Вплив фізичних параметрів природного газу на динаміку процесів в кільцевій решітці турбінного лічильника

Анотація

У статті вперше визначено критерії для можливості калібрування турбінного лічильника при зміні параметрів природного газу в процесі експлуатації.

Доведено, що метрологічні характеристики лічильника, який калібровано на плинному середовищі, відрізняються від паспортних при зміні середовища, в якому він експлуатації. При зміненні тиску, температури та інших фізичних параметрів потоку показники лічильника знаходитись в межах визначеної похибки, за умови рівності чисел Рейнольдса для потоку плинного середовища, що перетікає через кільцеву решітку турбіни. Показано, що у випадку рівності чисел Рейнольдса, відносна похибка лічильника залишається сталою незалежно від виду середовища.

Пропонується відношення обертової швидкості потоку до осьової складової швидкості для кільцева турбінної решітки використати як основний критерій подібності, який не залежить від термодинаміних параметров та фізичних властивостей плинного середовища, а залежить від конструкції кільцевої решітки турбіни та технічного стану лічильника (коефіцієнту тертя в підшипниках, чистоти вхідного фільтра та проточної частини).

На експериментальному стенді проведено серію досліджень на базі турбінного лічильника SM-RI-X-KG1000, DN200. При цьому об’ємна витрата лічильника змінювалась від 80 м³/год до 1600 м³/год при зміненні величини тиску на вході від 100 кПа до 700 кПа. Результати теоретичних розрахунків та експериментальних досліджень при сталих значеннях числа Рейнольдса представлено у вигляді залежності  частоти обертання турбінного лічильника від тиску.

Виявлено, що лічильник, який передбачено для роботи в зоні низьких тисків, бажано калібрувати на середовищі його експлуатації при реальних перепадах тиску та температури. Доведено, що регламентоване ДСТУ EN 12261:2006. «Лічильники газу турбінні. Загальні технічні умови», положення, яке дозволяє проводити калібрування лічильника на повітрі (газі) до величини абсолютного тиску в 4 бари при атмосферному тиску (±100 мбар) підлягає корегуванню.

З метою підвищення якості та достовірності обліку природного газу, калібрування лічильників, що експлуатуються  при абсолютному тиску до 5 бар, необхідно проводити на реальному газовому середовищі з врахуванням діапазону зміни тиску та температури робочого середовища. Калібрування лічильників природного газу, що передбачено для роботи в газовому середовищі з тиском, що перевищує 5 бар можливо на іншому плинному середовищі за умови дотримання відповідного числа Рейнольдса.