2.5.5. Эксплуатация и поверка счетчиков

При установке счетчиков следует выполнить ряд условий, обеспечивающих правильную работу. При наличии в жидкости механических примесей больших размеров, чем допускает конст­рукция счетчика, в начале участка должны быть установлены допол-нительные фильтры. Фильтр представляет собой цилиндриче­скую емкость, у которой с противоположных сторон имеются два патрубка — входной и выходной. Диаметры патрубков примерно вдвое больше диаметров соответствующих счетчиков. Внизу цилин-дрического днища — штуцер для дренажа и спуска грязи, вверху в съемной крышке мон-тируют кран для выпуска воздуха. Внутри корпуса устанавливают фильтрующий элемент, который располагают под углом 45 ° к вертикальной оси цилиндра. Сетка фильтра задер-живает твердые механические частицы, размер которых зависит от размера ячеек сетки. Для турбинных счетчи­ков размер ячеек может составлять 2 - 10 мм. В случае загрязне­ния фильтра снимают крышку, сетку вынимают и чистят.

Перед счетчиком и после него должны быть прямые участки необходимой длины для создания равномерного потока по сече­нию трубопровода. Для снятия счетчика при ремонте или поверке с обеих сторон его должны быть установлены задвижки. При нали-чии любого обвода вокруг счетчика устанавливаемые задвижки служат для герметичного перекрытия и их оборудуют устрой­ством для проверки герметичности. Аналогичные условия должны быть соблюдены при параллельной установке нескольких счетчи­ков. При компоновке узла следует обращать внимание на то, что­бы имелся достаточный запас дав-ления для преодоления потерь на счетчике и фильтре. Потери на фильтре зависят от сте-пени его загрязнения и могут составлять до 0,2 МПа.

При обычных условиях прямой участок перед счетчиком дол­жен быть равен примерно 20 диаметрам. Нормируемая длина пря­мого участка уменьшается с уменьше-нием скорости потока, плот­ности жидкости и увеличением вязкости. Длину прямого участка после счетчика принимают равной приблизительно 10 диаметрам счетчика. Для сокращения длины прямого участка применяют струевыпрямители, представляющие набор труб более мелкого диаметра, устанавливаемых внутри трубы (рис. 2.49). Диаметр таких труб должен быть не больше 0,1D_у (D_y - условный диаметр), число их - не меньше 4. Длина секции струевыпрямителя (2-3)D_y. При наличии струевыпрямителя длина прямого участка перед счетчиком должна составлять не менее 10 D_y. При больших производитель-ностях применяют несколько параллельно устанав­ливаемых счетчиков. Параллельная установка дает определенные преимущества по сравнению со схемой с одним счетчиком. Эти преимущества заключаются в следующем:

при установке нескольких счетчиков расширяется диапазон пропускной способнос-ти, при котором обеспечивается нормаль­ная эксплуатация с заданной погрешностью; возможность отключе­ния счетчиков поодиночке снижает общую пропускную способность

узла и соответственно нижнюю границу допускаемых расходов;

с учетом возможности некоторой перегрузки счетчиков, схе­ма может остаться пол-ностью работоспособной и при неисправно­сти одного из них и его ремонте;

поскольку распределение потоков по параллельным линиям практически постоян-но, показания счетчиков на параллельных линиях могут сопоставляться на электронном приборе, и таким об­разом их можно корректировать; неисправность одного из счетчи­ков может быть немедленно обнаружена и соответствующий сиг­нал передан дежурному персоналу;

параллельно устанавливаемые счетчики поверяют на прувере меньшего объема; при параллельной установке каждый счетчик должен иметь свой показывающий прибор.

Во время эксплуатации необходимо регулярно смазывать опо­ры вращающихся частей и промывать фильтры, периодически ос­матривать состояние внутренней поверхности и проверять значе­ние фактора.

Рис. 2.49. Струевыпрямитель

В последнее время применяют измерительные станции, или так называемые блоч-ные узлы учета. В состав блочного узла вхо­дит все оборудование, необходимое для коли-чественного учета (рис. 2.50). Кроме основного, резервного и контрольного счетчи­ков, на общей раме устанавливают также запорную арматуру, фильтры, струевыпрямители, дат-чики температуры, плотности, давления, содержания влаги, автоматический пробоотбор-ник и т. д. В состав узла может входить трубопоршневая установка для поверки показаний счетчиков. При измерениях больших расходов в состав блочного узла включают несколь-ко рабочих счетчиков. Всю эту аппаратуру заранее собирают вместе на заводе-изготови­теле, проверяют и поставляют на место.

Показания счетчиков выводятся на общую панель, объединя­ющую показывающие приборы для всех измеряемых параметров; обычно шкаф управления блочного узла имеет вычислительные устройства, с помощью которых определяются значения приве­денного и неприведенного расходов, пересчет количества в едини­цы массы, определение массы "нетто" и т. д. При наличии вычи­слительного устройства можно повысить точность измерения, если заложить в его память зависимость погрешности счетчика от расхода. В этом случае отклонение от линейности может авто­матически исправляться, и измерение осуществляется с большей точностью.

Рис. 2.50. Блочный узел учета

При работе счетчика из-за износа частей нарушается линей­ность соотношения между частотой вращения и скоростью пото­ка. Это нарушение приводит к увеличению погрешности прибора (разности между измеренным и истинным количеством перека­чанной нефти). Поэтому правильность показаний и погрешность счетчика необходимо систематически поверять для определения момента потери точности. Частота и методы поверки зависят от конструктивных данных, условий работы и назначения.

Основные требования к поверке турбинных счетчиков заклю­чаются в следующем:

погрешность средств поверки не должна превышать одной трети погрешности, требуемой от рабочих счетчиков;

определение погрешности необходимо осуществлять на рабо­чей жидкости;

при поверке необходимо обеспечить расходы во всем поверя­емом диапазоне изме-рений;

при поверке следует обеспечивать стабильность расхода (в пределах до 2,5 %), температуры (± 0,5 °С) и давления (± 0,1 МПа). Поверку счетчиков на месте эксплуатации проще всего осуществ­лять контрольным (образцовым) счетчиком. В качестве образцово­го используется турбинный счетчик, пропускная способность которого соответствует пропускной способности рабочего счетчи­ка, а погрешность в точке измерения в 3 раза меньше допустимой погрешности для рабочего счетчика.

Контрольный счетчик устанавливают выше по потоку, после­довательно с поверяе-мым, чтобы они находились в одинаковых ус­ловиях по температуре и давлению протека-ющей через них жид­кости. Схема включения контрольного счетчика должна обеспечи­вать тождественность потоков, предотвращения утечек между ра­бочим и контрольным счетчи-ками. Утечки обычно обнаруживают с помощью контрольных кранов.

По сигналу "пуск" счетчики одновременно начинают счет им­пульсов, поступаю-щих от магнитоиндукционных датчиков пове­ряемого и контрольного счетчиков.

Измерения проводят по 3 раза в точках с расходом 40, 60, 80, 100 % от номинальной пропускной способности. Для каждого из­мерения вычисляют погрешность

Δi = (2.32)

где n_i, — показания счетчика импульсов поверяемого счетчика при i-м измерении;

К — фактор поверяемого счетчика по градуировке;

n_0i — показания счетчика импульсов образцового счетчика при i-м измерении;

K_oj — фактор образцового счетчика в точке, соответствующей данному расходу.

Погрешность счетчика принимают равной максимальному значению погрешности из полученного ряда.

Если фактическое значение погрешности меньше или равно пределу допустимой погрешности счетчиков, то его допускают к применению. В противном случае должна быть произведена пе­реградуировка и установлено новое значение фактора.

Переградуировка осуществляется аналогично поверке.

Коэффициент преобразования поверяемого преобразователя определяется для каждого измерения по формуле

k_cp= (2.33)

где k_i — коэффициент преобразования поверяемого счетчика;

k₀— коэффициент преобразования образцового счетчика при данном расходе (по

свидетельству аттестации);

n_i, n_0i — число импульсов, накопленное за время измерения счетчиками импульсов

от датчиков соответственно поверяемого и образцового счетчиков.

При каждом расходе производят не менее трех измерений. По ним определяют среднее значение коэффициента преобразовате­ля в данной точке расхода по формуле

k_i = , (2.34)

где т — число измерений.

Значение фактора поверяемого счетчика вычисляется по фор­муле

k = , (2.35)

где k— фактор поверяемого счетчика в диапазоне расходов;

k_min, k_max— минимальное и максимальное средние значения ко­эффициентов преобразова-ния при разных расходах соответственно.

Возможно проведение поверки счетчиков по замерам в резер­вуар, и общее количество прошедшей через счетчик нефти опре­деляется по калибровочным таблицам.

Наиболее удобным устройством, обеспечивающим поверку счетчиков с достаточ-ной точностью, является трубопоршневая ус­тановка (ТПУ), или, как ее иначе называют, прувер. Основную часть прувера составляет точно вымеренный по объему участок калиб-рованной трубы между двумя предельными отметками. Вы­теснение объема жидкости осуществляется с помощью шара (пор­шня). Шар представляет резиновую полость, несколько большую диаметра трубы, в которую под давлением накачивают жидкость (вода, антифриз). В начальной и конечной точке калиброванного участка устанавливают детекторы-сигнализаторы прохождения шара (рис. 2.51). Идея поверки счетчиков на прувере заключается в подсчете числа импульсов от счетчика за период движения пор­шня между детекторами. Эти импульсы фиксируются на специ­альном указателе от детекторов. Сигнал от первого детектора включает схему счета импульсов на указателе, сигнал от второго датчика — отключает схему.

Рис. 2.51. Схема поверки счетчика на трубопоршневой установке:

1 — сигнализаторы прохождения шара; 2 — счетчик; 3 — указатель поверки

Произведение числа зафиксирован­ных на указателе импульсов на фактор счетчика составляет пока­зания счетчика. Эти показания сопоставляются с известным с вы­сокой точностью объемом ТПУ, и при наличии отклонений соот­ветственно изменяется фактор счетчика. Так как погрешность измерения объема на прувере не превышает 0,02 %, число зафик­сированных при проверке импульсов от счетчика должно состав­лять не менее 10000. Минимальная емкость прувера определяется пропускной способностью счетчиков, для калибровки которых его предполагается использовать, и должна составлять не менее 0,5 % от часового номинального расхода. Для поверки счетчика пропуск­ной способностью 4000 м³/ч необходим прувер объемом не менее 20 м³, представляющий очень большую и дорогую конструкцию.

Все полученные при поверке данные должны быть приведены к значениям при стандартных условиях (базовой температуре и давлению). Для определения условий поверки прувер снабжают термометрами и манометрами. Манометры устанавливают на вхо­де и выходе установки, а термометры в трех точках — в начале, в середине и в конце. Цена деления термометра должна составлять 0,2 °С.