книги из ГПНТБ / Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий
.pdf312 Глава X I
давления, по сравнению с соплами и особенно диафрагмами. Однако диафрагмы наиболее просты и поэтому нашли широкое применение. Следует применять так называемые «нормальные» сужающие устройства, в которых основные размеры выполнены в соответствии с величиной внутреннего диаметра газопровода, обозначенного на рисунках буквой d. Входная кромка диафрагм должна быть острой, без закруглений, вмятин, заусенцев и т. и., и установка ее в газопроводах должна быть строго концентрична. Это очень важно для точности измерения расхода газа.
Отбор импульса давления до диафрагмы (или сопла) и после нее производится через отверстия по обе стороны диска диафраг мы, как указано на нижней половине рис. 152, или через отверстия в кольцевых камерах, расположенных по обе стороны диска диафрагмы, как указано на верхней половине рисунка. Отбор импульсов давления из кольцевого пространства камер дает сред нее его значение, и результаты измерения будут более верными, чем при отборе давления из отдельных точек. Однако изготовление кольцевых камер сложно и стоимость диафрагмы с кольцевыми камерами высока.
Установка сужающих устройств производится на прямых участках газопровода, дальше от запорных устройств, поворотов, тройников сужений и т. и.
Жидкостные манометры, применяемые для замера перепада давления, принято называть разностными, или дифференциаль ными манометрами (дифманометрами). Дифманометры бывают трубчатые и механические. Из трубчатых дифманометров наибо лее распространен днфманометр ДТ-50-0301 (на давление до 50 кг/см2) (рис. 153), работающий по принципу сообщающихся сосудов, как и простой U-образный манометр. На доске 1 дифманометра укреплены-две стальные колодки 2 и 3, в штуцерах кото рых при помощи мягких сальниковых набивок и накидных гаек 12 укреплены две стеклянные трубки 4 с внутренним диаметром в 3 мм и наружным в 10 мм. Трубки имеют защитную металли ческую оправу с вырезом спереди по всей длине для наблюдения за уровнем ртути. Верхние концы трубок закрепляются в шту церах ловушек 5, служащих для улавливания ртути в случае ее выбрасывания из трубок при повышении давления газа выше нормального. В нижней колодке трубки сообщаются между собой поперечным каналом, один конец которого закрыт иголь чатым клапаном 6, а другой — регулятором нулевого положения
уровня 10.
Заполнение дифманометра ртутью производится через нип пель 7, к которому присоединяют резиновую трубку с воронкой. Предварительно днфманометр заполняется полностью водой до вытекания ее, без пузырьков воздуха, через продувочные шту церы 14, открываемые при помощи вентилей 9, так как в верхней
Контрольно-измерительные приборы |
313 |
С хе м а расположения наналоВ
вВерхней нолодке манометра1
I5
2^1 В импульсному I газопроводу
Рис. 153. Дифмаиометр ДТ-50-0301:
1 — д о с к а ; 2 — в е р х н я я к о л о д к а ; з — п и ж н я я к о л о д к а ; 4 — с т е к л я н н ы е т р у б и л ; ь — -
л о в у ш к и ; В — к л а п а н ; 7 — н и п п е л ь ; 8 — р а б о ч и е в е н т п л и ; 9 — п р о д у в о ч н ы е в ен т и л п ;- 10 — р е г у л я т о р н у л е в о г о п о л о ж е н и я ; и — п о л в у н к п - у к а з а т е л п ; 12 — н а к п д н ы е г а й к и ;
1 3 — в а ш п т п ы е т р у б к п ; 1 4 — п р о д у в о ч н ы е ш т у ц е р ы ; 1 5 — ш к а л а ; 1 в — ш т у ц е р ы п р и с о е д и н е н и я и м п у л ь с н ы х г а з о п р о в о д о в ; 1 7 — ш т у ц е р д л я м а н о м е т р а : 1 8 — с а л ы ш к о в ы а
уплотнения.
314 Глава X I
колодке стеклянные трубки между собой не сообщаются. Затем ~через воронку заливают в дпфманометр ртуть до нулевой отметки шкалы. Продувочные вентили 9 во время эксплуатации прибора ■служат для продувкп импульсных медных или стальных трубок диаметром 6—8 м , соединяющих газопровод с дифманометром и присоединяемых к штуцерам 16.
Включение и выключение каналов, ведущих к стеклам диф- -манометра и соединяющих их с импульсными трубками, произ водится рабочими вентилями 8. Штуцер 17, соединяемый с пра вым каналом колодки, служит для установки пружинного мано метра.
Шкала дифманометра имеет деления в миллиметрах, расходя щиеся вверх и вниз от нулевой отметки, расположенной посередине шкалы, на 350—400 лип. Практически перепад давления при измерении расхода газа в зависимости от подбора сужающих устройств редко превышает 500—600 мм рт. ст. Для большей точности отсчета показаний к уровням ртути подводятся пол- -зунки-указатели 11.
Замер перепада давления производится в мм по шкале, счи тая от одного уровня ртути до другого, не реже одного раза в час. Таким образом за 8-часовую смену получится 8 значений перепада, которые по своей величине будут различны. Для опре деления среднего перепада давления за смену нужно сложить величины всех восьми перепадов и полученную сумму разделить на 8. Для получения большей точности измерения расхода газа
•следует снятие показаний дифманометра производить через каж дые 30 или 15 мил. В этих случаях значений перепада получится за 8 часов соответственно 16 или 32 и определение среднего пере пада потребует найти суммы этих 16 или 32 значений и затем разделить их на эти числа. Таким же образом производится опре деление среднего перепада и за сутки или другой отрезок времени.
По величине среднего часового перепада давления в мм рт. ст. ■определяется расчетным путем по формулам средний расход газа в час, а затем и расход его за смену или сутки.
При расчете расхода газа следует умело применять таблицы и графики для определения целого ряда коэффициентов и попра вок в зависимости от особенностей применяемого сужающего устройства и состояния измеряемого газа — его давления, темпе ратуры и т. д. Проще рядом с дифманометром поместить таблицу для перевода величины перепада в единицы расхода (нм3) или изготовить шкалу, градуированную в нм3. Изготовление такой таблицы или шкалы следует поручить опытному специалисту по вопросам учета расхода газа.
Из механических дифманометров большое распространение получили поплавковые дифманометры. Они изготовляются сле дующих типов: ДП-280 — показывающий расход газа в данный
Контрольно-измерительные приборы, |
315 |
момент; ДП-281 — то же, с интегратором (счетчиком), суммирую щим расход; ДП-4'10 —.регистрирующий расход газа на диа грамму, с приводом диаграммы от часового механизма; ДП-420 — то же, с дополнительной записью температуры; ДП-430 — реги стрирующий, с дополнительной записью температуры газа, с при водом диаграммы от часового механизма; ДП-610 — регистри рующий, с приводом диаграммы от электромоторчика; ДП-612 — то же, с интегратором и отметчиком расхода на диаграмме; ДП-620 — регистрирующий, с дополнительной записью темпера туры и приводом диаграммы от электромоторчика; ДП-630 — регистрирующий, с дополнительной записью давления и при водом диаграммы от электромоторчика.
Дифманометр типа ДП, принципиальная схема которого дана на рис. 154, состоит из двух сообщающихся сосудов, залитых ртутью. Иа поверхности ртути в сосуде 1 плавает поплавок 3, связанный системой рычагов со стрелкой указателя прибора, указывающей расход газа, и пером регистрирующего устрой ства. Поплавковый сосуд (плюсовый) присоединяется к газопро воду до сужающего устройства. Другой сосуд 2 (минусовый), называемый сменным, присоединяется к газопроводу после суженного устройства. При наличии расхода газа, а следова тельно, и определенного перепада давления, часть ртути из по плавкового сосуда выжимается в сменный сосуд с меныпим давле нием, что вызывает перемещение поплавка, а значит и стрелки, указывающей на циферблате прибора расход газа, и пера, отме чающего на диаграмме величину перепада давления.
Диаграмма приводится в движение при помощи часового механизма или электромоторчика, питаемого от электрической сети с напряжением в 110—127 в. Диаграмма делает один оборот в сутки и разделена на 24 части, соответствующие часам суток, что дает возможность определить по ней расход газа за любой час суток. Для получения значений расхода газа непосредственно в jit3 или нм3 следует применять только комплектные диаграммы к данному прибору. Расход газа за сутки по такой диаграмме подсчитывается по величине среднего радиуса фигуры, очерчен ной пером регистратора на диаграмме при помощи прибора пла ниметра, умножаемой затем на 24, или путем сложения значений расхода через каждые 15 мин., записанных на диафрагме, с после дующим делением полученной суммы на 4.
Определение расхода газа за смену пли сутки по дифмаиометрам, имеющим только указывающий прибор, производится сложением показаний стрелки прибора, отмеченных за каждый час. При снятии показаний прибора через 30 или 15 мин. сумму показаний нужно разделить в первом случае на 2, во втором на 4.
Учет расхода газа по дифманометрам, имеющим интеграторы (счетчики), которые располагаются в нижней части корпуса ука-
316 |
Глава X I |
Рис. 154. Принципиальная схема дифмапометра — ДП:
1 — п о п л а в к о в ы й с о с у д ; 2 — с м е н н ы й с о с у д : 3 — п о п л а в о к ; -1 — о с и ; 5 — р ы ч а г п ; в — м о с т и к п е р а : т — п е р о : S — д и а г р а м м а ; 9 — п о д ш и п н и к ; 10 — ч а с о в о й м е х а н и з м п р и в о д а д и а ф р а г м ы ; 11 — ш к а л а у к а з а т е л ь н о г о у с т р о й с т в а ; 12 — с т р е л к а ; 13 — ш е с т е р е н к а ; 14 — з у б ч а т ы й с е к т о р ; 15 — у р а в н и т е л ь н ы й в е н т и л ь ; 10 — з а п о р н ы е в е н т и л и .
Контрольно-измерительные приборы |
317 |
зывающего прибора, например, за смену, производится путем вычитания от показания интегратора в конце смены его показа ния в начале смены и умножением полученной разности на посто янное число интегратора. Значение постоянного числа интегра тора указано слева от прорези счетчика на паспортной табличке прибора. Справа от прорези указаны единицы измерения расхода газа данным дифманометром (ж3, нм3, кг, л, т).
В случаях, если температура и давление измеряемого газа отличаются от тех значений, которые были приняты при расчете диафрагм, необходимо полученную по дифманометру величину расхода пересчитать, введя соответствующую поправку, что производится по формулам или специальным таблицам. В зави симости от расчета диафрагмы сменные сосуды дпфманометров ДП устанавливаются различного размера, и работа прибора может
происходить |
при перепадах в |
40, 63, 100, |
160, |
250, 400, |
630, |
1 0 0 0 жж рт. |
ст. |
производится |
на |
расстоянии |
не |
Установка |
дифмаиометров |
более 50 ж от сужающего устройства и по возможности выше его. При установке дифманометра ниже сужающего устройства на импульсных трубках устанавливаются сборники конден сата. Дифманометр устанавливается в помещениях с температурой от + 5 до +50° С на хорошо освещенном, удобном для наблюде ния месте и не должен подвергаться сотрясению. При включении прибора сначала открывается уравнительный вентиль 15 (рис. 113), а затем открываются запорные вентили 16, после чего ура внительный вентиль закрывается. Дифманометры, имеющие электрический прпвод диаграммы, во взрывоопасных помещениях, например PC, устанавливать нельзя. Недостатком дифмаиометров с ртутным заполнением является значительная стоимость ртути и опасность отравления парами ртути при ее утечке, могущего привести к серьезным заболеваниям. Поэтому, обращаясь с рту тью, следует соблюдать следующие правила предосторожности: ртуть должна храниться только в плотно закрытых сосудах; наполнение приборов ртутью разрешается производить только из сосудов, в которых над ртутью налита вода; спуск ртути из приборов допускается тоже в сосуды, наполненные водой.
Если при разборке приборов |
их детали |
окажутся покрытыми |
слоем ртути (амальгированы), |
то такие детали следует хранить |
|
в специальном помещении для |
работы с |
ртутными приборами |
ив сосудах с водой.
Втрубчатых манометрах для очистки трубок рекомендуется один раз в три месяца промывать трубки раствором, состоящим из 1 л серной кислоты и 1 0 0 г хромпика, который добавляется небольшими дозами по мере его растворения. Трубки отсоеди няются от прибора, заливаются раствором не менее чем на 3 часа, после чего промываются водой и просушиваются воздухом. Для
318 |
Глава X I |
очистки |
трубок применяется вата, слегка смоченная спиртом |
и намотанная на конец деревянной палочки; металлические стержни не допускаются.
В ртутных манометрах и барометрах открытая поверхность ртути должна заливаться слоем чистого глицерина в 1 — 2 мм, во избежании ее испарения. После работы с ртутыо следует перед едой и по окончании работы тщательно мыть руки и лицо, сме нить производственную одежду, принять душ.
При обнаружении утечки ртути из приборов следует немед ленно ликвидировать утечку и принять меры к обезвреживанию и удалению вытекшей ртути. Собирать ртуть нужно тщательным образом из всех щелей с помощью листочков станиоля, который она хорошо смачивает. После возможно полного удаления ртути все места, где она могла задержаться, должны быть обезврежены.
Обезвреживание ртути (демеркуризация) может произво
диться 2 0 %-ным |
раствором трехвалеитного хлорида |
железа |
|
(FeCb • 6 Н 2О). Раствор эмульгирует ртуть, а затем |
превращает |
||
ее в нерастворимое |
соединение. Раствор оставляют |
на |
полу до |
полного высыхания, а затем смывают водой (в перчатках). Стой кость действия раствора — 75 суток. Недостаток раствора за ключается в том, что он вызывает коррозию металлов. Стойкими демеркуризаторами являются раствор перманганата, действие которого 45 суток, и 10%-ный раствор азотной кислоты — дей ствие 11 суток. Дистиллированная вода, трансформаторное масло и сера в виде 40% суспензии тоже являются демеркуризаторами, однако действие их не превышает 6 час.
Демеркуризация помещений, в которых парами ртути зара жены потолок и стены, производится в течение 40 час. путем заполнения помещения сероводородом, с соблюдением мер против возможного проникновения его в соседние помещения. Содержа ние ртути в воздухе рабочих помещений допустимо не более
0 ,0 0 0 0 1 |
мг/л и может быть проверено химическим анализом пробы |
воздуха. |
|
Б р а т ь р т у т ь в р у к и и п о д с а с ы в а т ь ее |
|
р т о м |
к а т е г о р и ч е с к и в о с п р е щ а е т с я . Работы |
с ртутными приборами — заполнение их, опоражнивание, ремонт — должны производиться в помещении, оборудованном в соответ ствии со специальными правилами. Пол в помещении должен быть гладкий, без щелей, исключающий возможность задержания ртути. Рабочие столы делаются с небольшим уклоном, покрываются черным металлом или линолеумом с бортами со всех сторон и сточным желобом, под которым устанавливается сосуд, запол ненный водой.
Опасность, вызываемая обращением с ртутыо, отсутствует в выпускаемых отечественными заводами в последние годы меха нических мембранных дифманометрах типа ДМ-6 . В этих дифма-
Контрольно-измерительные приборы |
319 |
иометрах перепад давления вызывает перемещение металлической мембраны, связанной с указывающими и регистрирующими устройствам прибора. Мембраны дифманометров изготовляются различной конструкции и жесткости, вследствие чего дифманометры применяются для работы при таких же перепадах давле ния, какие были указаны для дифманометров типа ДП. Все дифмаиометры типа ДМ-6 имеют указывающие и регистрирующиеустройства. Привод диаграмм — от часового механизма или электрический.
Производится также выпуск кольцевых механических и электромеханических дифманометров различных конструкций — ДК, ДКС, РПВ, ДК-ПВЭ и других, йоказывающих или реги стрирующих с интеграторами. В этих дифманометрах передви жение стрелки и регистрирующего пера осуществляется за счетперемещения латунного кольца, заполненного водой или ртутью, под влиянием перепада давления, создаваемого суживающим устройством. Кольцевые дифманометры с водяным заполнением работают при перепадах давления до 40, 63, 100 и 160 мм вод. ст. При пользовании расходомерам с сужающим устройствам следует учитывать, что наименьшую погрешность в показаниях расхода они дают при нагрузках близко стоящих к номнальной. Так, например, расходомеры типа ДП дают наименьшую погреш ность при расходах не менее 50—80% от номнального при равно мерной шкале и не менее 70—90% при неравномерной шкалеприбора. Расходы газа менее 20—30% номнального учиты ваться не могут, так как показания прибора далеко не будутсоответствовать действительному расходу.
Некоторые примеры подсчета расхода газа
В разделе «Некоторые свойства газов» в гл. 1 было указаноь что вследствие зависимости объема газа от его температуры и давления при учете расхода газа за единицу его количества, согласно ГОСТу 2934—45, принимается нормальный (стандарт ный) кубический метр газа, взятого при температуре +20° С и нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). Поэтому расчетное количество газа, подлежащее оплате за определенный: платежный период, будет равно фактическому расходу газа по показаниям счетчика, помноженному на коэффициенты, дающие поправку на среднее давление и температуру газа, при которых он проходил через счетчик. Поэтому расчетное количество газа, определяется по формуле
(? р а с ч — ^ ф а к т K $ K t ,
где: (%асч — расчетное количество газа за платежный период н стандартных кубометрах;
320 |
Глава X I |
(?Факт — фактический |
расход газа по показаниям счетчика; |
КЛ— поправочный коэффициент на давление газа перед счетчиком;
Кт— поправочный коэффициент на температуру газа перед
счетчиком.
Поправочный коэффициент на давление газа находится по
•формуле
КР бар Ч" Р факт
д7G0
где: Рбар — среднее барометрическое |
давление |
атмосферы |
в |
мм |
рт. ст.; |
избыточное |
давление |
газа |
|
Рфакт — среднее фактическое, |
||||
перед счетчиком, мм рт. ст. |
|
|
|
|
Среднее барометрическое давление |
Р бар за сутки находится |
по |
||
показанию' барометра путем сложения вместе величины замеров показаний барометра и деления полученной суммы на число замеров. Среднемесячное барометрическое давление или за дру гой отрезок времени находится подобным же образом по данным учета среднесуточных давлений.
Величины среднесуточного или среднемесячного барометри ческого давления можно узнать в Управлении «Горгаза», которое ведет его учет по данным метеорологических учреждений населен-, ного пункта.
Среднее фактическое давление газа Р ф акт находится таким же образом по часовым записям в котельном журнале величин давления газа перед счетчиками по показанию манометров. Если фактическое давление газа измерялось в мм вод. ст., то нужно пересчитать его на мм ртутного столба, разделив вели
чину на уд. вес ртути — 13,6. Напрпмер, еслп манометр |
перед |
|||||
счетчиком показывает давление газа = 200 мм вод. |
ст., |
тогда |
||||
D |
2 0 0 |
. / п |
|
|
|
|
Рфакт = - j3 g- = |
14,7 мм рт. ст. |
|
|
|
|
|
|
Если фактическое давление газа измерялось пружинными |
|||||
манометрами |
в технических атмосферах (кг/см2), то |
1 ати — |
||||
= 1 кг/см2 = |
735,6 лип рт. ст. Таким образом, если, |
например, |
||||
давление газа равно 0,4 ати, |
то Рфакт = 0,4 • |
735,6 = |
294,2 мм |
|||
рт. |
ст. |
|
на температуру |
газа Кт опреде- |
||
|
Поправочный коэффициент |
|||||
лится по формуле |
|
|
|
|
||
К Т |
293 |
|
273 + <ф ’■ |
||
|
где: 2ф— средняя фактическая температура газа, прошедшего через счетчик (определяемая по ежечасовым записям в журнале топок).
Контрольно-измерительные |
приборы |
321 |
Число 273 — абсолютная температура |
равная |
273° G. Число |
293 — сумма абсолютной температуры и температуры газа при стандартных условиях, равная +20° С (273+20). Так, например, если средняя температура газа, проходившего через счетчик, оказалась равной +8° С, то поправочный коэффициент на темпе ратуру будет равен
293 293 = 1,042.
273+S 281
Для тех потребителей газа, у которых замер температуры газа не производится, необходимо применять поправочные коэф фициенты на среднюю температуру газа по месяцам года, исчислен ные «Горгазощ.
При наличии универсального счетчика с пересчетным меха низмом, учитывающим расход газа при нормальном давлении760 мм вод. ст. и температуре, равной нулю, необходимо приме нять поправочный коэффициент только на температуру, равный
1,073 (-§§- = 1,073) .
П р и м е р определения расчетного расхода газа (7расч: имеем фактический расход газа по показаниям счетчика за месяц
<?Факт = 52510 м 3;
среднее фактическое избыточное давление газа перед счетчи-
180
ком: Рфакт = 180 мм вод. ст., что равно - щ - = 13,23 мм рт. ст.;
средняя фактическая температура газа перед счетчиком +6° С. Среднемесячное барометрическое давление атмосферы Рбар —
759 мм рт. ст.
Решение:
Q р а с а = (? ф а к т К ЯК Т Ш,
1) |
находим поправочный коэффициент на давление Ки: |
|||||||
|
г,г |
Т’бар + -Рфакт |
|
759+13,23 |
|
772,23 |
, " fp- |
|
|
д — |
760 |
— |
760 |
|
— |
760 |
— |
2) |
находим |
поправочный коэффициент на. температуру КТ: |
||||||
|
к |
293 |
_ |
293 |
_ |
293 |
|
Ас |
|
т — 273 + «факт |
|
273 + 6 |
|
279 |
— |
|
|
3) |
находим расчетный расход газа — (?Расч: |
|
||||||
|
<?расч = <?факт В Д , = |
52510 • 1,16 • 1,05 = 64062 Л13. |
||||||
В |
случае отсутствия или |
выхода |
из |
строя счетчиков расчет |
||||
с предприятием за израсходованный газ производится на основа нии проектных мощностей, установленных горелок, с введением
21 Чепель В. М.
