Лабораторная работа № 13. Счетчики газа, их выбор, монтаж и использование

Время, отведённое на выполнение лабораторной работы, – 2 часа.

1. Цели и задачи лабораторной работы

1. Изучение способов и устройств для измерения расхода газа.

2. Получение знаний и практических навыков для правильного выбора и применения счетчиков газа.

2. Задание

1. Изучить приведенные ниже краткие теоретические сведения.

2. Ознакомиться с имеющимися счетчиками газа, найти их основные части и понять принцип их действия.

3. Научиться правильно выбирать и применять счетчики газа, используя информацию из Интернета и элект­ронной базы данных о современной продукции, ее ведущих производителях и поставщиках.

4. Ответить на контрольные вопросы.

5. Сдать на проверку преподавателю в электронном виде отчет об индивидуальной самостоятельной работе, описанной в пунктах 3 и 4.

6. Подготовить и защитить отчет о результатах работы.

3. Необходимое оборудование и приборы

Образцы счетчиков газа, стенд «Счетчики воды, тепла, газа», электронная база данных о современной продукции и ее ведущих производителях и поставщиках, компьютер, Интернет.

4. Краткие теоретические сведения

4.1. Классификация счетчиков газа

Счётчик газа (газовый счётчик) – это прибор учета, предназначенный для измерения количества (объема), реже – массы прошедшего по газопроводу газа. Количество газа обычно измеряют в кубических метрах, и редко – в единицах массы, килограммах или тоннах (в основном для технологических газов).

Приборы, позволяющие измерять или вычислять проходящее количество газа за единицу времени (расход газа), называются расходомерами или расходомерами-счетчиками. Чаще всего расход газа измеряют в кубических метрах в час (м³/ч).

Объем газа может измеряться прямым или косвенным методом и зависит от принципа действия счетчиков газа, то есть от конструкции.  

Прямой метод измерения – это измерение количества циклов проходящего газа через определенный объем. Один цикл – это полное заполнение объема газом и последующий его выпуск из этого объема. В этом случае одна или чаще несколько измерительных камер известного объема попеременно заполняются проходящим потоком газа со стороны входа и опорожняются на выход. Прошедший через устройство объем газа пропорционален количеству циклов наполнения - опорожнения. Данный метод используется в барабанных, мембранных (камерных) и ротационных счетчиках газа.

Косвенный метод измерения - это измерение расхода газа, проходящего через определенную площадь сечения. Для измерения скорости потока применяются как механические устройства (различные крыльчатки, турбинки и т. п.), так и иные способы. Например, могут использоваться измерение скорости потока с помощью ультразвука, термоанемометра, детектирования вихрей на теле обтекания, измерения перепада давления на суживающем устройстве, измерения скоростного напора потока газа и т.д.

Для корректного применения данного метода необходимо в зоне измерения выравнивать скорость потока газа по его сечению и направлению, для чего применяются различные устройства подготовки потока (струевыпрямители, конденсаторы потока, турбулизаторы) как в виде отдельных устройств, так и как составная часть самих приборов. Для снижения погрешности различие скоростей потока газа по сечению (эпюра скоростей), например, из-за торможения слоев газа у стенок, может учитываться прибором при вычислении расхода газа по скорости его потока. Объем прошедшего через сечение прибора газа вычисляется интегрированием расхода по времени.

Газовые счетчики классифицируют по разным признакам.

Классификация счетчиков газа по их пропускной способности

Пропускная способность – диапазон расходов, в котором обеспечивается указанная производителем погрешность измерения счетчика.

Максимальный расход (Qмакс) большинством производителей выбирается из ряда 1; 1,6; 2,5; 4; 6 (6,5) с множителем 10ⁿ, м³/ч.

Значением минимального расхода (Qмин) характеризуется ширина диапазона измерений счетчика. Принято определять ширину диапазона измерений как соотношение Qмин/Qмакс. У выпускаемых в настоящее время счетчиков ширина диапазона от 1:10 до 1:250 и более.

От минимального расхода (Qмин) следует отличать чувствительность (характеристика, как правило, механических приборов) – это такой самый минимальный расход, при котором счетный механизм еще находится в движении и происходит изменение его показаний, но погрешность такого измерения не соответствует нормативной.

По максимальной пропускной способности счетчики газа условно разделяются на бытовые, коммунально-бытовые и промышленные.

Бытовые счетчики газа имеют максимальную пропускную способность от 1 до 6-10 м³/ч. Чаще всего их используют в квартирах, домах, у небольших котлов для локального учета потребления газа. Это, как правило, небольшие мембранные (камерные, диафрагменные), реже ультразвуковые, струйные, небольшие ротационные счетчики газа.

Коммунально-бытовые счетчики газа имеют максимальную пропускную способность от 10 до 40 м³/ч. Применяются для учёта потребления газа небольшими котельными, технологическими установками и т. п. Обычно это более крупные мембранные (камерные, диафрагменные), ротационные, ультразвуковые, струйные счетчики газа.

Промышленные счетчики газа имеют максимальную пропускную способность более 40 м³/ч. В основном их используют на узлах учета крупных потребителей – газовых котельных, промышленных и сельхозпредприятий, узлах учёта газораспределительных сетей (ротационные, турбинные, вихревые, ультразвуковые, струйные счетчики газа), на магистральных сетях (сужающие устройства, турбинные, вихревые, ультразвуковые счетчики газа).