Контроль параметрів природного газу на АГНКС

,                    (2.7)                                                 

де                                                                                            (2.8)

параметри знаходяться за наступними формулами:

     ,                                                                    (3.2.9)

,                                                               (2.10)

де  - псевдокритичні значення тиску і температури, які знаходяться за формулами, а саме :

  ,                                (2.11)

  .                                    (2.12) 

• методика  РД 50-213-80

Псевдоприведений  надмірний тиск і температуру  природніх газів визначають по формулі:

                                                                    (2.13)

  ,                                        (2.14)

де  , - комплексні коефіцієнти надмірного тиску і температури відповідно.

Комплексні  коефіцієнти надмірного тиску і  температури природних газів  визначаються по формулі: 

                  ,                        (2.15)       

        ,                         (2.16) 

де вихідними  параметрами є , , .

• метод УС AGA8-92 DC

Американською Газовою Асоціацією для розрахунку фактора стисливості запропоновано  використовувавти рівняння стану:

    ,                (2.17)

де B і - коефіцієнти УС;

- молярна густина,  кмоль/.

Константи УС приведені в таблиці (ГОСТ 30319.2-96)

Приведену густину знаходять по формулі:

.                                                               (2.18)

Параметр  знаходять по формулі:

                  (2.19)

Коефіцієнти B і розраховуються із наступних формул :

,                                                                                                                (2.20) 

,                        (2.21)

де n- кількість компонентів в природному газі.

     Константи і характерні параметри компонентів у формулах (3.2.20) і (3.2.21) приведені в таблицях (ГОСТ 30319.2-96).

     Бінарні параметри  і параметри розраховуються з використанням наступних формул :

                                                       (2.22)

     ,                                                (2.23) 

                    (2.24)

                         (2.25)

                                                                (2.26)

                                                                (2.27)

     де  – параметри бінарної взаємодії, подані в таблиці (ГОСТ 30319.2-96).

     Розрахунки  по трьом методикам приведені  в додатках. 

2.3 Вибір технічних засобів контролю фізичних параметрів природного газу

     2.3.1 Вимірювання температури

     В енергетичних установках і системах теплотехнічні вимірювання служать  для безперервного виробничого  контролю за роботою устаткування. При проведенні робіт з енергетичного  аудиту різних систем, у яких основним об'єктивним показником відповідності  їхніх експлуатаційних характеристик  з нормативними вимогами або вимогами технологічних умов є температура, точність її вимірювання буде обумовлювати прийнятність подальших заходів  щодо впровадження енергозберігаючих  заходів. Як правило, величина температури  найбільш значима в системах з  потужними енергетичними потоками, в яких головним чином проводяться вимірювання ряду основних величин (тиску, температури, витрати та ін.)

       Головним завданням інженера, що  проводить температурні вимірювання,  є подальше забезпечення надійної  і раціональної експлуатації  обстежуваної системи. Успішне  виконання цього завдання, а також  організація технічного обліку  роботи устаткування неможливі  без енергетичного контролю, здійснюваного  за допомогою вимірювальних 

приладів  різного призначення, що дозволяє забезпечити:

• надійну і безпечну експлуатацію установок;

 
     

• економічно  найвигідніший режим роботи устаткування;
• організацію технічного обліку роботи агрегатів у цілому.

 

     2.3.1.1  Класифікація приладів для вимірювання температури

     Прилади для вимірювання температури  розділяються залежно від використовуваних ними фізичних властивостей речовин  на наступні групи з діапазоном показань:

     Термометри  розширення (-190…+6500С) засновані на властивості  тіл змінювати під дією температури  свій об’єм.

     Манометричні  термометри (-160…+6000С) працюють за принципом  зміни тиску рідини, газу або пари з рідиною в замкнутому об’ємі при нагріванні або охолодженні  цих речовин.

     Термометри  опору (-200…+6500С) засновані на властивості  металевих провідників змінювати  залежно від нагрівання їхній  електричний опір.

     Термоелектричні термометри (-50…+18000С) побудовані на властивості  різнорідних металів і сплавів  утворювати в парі (спаї) термоелектрорушійну  силу, що залежить від температури  спаю.

     Пірометри (-30…+60000С) працюють за принципом вимірювання  випромінюваної нагрітими тілами енергії, що залежить від температури цих  тіл.

     Термометри  розширення. Фізична властивість  тіл змінювати свій об’єм залежно  від нагрівання широко використовується для вимірювання температури. На цьому принципі заснований пристрій рідинних скляних і дилатометричних  термометрів, які з'явилися дуже давно і послужили для створення  перших температурних шкал.

     В рідинних термометрах, побудованих  на принципі теплового 

розширення  рідини в скляному резервуарі, як робочі речовини

використовуються  ртуть і органічні рідини —  етиловий спирт, толуол і ін. Найбільш широке застосування одержали ртутні термометри, що мають у 

порівнянні  з термометрами, заповненими органічними  рідинами, істотні переваги: великий  діапазон вимірювання температури, при якому ртуть залишається  рідкою, незмочення скла ртуттю, можливість заповнення термометра хімічно чистою ртуттю через легкість її одержання  та ін. При нормальному атмосферному тиску ртуть перебуває в рідкому  стані при температурах від -39 (точка  замерзання) до 357°С (точка кипіння) і середній температурний коефіцієнт об'ємного розширення 0,18· 10^-3К^-1.

     Термометри  з органічними рідинами здебільшого  придатні лише для вимірювання низьких  температур у межах до 100°С. Рідинні  термометри, виготовлені зі скла, є  місцевими приладами, що показують. Вони складаються з резервуара з  рідиною, капілярної трубки, приєднаної до резервуара і закритої із протилежного кінця, шкали і захисної оболонки.

• Ртутні термометри

     Ртутні  термометри за призначенням розділяються на промислові (технічні), лабораторні  і зразкові. Основна похибка ртутних  термометрів залежить від діапазону  показань і ціни поділу шкали, зі збільшенням  яких вона зростає. Внаслідок невеликого відхилення видимого коефіцієнта розширення ртуті в склі при зміні температури  ртутні термометри мають майже рівномірну шкалу. Ртутні термометри виготовляються двох видів; із вкладеною шкалою і паличні (рис.2.1).

     Термометр із вкладеною шкалою має заповнений ртуттю резервуар 1 (рис.2.1), капілярну трубку 2, циферблат 3 з молочного скла зі шкалою і зовнішньою циліндричною оболонкою 4, у якій укріплений капіляр і циферблат. Зовнішня оболонка з одного кінця щільно закрита, а з іншого - припаяна до резервуара.

     Паличний  термометр складається з резервуара 1 (рис.2.1), з'єднаного з

     товстостінним капіляром 2 зовнішнім діаметром 6-8 мм. Шкала термометра нанесена безпосередньо  на поверхні капіляра у вигляді насічки  по склу. Паличні термометри є більше точними в порівнянні з термометрами із вкладеною шкалою.

     Недоліками  ртутних термометрів є їхня крихкість, неможливість дистанційної передачі і  автоматичного запису показань, більша інерційність і труднощі відліку  через нечіткість шкали і поганої  видимості ртуті в капілярі. Все  це значною мірою обмежує їхнє застосування, залишаючи за ними головним чином область місцевого контролю і лабораторні вимірювання.

     Неправильна установка термометра, що дає більшу втрату тепла в навколишнє середовище, може привести до заниження його показань на 10-15%.

     Розглянуті  нижче способи установки ртутних  термометрів є в основному  загальними для різних типів термометрів.

     Застосовуються  два способи установки ртутних  термометрів: у захисних оправах (або  гільзах) і шляхом безпосереднього  занурення термометрів у вимірювальне середовище.

• Манометричні термометри

     Дія манометричних термометрів заснована  на залежності тиску рідини, газу або  пари з рідиною в замкнутому об’ємі (термосистемі) від температури. Зазначені  термометри є промисловими що показують  і самописними приладами, призначеними для вимірювання температури  в діапазоні до 600°С. Клас точності їх 1-2,5.

     Залежно від робочої речовини, яка використовується в термосистемі, манометричні термометри розділяються на газові, рідинні і  конденсаційні (мають як робочу речовину органічні рідини з низькою температурою кипіння: хлористий метил, ацетон і  фреон). Вибір робочої речовини

виконується виходячи із заданого діапазону показань і умов вимірювання.

     Схема манометричного термометра (рис. 2.2), що показує термосистема приладу, заповнена робочою речовиною, складається з термобалону 1, що занурюється у вимірювальне середовище, манометричної трубчастої пружини 2, що діє за допомогою тяги 3 на вказівну стрілку 4, і капіляра 5, що з'єднує пружину з термобалоном.

     Термобалон  являє собою металеву трубку, закриту  з одного кінця, а з іншого з'єднану з капіляром. За допомогою знімного штуцера 6 з різьбленням і сальником  термобалон установлюється в трубопроводах, баках і т.п. Можлива установка  його і у захисній гільзі. При  нагріванні термобалона збільшення тиску робочої речовини передається  через капіляр трубчастій пружині  і приводить до розкручування  останньої доти, поки діюче на неї  зусилля, пропорційне різниці тисків у системі і навколишнім повітрі, не зрівноважиться силою її пружної  деформації. 
 
 
 
 
 
 

 

     Рисунок 2.1 - Ртутні термометри 
 

Рисунок 2.2 - Схема манометричного термометра 
 
 

2.3.2 Вимірювання  тиску

     Засоби  вимірювання тиску класифікують по виду вимірювального тиску і принципу дії. По виду вимірювального тиску засоби вимірювання підрозділяють на:

     - манометри надлишкового тиску  — для вимірювання надлишкового тиску;

     - манометри абсолютного тиску  — для вимірювання тиску, відліченого від абсолютного нуля;