книги / Расходомеры и счетчики количества веществ. Расходомеры переменного перепада давления, расходомеры переменного уровня, тахометрические расходомеры и счетчики

сигнал, пропорциональный массовому расходу. Последовательно с терморезистором включено сопротивление, значение которого устанавливается от руки в зависимости от исходной плотности жидкости. Приведенная погрешность измерения массового рас­ хода ±1,5% .

14.14. ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ РАСХОДОМЕРОВ И СЧЕТЧИКОВ

Многие потребители выбирают водо- и газосчетчик или расхо­ домер по диаметру имеющегося трубопровода. Это неверно, так как счетчик или расходомер должен соответствовать номиналь­ ному (также и максимальному) расходу с учетом и минимально­ го расхода (м3/ч). Нижний предел измерения расхода связан с разными минимальными скоростями потока для различных ти­ пов расходомеров и счетчиков.

Для квартирных счетчиков воды и газа большинство фирм (как зарубежных, так и российских) выпускают приборы с внут­ ренним диаметром 15 мм, однако имеются и модели с диаметром 10 мм.

Большое отношение максимального измеряемого расхода к минимальному (от 50 : 1 до 100 :1 и более) необходимо для квар­ тирных и домовых счетчиков горячей и холодной воды из-за боль­ шой разницы в водопотреблении между ночным временем и вре­ менем пиковых нагрузок.

В системах горячего водоснабжения (ГВС) на узел учета (зда­ ния, например), где есть подающая и обратная трубы (для цирку­ ляции), диапазон может быть небольшим. Измеряют и учитыва­ ют потребление теплоты и теплоносителя при наличии подаю­ щей и обратной труб различными методами определения разно­ сти расходов между ними.

Система коммерческого учета комплектуется приборами, име­ ющимися в Госреестре Росстандарта, куда включают и иностран­ ные приборы. Кроме этого, узлы учета должны соответствовать Правилам Энергонадзора для предприятий и Минстроя для жи­ лищно-коммунального хозяйства. В ряде регионов России име­ ются свои Правила.

Только крыльчатые счетчики холодной, горячей воды и ка­ мерные счетчики газа используют в качестве квартирных. Для этой цели применяют приборы с диаметрами условного прохода 10 и 15 мм.

На рис. 163, а даны габаритные размеры таких счетчиков (за­ вод «Старорусприбор» и концерн «Метран») для холодной воды типа СКВ-2/10 и горячей воды типа СКВГ90-2/10. Для них наибольший расход qmax = 2 м3/ч, номинальный расход <7=1 м3/ч, переходный расход qt = 0,1 м3/ч, наименьший расход gmin= 0,04 м3/ч, а наиболь­ ший объем воды за сутки 25 м3. Счетчики можно устанавливать

342

Рис. 163. Крыльчатые счетчики: а — габаритные размеры счетчика CKB -2/10 и С К В Г90-2/10; б — водомерный узел:

1 — водосчетчик; 2 — фильтр; 3 — кран

как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Их счетное устройство поворотное (под любым углом).

К середине 1990-х годов НИИтеплоприбор закончил разработ­ ку и исследование новой серии водосчетчиков СКВ для холодной и СКВГ90 — для горячей воды с тангенциальной крыльчаткой для труб диаметрами от 10 до 50 мм. Счетчики одноструйные. Струя воды поступает через круглое отверстие и создает на крыль­ чатке вращающий момент. Сверху и снизу расположены тормоз­ ные ребра. Крыльчатки для облегчения СКВ изготовлены из пласт­ массы. Ее вертикальные полуоси из твердого сплава вращаются в лейкосапфировых втулках и опираются на корундовые подпят­ ники. Магнитная муфта связывает редуктор со счетным меха­ низмом, находящимся вне воды. Погрешность в пределах от qt до tfmax У СКВ ±2 % и у СКВГ90 - ±3 %, а в пределах от gmin до qt — ±5 % .

343

На базе счетчиков СКВ и СКВГ90 НИИтеплоприбор разрабо­ тал счетчики с контактным электрическим выходом, основан­ ным на замыкании сухих герметичных контактов (герконов) особыми магнитами.

Завод «Старорусприбор» изготовляет крыльчатые счетчики го­ рячей и холодной воды на Dy, равный 10 и 15 мм, обозначаемые соответственно СКВ-2/10 и СКВ-3/15 (для холодной воды до 40 °С)

иСКВГ90-2/10 и СКВГ90-3/15 (для горячей воды от 40 до 90 °С). Особенность счетчиков в том, что не только счетный механизм, но

иредуктор отделены от воды перегородкой. Связь крыльчатки с редуктором осуществляется с помощью магнитной муфты. Для Dy = 15 мм наибольший расход 3 м3/ч , номинальный расход 1,5 м3/ч, переходный расход 0,12 м3/ч. Необходимы прямые участ­ ки трубопровода до счетчиков не менее 5Dy и после — не менее Dy.

Квартирные и домовые крыльчатые и турбинные расходоме­ ры и счетчики должны применяться в сборке вместе с механи­ ческими фильтрами. Такая сборка для квартирного счетчика показана на рис. 163, б, где общая длина при различных типах счетчика может варьироваться в указанных пределах ±15 мм. Со счетчиками обычно поставляют наборы деталей для монтажа на трубопроводе.

Для горизонтального монтажа предназначены водосчетчики типов ВСХ, ВСГ и ВСТ. Они оснащаются также герконами для выдачи импульсных сигналов на электронные счетчики воды и теплоты (так называемые тепловычислители). Характеристики этих водосчетчиков даны в табл. 34. Этот же завод производит водосчетчики с импульсным сигналом для горячей воды ОСВи с Dy,

равным 32 и 40 мм, и ВМГи с Dyf равным 50, 65, 80, 100 и 150 мм. АО «Арзамасский приборостроительный завод» выпускает тур­

бинные счетчики газа СГ-16, основные технические данные кото­ рого приведены ниже. На основе этого счетчика завод выпускает измерительный комплекс СГ-ЭК с электронным корректором объема газа ЕК-88/К, с питанием от литиевой батареи или от источника 24 В либо 220 В, 50 Гц. Состоит из турбинного счетчи­ ка газа СГ-16М с дистанционной передачей показаний и ЕК-88/К со встроенным в корпус датчиком абсолютного давления и термообразователем сопротивления. Межповерочный интервал 5 лет. Дистанционное управление и передача информации — интерфейс RS 232C/V24. Точность измерения: количества газа при рабочих условиях ±1 % при расходе газа (0,2-1,0) gmax и ±2 % при рас­ ходе газа (0,1-0,2) gmax; температуры ±0,1 % ; давления ±0,2 % ; стандартного объема ±0,3 % .

Диапазон измерения 1:10 . Длина прямолинейных участков: до счетчика 5D, после счетчика 3D. Диаметр условного прохода: 50, 80,100,150, 200 мм. Верхние пределы измерения: 100, 200,400, 800,1000,1600 мЗ/ч.

Выполняет автоматическое введение поправок на состав газа и удельную теплоту сгорания газа, диагностику работоспособности

345

блоков комплекса; автоматическое почасовое архивирование основ­ ных параметров СГ16М и RVG могут работать и с другими кор­ ректорами.

Кроме этого, НИИтеплоприбором разработаны турбинные счет­ чики газа «Марс-М» с датчиками на диаметры 20, 40, 65, 80,100 и 200 мм. Измерительное устройство их микропроцессорное с кор­ рекцией объема по температуре и давлению, имеет цифровую ин­ дикацию всех параметров, времени и режима работы. А в Арза­ масском ОКБ разработан счетчик газа СГТ-100 на диапазон 10100 м3/ч с погрешностью измерения ±1 % .

Широкое распространение за рубежом получили крыльчатые и турбинные счетчики горячей и холодной воды (в том числе счетчики Вольтмана). Выпускают как многоструйные, так и од­ ноструйные счетчики, есть типы только для горизонтальной ус­ тановки и только для вертикальной. Однако некоторые, напри­ мер горизонтальный счетчик Вольтмана фирмы «Шлюмберже Индастриз» (Франция) типа WET и WET-P, устанавливают либо вертикально, либо горизонтально.

Имеются конструкции счетчиков с горизонтальным и верти­ кальным расположением крыльчатки. Эта фирма производит также ряд вспомогательных устройств — сетчатые фильтры, уст­ ройства предотвращения обратного потока, редукторы давления, ограничители расхода, а также выпрямители потока, которые ста­ билизируют поток путем устранения завихрений, поэтому нет необходимости в прямом участке трубы. Счетчики фирмы осна­ щают импульсными головками для передачи сигнала на вычис­ лительные приборы расхода теплоты, суммарного объема, теку­ щего расхода, разности температур прямой и обратной воды, вре­ мени.

Технические характеристики счетчиков групцы «Multijet»: для номинальных диаметров 20, 25, 32 и 40 мм дном составляет 2,5, 3,5, 6, 10 м3/ч соответственно. Рассчитаны на температуру от 110 до 130 °С. Типы МТН и MTWH устанавливают только горизон­ тально, тип MTWH-V — только вертикально.

Технические характеристики счетчиков группы «Vertical Woltmann»: для номинальных диаметров 40, 50, 65, 80, 100 мм Яном составляет 12,15, 30, 40, 60 м3/ч соответственно. Рассчитаны на температуру от 110 до 150 °С. Все типы этой группы устанав­ ливают только горизонтально.

Технические характеристики счетчиков группы «Horizontal Woltmann»: для номинальных диаметров 100, 150, 200, 250, 300, 400 мм 9ном составляет 120, 180, 250, 400, 600, 800 м3/ч. Рассчита­ ны на температуру от 110 до 150 °С. Счетчики этой группы уста­ навливают как горизонтально, так и вертикально.

Перед каждым счетчиком обязательно должен быть установ­ лен фильтр, а также выдержаны прямые участки трубопровода до и после счетчика.

346

Кроме водосчетчиков фирмы «Шлюмберже» в России получи­ ли широкое распространение водосчетчики фирмы «Ценнер» (Гер­ мания), ряд из которых включен в Госреестр Госстандарта. Такие водосчетчики с герконовыми преобразователями для получения импульсных сигналов в конце обозначения типа имеют индекс I (например, ETKI). Цена импульса может быть 1, 5,10, 25, 30,100, 250, 500 и 1000 л/имп. Они поставляются также фирмой «Цен- нер-Водоприбор» (Москва).

Крыльчатые счетчики воды типов ЕТ (одноструйные) и МТ (многоструйные) выпускают в модификациях ЕТК и МТК для холодной воды и ETW и MTW для горячей воды с температурой до 90 °С или до 130 °С.

Рабочий диапазон расходов определяется минимальным рас­ ходом gmin и максимальным расходом gmax. Внутри этого диа­ пазона различаются поддиапазоны от gmin до qn, в котором отно­ сительная погрешность составляет ±5 % , и от qn до gmax> в кото­ ром относительная погрешность составляет ±2 % для счетчиков холодной и ±3 % для счетчиков горячей воды. Максимальный расход определяется максимальным перепадом давления на счет­ чике, равным 0,1 МПа. Счетчики выпускают двух классов (А и В), различающихся значением переходного расхода qn.

Технические характеристики крыльчатых счетчиков представ­ лены в табл. 35.

Оптимальные эксплуатационные характеристики достигают­ ся при работе счетчиков на номинальном расходе qHом.

Монтаж счетчиков типа ЕТ может быть как горизонтальным, так и вертикальным. Монтаж счетчиков типа МТ должен быть горизонтальным, счетным механизмом вверх. При монтаже долж­ ны быть выдержаны прямые участки: пять диаметров трубы до счетчика и один диаметр после.

Срок службы счетчиков 9 лет, межповерочный интервал 5 лет. В Госреестр также включен погружной турбинный расходомер ТМР фирмы ЕМСО для воды, пара и газа с температурой до 400 °С

и давлениями до 150 кгс/см2 на диаметры труб 75-2000 мм.

Т а б л и ц а 35

Технические характеристики крыльчатых счетчиков

347

Кроме описанных за границей производят комбинированные водосчетчики, содержащие один счетчик с большим отверстием и второй с меньшим. Поток переключается автоматически с по­ мощью пружинного клапана в корпусе такого прибора в зависи­ мости от значения расхода. Например, у счетчика «Шлюмберже» типа Isoflo размеры 50х 20, 65х 20, 80х 2 0 ,100х 25 и 150х 40 мм, а им соответствуют максимальные расходы 50, 70, 130, 175 и 440 м3/ч.

Отношения максимальных расходов к минимальным состав­ ляют несколько тысяч, это характерное отличие от всех других счетчиков. Ряд счетчиков имеет импульсные выходные сигналы.

Описанные выше современные водо- и газосчетчики имеют импульсные или токовые выходные сигналы, поэтому в связи с измерением тахометрическими расходомерами и счетчиками

Рис. 164. Схема соединений счетчика ОПТ-941 с датчика­ ми в двух трубах

348

объемного расхода для жидкостей применяют электронные вы­ числительные счетчики для определения массы и массового рас­ хода (а зачастую и теплоты) с учетом температуры и давления (измеряемого или назначаемого) среды, а для газа применяют кор­ ректоры приведения расхода и объема к стандартным или иным условиям. Для воды используют счетчики СПТ-941, СПТ-942, ТВМ, ВКТ-4, ВКТ-5, ВКГ-2, ВТД и СПТ-961 (описанные в гл. 12) и др. Для газа применяют ВКГ-2, СПГ-741, СПГ-761 (описанные в гл. 12) и др. И для жидкости, и для газов применяют СТД и другие универ­ сальные вычислители.

На рис. 164 дана схема соединений счетчика СПТ-941 с двумя датчиками объемного расхода с импульсным выходным сигналом до 18 Гц и термопреобразователями ТСМ и ТСП с НСХ 50, 100 и 500 Ом, СПТ-941 рассчитан для двух трубопроводов воды. В отли­ чие от него СПТ-942 рассчитан на четыре трубы, а также на под­ ключение четырех манометров с унифицированным сигналом по­ стоянного тока 0,4-2 В и 4-20 мА и ТСМ, ТСП с НСХ 100 и 500 Ом.

Питание СПТ от литиевой батареи, от которой питаются и ма­ нометрические приборы типа ПДИ-М. Входные сигналы часто­ той до 18 Гц и 1 кГц. СПТ-942 могут применяться с крыльчатыми и турбинными водосчетчиками ВСТ, ВМГ, ВСХ, ВСГ, ОСВи, а также со «Шлюмберже» WS, WE, SD, «Ценнером» MTWI, ETWI, WSWI, «Премексом» M-TQ, M-NQ, «Cosmos» и др.

Основная погрешность этих вычислителей не превышает ±0,05 % по объему и объемному расходу, ±0,15 % по давлению и температуре.

Счетчик ВКТ-4 фирмы «Теплоком» (Санкт-Петербург) рассчи­ тан на четыре трубопровода воды, на два манометра с сигналами

Группа ТР1

Рис. 165. Схема установки датчиков СПГ-741 к общему газопроводу ОБЩ и двум трубам ТР1 и ТР2 (р — давление; t — температура; V — расход)

349

Г л а в а 15

КАМЕРНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ И СЧЕТЧИКИ

15-1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

Камерными называются тахометрические расходомеры и счет­ чики, подвижные элементы которых приходят в движение (не­ прерывное или периодическое) под давлением измеряемой жид­ кости или газа и при этом отмеривают определенные объемы или массы измеряемого вещества.

Некоторые разновидности камерных приборов применяют уже давно в качестве водо- и газосчетчиков. При этом их подвижные элементы обычно через зубчатый редуктор соединены со счет­ ным механизмом. Несмотря на трение в последних, большинство камерных счетчиков имеют высокий класс точности. Так, погреш­ ность счетчиков газа до ±1 % , а счетчиков жидкости равна ±(0,2 - 1) % . Диапазон их измерения также достаточно большой и нахо­ дится в пределах от 5 : 1 до 20 : 1 и даже более. Вязкость измеря­ емого вещества меньше влияет на показания камерных приборов по сравнению с турбинными. Некоторые разновидности камер­ ных счетчиков могут применяться для жидкостей, имеющих вяз­ кость вплоть до 3 •10-4 м2/с. Но конструктивно камерные прибо­ ры сложнее турбинных и шариковых и поэтому малопригодны при больших расходах измеряемого вещества. Их редко приме­ няют в трубах, диаметр которых более 200-300 мм. Кроме того, они весьма чувствительны к механическим примесям и требуют хорошей фильтрации жидкости и газа. В качестве расходомеров камерные приборы применяют пока еще редко. Но такое приме­ нение в будущем весьма перспективно, особенно при отказе от механической связи между подвижными элементами и отсчетным устройством. Это позволит еще больше повысить точность измерения расхода и количества. В простейшем же случае мож­ но ограничиться лишь добавлением тахометрического преобра­ зователя к существующим конструкциям приборов.

Камерные счетчики имеют большое число различных разно­ видностей (рис. 166, а—к). Все они могут быть объединены в три группы:

1)без движущихся* разделительных элементов;

2)с эластичными стенками камер;

3)с движущимися разделительными элементами.

Приборы 1-й группы (рис. 166, а—г) состоят из одной или не­ скольких мерных камер, которые последовательно опорожняют­ ся и заполняются. К ним относятся опрокидывающиеся, изме­ ряющие массу (рис. 166, а) или объем (рис. 166, б) жидкости; вра­ щающиеся барабанные, измеряющие объем жидкости (рис. 166, в) или газа (рис. 166, г); приборы с колеблющимся колоколом. Кро-

351