PL211818B1 - Urządzenie do bieżącego pomiaru jakościowych parametrów gazu palnego w rurociągach dostawczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru jakościowych parametrów rozliczeniowych gazu palnego w rurociągach dostawczych przeznaczone do stosowania zwłaszcza w gazownictwie.

Gazy wysoko i niskometanowe są podstawowymi paliwami stosowanymi w naszej gospodarce, zarówno w gospodarstwach domowych jak i w przemyśle. Obecnie rozliczenia pomiędzy dostawcami i odbiorcami realizowane są w oparciu o liczniki gazowe i przepływomierze zwężkowe oraz turbinowe, które mierzą rzeczywistą ilość gazu o temperaturze i ciśnieniu odbiegającym bardzo często od warunków normowych ujętych w taryfikatorach. Podobnie jakość gazu, podawana jako wartość opałowa, jest znormalizowana oraz gwarantowana przez dystrybutora i na ogół nie podlega dodatkowej kontroli u odbiorców. Praktyka pomiarów i rozliczeń dostarczonej iloś ci energii z gazem palnym tylko w oparciu o ilość gazu, co wynika to z braku innych, tanich metod pomiarowych.

Znana jest z opisu patentowego EP0180791 sonda przeznaczona do montażu w rurociągach z przepływającymi gazami w szczególności gazami spalinowymi. Sonda montowana jest poprzecznie do osi rurociągu, zbudowana jest z rurki Prandtla umieszczonej w rurze, która posiada wiele otworów rozmieszczonych na jej długości z jednej strony. Jeden koniec sondy przeznaczony jest do podłączenia instrumentu pomiarowego, a drugi jest uszczelniony. W celu ułatwienia czyszczenia sondy w uszczelnionym końcu znajduje się otwór ze zdejmowaną zatyczką.

Znane jest z literatury firmowej TORBAR FLOWMETERS LTD 62, Woolmer Way, Bordon, Hants GU35 9QF, Anglia. urządzenie do pomiaru przepływu gazów składające się z rurki uśredniającej do pomiaru przepływu, która zabudowana jest w rurociągu gazu. Rurka uśredniająca wyposażona jest w szereg otworów impulsowych ciśnienia całkowitego, w kanał pomiarowy ciśnienia całkowitego oraz w otwór impulsowy ciśnienia statycznego i kanał ciśnienia statycznego. Kanał pomiarowy ciśnienia całkowitego i kanał ciśnienia statycznego połączone są poprzez głowicę z przetwornikiem różnicy ciśnień.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego wynalazku nr P-370469 metanomierz optoelektroniczny do ciągłego pomiaru stężenia metanu w rurociągach, który ma selektywne źródło podczerwieni, laserowe lub quasi laserowe, umieszczone po jednej stronie komory pomiarowej, o długości regulowanej zatężnie od wymaganej charakterystyki pomiarowej. Po drugiej stronie komory pomiarowej znajduje się zespół dwóch detektorów, jeden dla wiązki pomiarowej absorbowanej przez metan, a drugi dla wiązki referencyjnej, z których sygnał elektryczny jest poddawany obróbce w analogowym układzie zawierającym wzmacniacz logarytmujący o dużej dynamice. Komora pomiarowa stanowi fragment bocznika rurociągu, działającego przy niewielkim podciśnieniu na zasadzie rurki Pilota. Fragment ten jest wydzielony z bocznika dwoma krążkami z materiału spiekanego chromoniklowego, na drodze przepływu metanu oraz dwoma okienkami z materiału transmitującego podczerwień, na drodze wiązki referencyjnej lub pomiarowej.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do pomiaru ilości masy oraz wartości opałowej gazu, który znalazłby zastosowanie w bieżących rozliczeniach dostarczanego do odbiorców gazu palnego zwłaszcza o dominującym udziale metanu i nieznacznym udziale innych gazów palnych.

Istotą urządzenia do pomiaru jakościowych parametrów gazu palnego w rurociągach dostawczych według wynalazku ma usytuowaną w dolnym króćcu komorę pomiarową, w której zabudowany jest czujnik stężenia metanu oraz czujnik temperatury. Na pobocznicy rurki uśredniającej usytuowany jest dodatkowy otwór impulsowy, który poprzez kanał łączący połączony jest z komorą pomiarową wyposażoną w kanał przelotowy. Z kolei komora pomiarowa wyposażona jest w przyłącze, a głowica rurki uśredniającej wyposażona jest w przetwornik ciśnienia absolutnego gazu palnego. Przy czym, przetwornik różnicy ciśnień, przetwornik ciśnienia absolutnego gazu palnego, czujnik stężenia metanu oraz czujnik temperatury połączone są z mikroprocesorem. Do złącza komory pomiaru składu gazu, poprzez zawór odcinający, filtr oraz reduktor ciśnienia, w zależności od aktualnych potrzeb podłączony jest chromatograf gazowy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do bieżącego pomiaru jakościowych parametrów gazu palnego w rurociągach dostawczych w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - przedstawia urządzenie z fig. 1 wraz z ogólnym schematem układu pomiarowego, fig. 3 - przedstawia urządzenie wraz z układem z fig. 2 oraz ogólny schemat układu do chromatograficznego pomiaru gazu.

Urządzenie według wynalazku (fig. 1) składa się z rurki uśredniającej 1 do pomiaru przepływu gazów, która zabudowana jest w rurociągu gazu 2 za pomocą górnego króćca 3 wyposażonego w uszczelnienie 4 oraz dolnego króćca 5. Rurka uśredniająca 1 wyposażona jest otwory impulsowe

PL 211 818 B1 ciśnienia całkowitego 6, w kanał pomiarowy ciśnienia całkowitego 6a oraz w otwór impulsowy ciśnienia statycznego 7 i kanał ciśnienia statycznego 7a. Kanał pomiarowy ciśnienia całkowitego 6a oraz kanał ciśnienia statycznego 7a połączone są poprzez głowicę 8 z przetwornikiem różnicy ciśnień 9 oraz z przetwornikiem ciśnienia absolutnego gazu palnego 9a. Głowica 8 zaopatrzona jest w kanały odpowietrzające 10. Na pobocznicy rurki uśredniającej 1 usytuowany jest w obszarze najwyższych prędkości gazu, dodatkowy otwór impulsowy 11, który poprzez kanał łączący 11a połączony jest z komorą pomiarową 12 zlokalizowaną w króćcu 3. Komora pomiarowa 12 wyposażona jest w kanał przelotowy 13 umożliwiający bieżący przepływ gazu poprzez kanał łączący 11a i dodatkowy otwór impulsowy 11. W komorze pomiarowej 12 zabudowany jest czujnik stężenia metanu 14 oraz czujnik temperatury 14a zamknięty szczelnie nakrętką 15 i uszczelnieniem 16. Komora pomiarowa 12 wyposażona jest w złącze 17 umożliwiające okresową kalibrację czujnika stężenia metanu 14. Przetwornik różnicy ciśnień 9, w przetwornik ciśnienia absolutnego gazu palnego 9a, czujnik stężenia metanu 14 oraz czujnik temperatury 14a połączone są mikroprocesorem 18 (fig. 2). Złącze 17 umożliwia także podłączenie chromatografu gazowego 19 przez zawór odcinający 20, filtr 21 oraz reduktor ciśnienia 22 (fig. 3).

Zasada działania urządzenia na tym, że w strumieniu gazu palnego na wyjściu z rurki uśredniającej 1 mierzona jest w sposób ciągły różnica ciśnień przetwornikiem różnicy ciśnień 9. Z kolei przetwornikiem ciśnienia absolutnego gazu palnego 9a mierzone jest ciśnienie absolutne. W komorze pomiarowej 12 czujnik stężenia metanu 14 dokonuje pomiaru składu gazu palnego poprzez pomiar ilości zawartego w nim metanu, natomiast czujnik temperatury 14a mierzy się w sposób ciągły temperaturę gazu palnego. Z kolei poszczególne sygnały z tych pomiarów przetwarzane są w mikroprocesorze 18 gdzie na ich podstawie obliczana jest znana techniką obliczeniową chwilowa wartość opałowa i gęstość gazu palnego oraz bieżący strumień masy i energii, a także w miarę potrzeb obliczana jest okresowo ilość dostarczanej energii chemicznej do odbiorcy w wybranym okresie sprawozdawczym. Skład gazu palnego mierzony jest, jako udział metanu w gazie palnym o nieznacznym udziale innych gazów palnych, pozostających w quasi stałej proporcji do udziału metanu. Ponadto w komorze pomiarowej 12 poprzez kanał 17 wykonywana jest cyklicznie, zgodnie z aktualnymi potrzebami, kontrolna analiza chromatograficzna składu gazu palnego.

Claims (5)

1. Urządzenie do pomiaru jakościowych parametrów gazu palnego w rurociągach dostawczych, składające się z rurki uśredniającej do pomiaru przepływu zabudowanej w rurociągu wyposażonej w otwory impulsowe ciśnienia całkowitego oraz w otwór impulsowy ciśnienia statycznego, przy czym kanał pomiarowy ciśnienia całkowitego oraz kanał ciśnienia statycznego połączone są poprzez górny króciec i głowicę z przetwornikiem różnicy ciśnień, znamienne tym, że w dolnym króćcu (5) usytuowana jest komora pomiarowa (12), w której zabudowany jest czujnik stężenia metanu (14) oraz czujnik temperatury (14a), przy czym pobocznica rurki uśredniającej (1) ma dodatkowy otwór impulsowy (11), który poprzez kanał łączący (11a) połączony jest z komorą pomiarową (12) wyposażoną w kanał przelotowy (13).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że komora pomiarowa (12) wyposażona jest w złącze (17).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w głowica (8) rurki uśredniającej (1) wyposażona jest w przetwornik ciśnienia absolutnego gazu palnego (9a).

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że przetwornik różnicy ciśnień (9), w przetwornik ciśnienia absolutnego gazu palnego (9a), czujnik stężenia metanu (14) oraz czujnik temperatury (14a) połączone są z mikroprocesorem (18).

5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że poprzez złącze (17), zawór odcinający (20), filtr (21) oraz reduktor ciśnienia (22) do komory pomiaru składu gazu (12) podłączony jest chromatograf gazowy (19).