|
|
|
| ||
Обозна- чение размера
| Патрубки с газовой резьбой | Приварные патрубки | Патрубки с газовой резьбой | Приварные патрубки |  |  |  | * |
| дюймы | мм | дюймы | мм | мм | см | ||
1 | 1/2 | - | 1/2 | - | 8,7 | 230 | 5 | 800 |
| - | 21,3 | 1/2 | - |
|
|
|
|
| - | 21,3 | - | 21,3 |
|
|
|
|
2 | 1/2 | - | 1/2 | - | 8,7 | 100 | 5 | 250 |
| - | 21,3 | 1/2 | - |
|
|
|
|
| - | 21,3 | - | 21,3 |
|
|
|
|
3 | 5/8 | - | 5/8 | - | 8 | 230 | 7,1 | 700 |
| - | 24 | 5/8 | - |
|
|
|
|
| - | 24 | - | 24 |
|
|
|
|
4 | 5/8 | - | 5/8 | - | 8 | 100 | 7,1 | 220 |
| - | 24 | 5/8 | - |
|
|
|
|
| - | 24 | - | 24 |
|
|
|
|
5 | - | 24 | - | 24 | 8 | 230 | 7,1 | 600 |
6 | - | 24 | - | 24 | 8 | 100 | 7,1 | 170 |
* Вместимость уравнительного сосуда. | ||||||||
Область применения уравнительных сосудов (далее - сосудов) для типоразмеров, приведенных в таблице 2, определяют по схеме на рисунке 2.
Рисунок 2 - Область применения уравнительных сосудов
6.2.3.2 Площадь горизонтального поперечного сечения сосуда должна быть в несколько раз больше площади вертикального сечения.
6.2.3.3 Сосуды располагают на одном уровне. При этом входные отверстия сосудов должны быть расположены не ниже отверстий для отбора давления.
6.2.3.4 Теплоизоляцию уравнительных сосудов и соединительных трубок осуществляют в случаях, показанных на схемах рисунка 3.
Рисунок 3 - Схемы расположения уравнительных сосудов и соединительных трубок
6.2.3.5 ППД при измерении расхода пара рекомендуется располагать ниже СУ (см. рисунок 3а).
6.2.3.6 При работе с паром высокого давления и высокой температуры применяют обогревающие цилиндры с ловушками, объем которых должен быть равен объему уравнительных сосудов. Схема расположения обогревающих цилиндров и ловушек на ИТ приведена на рисунке 4.
1 - конденсационный сосуд; 2 - сварные соединения; 3 - изоляция; 4 - СУ; 5 - ловушка; 6 - кран; 7 - соединительная трубка
Рисунок 4 - Монтаж аппаратуры для пара высокого давления и высокой температуры на вертикальном трубопроводе
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. Схема соединений отстойной камеры приведена на рисунке 5.
1 - отстойная камера; 2 - СУ; 3 - ППД; 4 - воздухосборник
Рисунок 5 - Схема соединений отстойной камеры для измерений расхода воды при установке ППД выше СУ
6.2.4.3 На рисунке 6 приведена типовая модель отстойной камеры. Вверху резервуара должно быть свободное пространство, обеспечивающее доступ к продувочному крану. Кран должен быть шаровым, чтобы его можно было промывать и очищать при засорении или образовании накипи.
1 - продувочный кран; 2 - игольчатая трубка; 3 - выходной патрубок; 4 - входной патрубок; 5 - вентиляционный патрубок
Рисунок 6 - Отстойная камера
6.2.4.4 Размеры отстойной камеры обусловлены необходимостью чистки и технического ухода, а также количеством твердых частиц в протекающем потоке и(или) степенью конденсации.
6.2.5 Газосборные камеры
6.2.5.1 При измерениях расхода жидкости, содержащей газ, возможно скопление газа в соединительных трубках.
Для устранения скопления газа ППД устанавливают ниже СУ, а соединительные трубки располагают под постоянным уклоном вниз от СУ до ППД.
При необходимости установки ППД выше СУ устанавливают газосборные камеры.
6.2.5.2 Газосборные камеры устанавливают выше ППД.
6.2.5.3 Рекомендуемая форма газосборной камеры приведена на рисунке 7.
1 - выходной патрубок; 2 - входной патрубок; 3 - кран; 4 - вентиляционный патрубок
Рисунок 7 - Газосборные камеры
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 температуру кипения измеряемой жидкой среды и допускаемую температуру среды для применяемого ППД.
6.2.6.4 Рекомендуется применять обогрев холодных соединительных трубок малого диаметра во избежание их засорения при измерениях расхода вязких 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 образовывать накипь, то применяют разделительные сосуды, заполненные жидкостью, отделяющей среду от ППД или от уравновешивающей жидкости, применяемой в ППД.
Однако следует иметь в виду, что разделительная 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 разделительная жидкость не должна смешиваться или вступать в химическую реакцию с измеряемой средой или уравновешивающей жидкостью и ее плотность должна существенно отличаться от плотности этих двух веществ для обеспечения постоянства поверхности контакта.
6.2.7.3 При отсутствии перепада давления поверхность раздела измеряемой среды и разделительной жидкости должна находиться на одном и том же уровне в обоих сосудах.
6.2.7.4 Применение разделительных сосудов влияет на показания ППД таким образом, что перепад давления на СУ становится больше разности давления в ППД.
Влиянием разделительных сосудов на показания ППД можно пренебречь при условии удовлетворения неравенству
Показания СИ перепада давления с разделительными сосудами, не удовлетворяющие данному неравенству, корректируют с учетом перемещения уровня раздела в разделительном сосуде. В [1] приведен метод расчета перепада давления при применении разделительных сосудов 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 В представлены различные варианты схем установок разделительных сосудов.
При измерениях расхода газа разделительные сосуды располагают выше СУ, а ППД может быть расположен выше или ниже СУ. Для случая расположения ППД 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 ППД может быть расположен выше или ниже СУ. Если ППД находится выше СУ, то в верхних точках соединительных трубок устанавливают газосборные камеры (см. 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 ППД. При проектировании разделительных сосудов обеспечивают равенство диаметров по всей их длине. Пример конструкции разделительного сосуда приведен на рисунке 8.
1 - пробка;
2 - ушко; 3 - обечайка; 4 - днище; 5 - штуцер; 6 - штуцер
Рисунок 8 - Конструкция разделительного сосуда
6.2.7.8 Если невозможно подобрать разделительную жидкость с необходимыми химическими и физическими характеристиками, то применяют разделительные сосуды с перегородками. Перегородками могут служить мягкие мембраны и сильфоны. Характеристика "нагрузка/перемещение" перегородок должна быть идентичной для двух разделительных сосудов.
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.
Таблица 3 - Свойства разделительных жидкостей
|
|
|
|
Наименование жидкости | Плотность при 20 °С, кг/м | Температура, °С | |
|
| замерзания | кипения |
Дибутилфталат | 1047 | -35 | 340 |
Глицерин | 1262 | -17 | 200 |
Смесь воды с глицерином (объемное соотношение - 1:1) | 1130 | -22,5 | 106 |
Этиловый спирт | 789 | -112 | 78 |
Этиленгликоль | 1113 | -12 | 197 |
Смесь воды с этиленгликолем (объемное соотношение - 1:1) | 1070 | -36 | 110 |
6.2.8 Очистная система
6.2.8.1 Очистная система, пример установки которой приведен на рисунке 9, предназначена для предохранения соединительных трубок и ППД от попадания загрязненных или агрессивных веществ. Очистные системы могут заменять одновременно разделительные сосуды и отстойные камеры.
Рисунок 9 - Пример установки очистной системы
6.2.8.2 При применении очистных систем поперечное сечение по всей длине соединительных трубок должно быть постоянным. Соединительные трубки, подключенные к плюсовой и минусовой камере усреднения, должны иметь равную длину и одинаковое число сочленений.
6.2.8.3 Для поддержания равных расходов очистного потока в обеих соединительных трубках в очистной системе устанавливают расходомеры (например, ротаметры) между продувочным краном и точкой ввода очистного потока в соединительную трубку.
6.2.8.4 Необходимо следить за тем, чтобы очистка не влияла на показания ППД и на температурное равновесие между двумя соединительными трубками.
6.2.8.5 Используемый в качестве очистительного вещества газ вводят в соединительные трубки под большим давлением по сравнению с давлением среды.
Очистной поток регулируют игольчатым вентилем.
6.2.8.6 При недостаточной эффективности описанных выше методов очистки для предохранения отверстий для отбора давления от загрязнения используют зонды (рисунок 10) или применяют другие методы очистки.
1 - корпус;
2 - головка зонда; 3 - ось зонда; 4 - рукоятка
Рисунок 10 - Зонд
6.2.9 Соединительные трубки (линии)
6.2.9.1 ППД располагают как можно ближе к СУ. Рекомендуется, чтобы длина соединительных трубок не превышала 16 м. При необходимости применения больших длин целесообразно использовать электрическую или пневматическую передачу.
6.2.9.2 Во избежание искажения перепада давления, возникающего из-за разности температуры трубок, две соединительные трубки должны быть расположены рядом.
Если существует опасность нагрева или охлаждения заполненных жидкостью соединительных трубок при их вертикальном или наклонном расположении, то их совместно теплоизолируют.
6.2.9.3 При применении соединительных трубок, составленных из отдельных секций, диаметр условного прохода этих секций должен быть одинаковым.
Внутренний диаметр соединительных трубок должен быть более 6 мм.
Если существует опасность конденсации среды, находящейся в соединительных трубках, или образования в ней пузырьков газа, то внутренний диаметр соединительных трубок должен быть не менее 10 мм.
Рекомендуемые значения внутреннего диаметра соединительных трубок приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Внутренний диаметр соединительных трубок
|
|
|
|
Тип среды | Значение внутреннего диаметра при длине трубок, м | ||
| До 16 | От 16 до 45 | От 45 до 90 |
Сухой газ, вода, пар | От 6 до 9 включ. | 10 | 10 |
Воздух или влажный газ (т.е. возникает опасность конденсации в соединительных трубках) | 13 | 13 | 13 |
Вязкие жидкости | 13 | 19 | 25 |
Загрязненные газ или жидкость | 25 | 25 | 38 |
6.2.9.4 Соединительные трубки устанавливают с уклоном к горизонтали более чем 1:12. Такой уклон обеспечивает движение конденсата и твердых частиц вниз до обогревающих отстойников или цилиндров, а пузырьков газа вверх - до газосборных камер.
Допускается делать уклоны ступенчатыми при условии, что отстойные камеры находятся во всех нижних точках, а газосборные камеры - во всех верхних точках.
6.2.9.5 Разность длины соединительных трубок ППД должна быть как можно меньшей.
6.2.9.6 При подключении к СУ двух или более ППД допускается подключение соединительных трубок одного ППД к соединительным трубкам другого. При этом расстояние от СУ до мест подключения соединительных трубок подключаемого ППД должно быть одинаковым, насколько это возможно.
6.2.10 Запорная арматура измерительного преобразователя перепада давления или дифманометра
6.2.10.1 ППД оснащают присоединительными (разъединительными), продувочными и уравнительными кранами (вентилями). Эти устройства (полностью или часть из них) могут быть конструктивно выполнены в одном блоке.
6.2.10.2 Присоединительные краны (вентили) предназначены для подключения (отключения) ППД к соединительным трубкам.
При работе ППД в режиме измерений присоединительные краны (вентили) должны быть полностью открыты.
6.2.10.3 Продувочные краны (вентили) предназначены для очистки соединительных трубок.
При работе ППД в режиме измерений продувочные краны (вентили) должны быть закрыты.
Для чистых сред функции продувочных кранов (вентилей) могут выполнять средства вентиляции камер ППД.
6.2.10.4 Уравнительный кран (вентиль) предназначен для создания нулевого значения перепада давления на ППД.
Во время этой операции присоединительные и продувочные краны (вентили) должны быть закрыты.
При работе ППД в режиме измерений уравнительный кран (вентиль) должен быть закрыт.
При продувке соединительных трубок и камер ППД уравнительный кран (вентиль) должен быть открыт.
6.2.10.5 В приложении Г приведены различные схемы присоединения ППД при измерениях расхода и количества различных сред.
6.2.11 Измерение давления среды
6.2.11.1 Давление среды - это сумма избыточного и атмосферного давлений
6.2.11.2 СИ абсолютного или избыточного давления подключают к отдельному отверстию перед СУ, размещенному в сечении ИТ в месте установки отверстия для отбора перепада давления.
Допускается присоединение ПД к "плюсовой" соединительной трубке ППД.
6.2.11.3 Измерения абсолютного или избыточного давления конденсирующего газа и пара в случае применения конденсационных сосудов выполняют с учетом разности высот установки СУ и ПД.
В этом случае давление рассчитывают по формуле
6.2.11.4 Атмосферное давление измеряют в месте расположения ПД избыточного давления, если последний размещен в замкнутом пространстве при наличии поддува, создаваемого системами кондиционирования.
6.2.11.5 Атмосферное и (или) избыточное давление могут быть приняты за условно-постоянную величину. При этом учитывают соответствующую составляющую неопределенности результата измерения давления в соответствии с 10.4.4.
6.3 Средства измерений температуры
6.3.1 Термодинамическую температуру среды рассчитывают по формуле
6.3.2 Температуру среды измеряют на прямолинейном участке ИТ до или после СУ.
Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы ПТ или его защитная гильза (при ее наличии) как можно меньше загромождали проходное сечение ИТ.
6.3.4 Наилучшим расположением ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) при их установке является радиальное, схема которого приведена на рисунке 11а.
Рисунок 11 - Схема установки ПТ
Допускается их наклонное расположение, как приведено на рисунках 11б и 11г, или установка за СУ в колене, как приведено на рисунке 11в. Указанное направление потока на рисунках 11б, в - рекомендуемое.
6.3.5 При измерении температуры среды до СУ следует руководствоваться следующими положениями:
г) между СУ и ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) должны отсутствовать местные сопроти
вления.
6.3.6 При измерении температуры потока после СУ следует выполнять требования:
е) допускается установка ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) в колене в соответствии с рисунком 11в;
ж) между СУ и ПТ или его защитной гильзой (при ее наличии) должны отсутствовать местные сопротивления (исключение составляют варианты, представленные на рисунках 1
1в, г).
|
|
|
|
|
|
|
 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 |
| 28° | 22° | 16° | 12° | 9° | 6° |
6.3.9 При установке ПТ в гильзу (карман) обеспечивают надежный тепловой контакт, заполняя гильзу, например, жидким маслом. ПТ погружают в гильзу на полную ее глубину (с монтажным зазором). Рекомендуется, чтобы зазор между боковыми стенками гильзы и ПТ не превышал 0,5 мм.
Часть ПТ, выступающая над ИТ, должна иметь термоизоляцию, если температура потока отличается от температуры окружающей среды более чем на 40 °С.
Рекомендуется ПТ или его защитную гильзу (при ее наличии) термоизолировать от стенки ИТ.
Примечание - При установке ПТ дополнительно рекомендуется учитывать требования, изложенные в [2].
6.4 Средства измерений плотности, состава и влажности среды
6.4.1 Определение плотности среды при рабочих условиях
6.4.1.1 Плотность среды в рабочих условиях допускается определять прямым методом измерений с применением плотномеров любого типа, не изменяющих структуру потока, или косвенными методами измерений.
6.4.1.2 Точку отбора пробы газа располагают в верхней, а жидкостей - в нижней части горизонтального участка трубопровода.
Точки отбора пробы располагают на участке трубопровода, где скорость потока более нуля и отсутствуют завихрения.
6.4.1.3 Если плотномер находится во внутренней полости трубы, то расстояние между ним и СУ должно составлять:
- не менее указанного для ПТ в 6.3.5 (при соответствии диаметра погружаемой в полость трубопровода части плотномера диапазону значений диаметра ПТ) - при его установке до СУ;
6.4.1.4 Изменение плотности среды отслеживают, создавая поток через чувствительный элемент плотномера путем ответвления части общего потока. Схемы установки плотномеров приведены на рисунке 12.
1 - плотномер; 2 - теплоизоляция; 3 - вентиль; 4 - сужающее устройство; 5 - трубопровод
Рисунок 12 - Схемы установки плотномеров
6.4.1.5 Для очистки пробы от примесей на входе плотномеров допускается применение фильтров и осушителей. Однако эти устройства не должны изменять состав среды.
6.4.1.6 Равенство температуры измеряемой среды и пробы среды, находящейся в чувствительном элементе плотномера, обеспечивают, размещая последний в потоке измеряемой среды и теплоизолируя от внешней среды все его элементы, в которых находится проба и которые соприкасаются с внешней средой до попадания этой пробы в чувствительный элемент плотномера.
6.4.1.7 В общем случае значения давления и температуры, а следовательно, и плотности в чувствительном элементе плотномера могут отличаться от значений данных параметров в месте отбора давления перед СУ.
Если невозможно обеспечить равенство температуры и давления среды и ее пробы, находящейся в чувствительном элементе плотномера, то вводят поправки к показаниям плотномера.
При этом значение плотности среды рассчитывают по формулам:
- для газа
- для жидкости
.
6.4.1.8 Конструкция плотномера и его монтаж должны обеспечивать возможность проверки выполнения требований 6.4.1.1-6.4.1.7.
6.4.1.9 При определении плотности при рабочих условиях косвенным методом используют значения параметров среды, необходимые для выполнения расчета. Например, плотность газов при рабочих условиях может быть определена по их плотности при стандартных условиях, давлению и температуре (для смесей газов дополнительно - по компонентному составу по ГОСТ 30319.1), а также по значениям давления и температуры (для водяного пара по [3]). Плотность жидкости может быть определена по значениям давления и температуры (для смеси жидкостей дополнительно - по компонентному составу, например по ГОСТ 28656).
6.4.2 Определение плотности газа при стандартных условиях
6.4.2.1 Для определения плотности среды при стандартных условиях допускается применение прямых методов с применением плотномеров любого типа, не изменяющих структуру потока и косвенных методов измерений.
6.4.2.2 При отборе проб для лабораторного определения плотности газа при стандартных условиях руководствуются требованиями ГОСТ 18917.
Если применяется прямой метод отбора проб, когда проба отбирается из потока и непосредственно передается аналитическому прибору, то рекомендуется руководствоваться требованиями [4].
Точка отбора пробы может быть размещена на ИТ до СУ или после него.
6.4.2.3 Допускается определять плотность при стандартных условиях пикнометрическим методом в соответствии с ГОСТ 17310.
6.4.2.4 Рекомендуется частоту измерений плотности при стандартных условиях устанавливать исходя из неопределенности результатов измерений и возможных изменений значения плотности за заданный период времени (например, сутки, месяц). Число измерений за заданный период времени рассчитывают по формуле
Примечание - Формула (6.6) получена на основе положений, изложенных в [4].
6.4.2.5 Плотность при стандартных условиях смесей газов допускается определять по компонентному составу в соответствии с требованиями нормативных документов (например, для природного газа по ГОСТ 30319.1).
6.4.3 Определение компонентного состава
6.4.3.1 Для определения компонентного состава среды применяют хроматографы любого типа, не изменяющие состав среды.
6.4.3.2 При определении места отбора проб руководствуются требованиями 6.4.2.2.
6.4.3.3 Компонентный состав определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 23781, ГОСТ 10679.
6.4.4 Определение влажности газа
6.4.4.1 Для определения влажности газа применяют влагомеры любого типа, измеряющие температуру конденсации паров влаги (температуру точки росы), массовое и (или) объемное содержание водяных паров в единице объема газа.
6.4.4.2 При определении места отбора проб руководствуются требованиями 6.4.2.2.
6.4.4.3 Влажность природных газов определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 20060.
6.4.5 Дополнительная рекомендация
Для определения плотности при стандартных условиях, состава и влажности газа пробы рекомендуется отбирать из одной точки.
6.5 Вычислительные устройства
6.5.1 Вычислительное устройство должно автоматически вычислять значения параметров потока и среды, а также значение расхода среды в соответствии с 5.2 и количество среды в соответствии с 5.3.
При расчете расхода и количества среды допускается применение упрощенных формул. Дополнительный вклад в неопределенность результатов вычисления от введенных упрощений определяют относительно результатов вычислений, выполненных в соответствии с требованиями подраздела 8.2 и 8.3 настоящего стандарта.
6.5.2 Вычислительное устройство должно контролировать соблюдение методических ограничений на применение СУ и технологических ограничений на значения измеряемых величин.
6.5.3 Вычислительное устройство должно формировать архивные базы данных о результатах измерений и вычислений, нештатных ситуациях и вмешательствах оператора (изменение данных, влияющих на результаты измерений и вычислений).
6.5.4 Вычислительное устройство должно представлять результаты измерений и вычислений, а также данные о конфигурировании вычислительного устройства на внутреннее и(или) внешние устройства отображения информации.
6.5.5 Вычислительное устройство должно обеспечивать возможность распечатки архивной и итоговой информации на принтере непосредственно или с применением устройств приема/передачи информации (переносного устройства сбора информации, компьютера и т.п.).
6.5.6 В вычислительном устройстве должна быть предусмотрена защита хранящейся в нем информации от возможности ее искажения.
6.5.7 Детализацию перечисленных в 6.5.1-6.5.6 функций вычислительного устройства и необходимость в дополнительных его функциях устанавливают заинтересованные стороны или соответствующий нормативный документ (при его наличии).
7 Подготовка к измерениям
7.1 Перед вводом в эксплуатацию технических средств проверяют соответствие требованиям:
- прямолинейных участков ИТ - ГОСТ 8.586.1 (раздел 7);
- монтажа соединительных трубок - раздела 6;
- конструкции СУ - ГОСТ 8.586.2, или ГОСТ 8.586.3, или ГОСТ 8.586.4;
- монтажа СИ параметров потока и среды - раздела 6 и монтажно-эксплуатационной документации;
- условий применения СУ - ГОСТ 8.586.1 (раздел 6).
Периодически, не реже одного раза в год, начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют:
- СИ на соответствие требованиям раздела 4;
- наличие документации или соответствующих отметок, допускающих СИ к эксплуатации;
- корректность конфигурирования вычислительного устройства в составе СИ расхода и количества среды при его наличии.
Периодически, не реже одного раза в месяц (если иная периодичность не установлена требованиями безопасности), начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют герметичность всех узлов соединений, в которых находится среда.
7.2 Допускается по договоренности между заинтересованными сторонами проверку комплекта СИ и технических средств проводить чаще, чем это указано в 7.1.
8 Обработка результатов измерений
8.1 Расчет расхода среды
8.1.1 Исходные данные и применяемые формулы
8.1.1.1 Исходные данные
Для расчета расхода среды необходимы следующие исходные данные:
- тип СУ;
- способ отбора перепада давления (для диафрагм);
- материал, из которого изготовлено СУ;
- материал, из которого изготовлен прямолинейный участок ИТ непосредственно перед СУ;
Примечание - Некоторые из перечисленных параметров или характеристик в зависимости от конкретного вида применяемых основных расчетных формул могут не использоваться.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.