RU2270986C2 - Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270986C2 RU2270986C2 RU2001126136/28A RU2001126136A RU2270986C2 RU 2270986 C2 RU2270986 C2 RU 2270986C2 RU 2001126136/28 A RU2001126136/28 A RU 2001126136/28A RU 2001126136 A RU2001126136 A RU 2001126136A RU 2270986 C2 RU2270986 C2 RU 2270986C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball valve
- gas
- cavity
- valve
- outflow
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, находящийся в процессе эксплуатации. Технический результат - повышение производительности. Для достижения данного результата в полости закрытого шарового крана создают контролируемое стационарное истечение газа. Определяют расход газа при этом истечении. Измеряют полное давление в полости шарового крана при контролируемом стационарном истечении газа из полости шарового крана и без истечения газа. Определяют давление на входе и на выходе из шарового крана и вычисляют перетечку газа через шаровой кран. 2 н.з., 1 з.п-ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, находящийся в процессе эксплуатации, в частности на линиях магистральных газопроводов.
Известен способ (а.с. СССР №1567899 от 21.03.88 г., кл. G 01 М 3/26) испытания двухполостного изделия на герметичность, позволяющий обеспечить испытание изделий типа кранов, в соответствии с которым в одной полости изделия создается избыточное контрольное давление, а в другой - вакуум, затем измеряется абсолютное изменение давления в полостях через время выдержки, после этого меняют давление на противоположное и повторно измеряют изменение абсолютного давления через то же время выдержки. О негерметичности изделия судят по наибольшей абсолютной величине изменения давления.
К недостаткам способа следует отнести необходимость вакуумирования полостей и создания в них избыточного давления, что приводит к необходимости проведения испытаний в стендовых условиях. Кроме этого известным способом невозможно измерить количество газа, перетекающего через закрытый негерметичный шаровой кран (из трубы на входе в кран в трубу на выходе из крана).
Следует отметить, что из уровня техники не известен способ, который можно было бы принять за аналог заявленного способа.
Известно устройство, представляющее из себя пробку, установленную на запорном кране шарового типа, которая применяется для осуществления истечения газа из полости крана (Г.В.Суховнин, Л.И.Борщенко. Опыт монтажа и эксплуатации импортных запорных кранов с шаровым затвором на магистральных газопроводах. Научно-технический обзор, серия «Транспорт и хранение газа». Изд. ВНИИЭГАЗПРОМ, Москва, 1976 г.). Характер истечения газа из полости крана при открытии пробки позволяет качественно оценить поступление газа в полость крана через негерметичные уплотнения.
Однако указанное устройство не позволяет не только количественно, но даже качественно оценить перетечку газа через закрытый шаровой кран.
Следует отметить, что из уровня техники не известно устройство, которое можно было бы принять за аналог заявленного устройства.
Задачей данного изобретения является создание способа измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, в условиях его эксплуатации без нарушения технологического процесса, а также создание устройства, с помощью которого может быть реализован этот способ.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении данного изобретения, заключается в увеличении производительности магистральных газопроводов за счет выявления и устранения негерметичных запорных шаровых кранов с большой величиной перетечки газа.
Указанный технический результат в части способа достигается тем, способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, характеризуется тем, что из полости закрытого шарового крана создают контролируемое стационарное истечение газа через сообщающийся с полостью шарового крана патрубок, снабженный полнопроходным краном и оканчивающийся мерным звуковым соплом, и определяют расход газа при этом истечении, измеряют полное давление в полости шарового крана при контролируемом стационарном истечении газа из полости шарового крана и без истечения газа из полости закрытого шарового крана при закрытом полнопроходном кране, определяют давление на входе и на выходе из шарового крана, а перетечку газа через закрытый шаровой кран вычисляют по формуле:
где qn - величина перетечки, м3/сутки,
qg - расход газа при контролируемом стационарном истечении, кг/с,
Pk* и pk- полное давление в полости крана при контролируемом стационарном истечения газа и без истечения соответственно, МПа,
p1 и р2 - давление на входе и на выходе из шарового крана, МПа.
Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что устройство для реализации способа измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, состоит из сообщающегося с полостью шарового крана цилиндрического патрубка, снабженного полнопроходным краном и оканчивающегося мерным звуковым соплом с сужающимся входным и цилиндрическим выходным участками, содержит датчики для измерения давления на входе и на выходе из шарового крана и температурный датчик, включает установленный в цилиндрическом патрубке перед полнопроходным краном датчик для измерения полного давления в полости шарового крана, а цилиндрический выходной участок мерного звукового сопла снабжен датчиком для измерения статического давления. Температурный датчик может быть установлен на входе в шаровой кран или в цилиндрическом патрубке.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема шарового крана 1 с подсоединенным к нему заявленным устройством 2. На фиг.2 дана принципиальная схема устройства 2.
Устройство 2 состоит из цилиндрического патрубка 3 и установленного в нем полнопроходного крана 4, с помощью которого можно обеспечивать как режим контролируемого стационарного истечения газа из полости закрытого шарового крана 1, так и режим без истечения газа из полости закрытого шарового крана 1 (при закрытом полнопроходном кране). Цилиндрический патрубок имеет внутренний диаметр D, близкий к внутреннему диаметру дренажной трубки (на чертеже условно не показана) шарового крана 1. Входным концом цилиндрический патрубок ввертывают непосредственно в выходной кран (вентиль) дренажной трубки, а в случае, когда шаровой кран не снабжен дренажной трубкой, цилиндрический патрубок соединяется с полостью шарового крана через переходник, подсоединяемый к пробке шарового крана (на чертеже условно не показаны). Выходной конец цилиндрического патрубка снабжается мерным звуковым соплом 5 с сужающимся входным и цилиндрическим выходным участками. Сменные мерные звуковые сопла могут быть выполнены сменными с различными диаметрами Dc цилиндрического выходного участка.
Внутри цилиндрического патрубка перед полнопроходным краном и по направлению потока расположен датчик полного давления 6, снабженный штуцером, позволяющим подключить его к измерителю давления, например к манометру (измеренное с помощью датчика 6 полное давление считают равным давлению в полости шарового крана). На цилиндрической части мерного звукового сопла установлен датчик 7 - отверстие со штуцером - для измерения статического давления.
Устройство дополняется датчиками для измерения давления p1 на входе в шаровой кран и для измерения давления р2 на выходе из него и может быть дополнено температурным датчиком на входе в шаровой кран (условно не показаны).
На выходе из мерного звукового сопла 5 может быть установлен ряд сеток 8 для торможения струи газа и повышения безопасности обслуживания устройства. Если на входе в шаровой кран температура газа не измеряется, то в центре последней (по потоку) сетки размещают датчик температуры газа 9. Сетки должны устанавливаться от среза мерного звукового сопла на расстоянии 3-5 его диаметров для снижения нагрузок от воздействия струи. Рекомендуется количество сеток - 3, скважность сеток ≈0.5.
Если на выходе из мерного звукового сопла сетки не установлены и на входе в шаровой кран температура газа не измеряется, то температуру газа измеряют с помощью температурного датчика 10, размещенного в полости цилиндрического патрубка 3 на датчике полного давления 6.
Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, осуществляют с помощью заявленного устройства следующим образом. Подсоединяют устройство 2 к полости закрытого шарового крана 1. Измеряют полное давление на входе и на выходе из шарового крана p1 и р2 соответственно. Перекрывают полнопроходный кран 4 и измеряют полное давление газа 
в полости закрытого шарового крана в режиме без истечения газа из полости шарового крана (при закрытом полнопроходном кране). Открывают полнопроходный кран 4 и измеряют полное давление p*k датчиком полного давления 6.
Определение расхода газа при контролируемом стационарном истечении qg может быть осуществлено любым известным способом.
Перетечку вычисляют по зависимости (1).
Зависимость для определения величины перетечки следует из уравнений сохранения расхода и уравнений, связывающих расход газа q через уплотнения с давлением перед уплотнением и py1 и за уплотнением ру2, которые для каждого из уплотнений имеют вид:
Величина С, характеризующая сопротивление уплотнения, предполагается постоянной при всех давлениях для каждого из уплотнений. Указанные уравнения выписываются для режимов с контролируемом стационарном истечением из полости шарового крана и без истечения из него при закрытом полнопроходном кране. Из решения полученной системы уравнений определяют перетечку как расход газа через каждое уплотнение в режиме без контролируемого стационарного истечения газа из полости закрытого шарового крана.
При использовании предлагаемого устройства определение расхода газа при контролируемом стационарном истечении газа qg может быть осуществлено любым известным образом, а также по сниже следующей методике.
На входе в шаровой кран, или в полости устройства температурным датчиком 10, или в струе, заторможенной на сетках, температурным датчиком 9 измеряют температуру торможения газа То и статическое давление рс в цилиндрической части мерного звукового сопла. В случае, если давление в мерном звуковом сопле равно атмосферному рс=ра, то расход qg определяют по общеизвестным зависимостям для совершенного газа (с показателем адиабаты γ=1.3 для метана). В случае, если рс>ра в мерном звуковом сопле реализуется звуковой режим истечения. В этом случае определяют полную энтальпию газа Н0 с помощью таблиц термодинамических функций для реального газа по температуре Т0 и давлению, измеренному в той же точке. Затем, зная статическое давление рс и полную энтальпию Н0 и используя известное соотношение H0=Hc+ac 2/2 по указанным таблицам определяют скорость звука aс и плотность газа рс. И наконец, зная площадь сечения сопла Fc, определяют контролируемый расход газа qg по известной зависимости:
Для газа, в котором содержание метана не ниже 85%, расход qg определяют по значениям Fc, рс, и Н0 с помощью зависимости (4), полученной путем аппроксимации табличных данных. Эта зависимость справедлива с погрешностью не выше 10% для pk≤21 МПа при звуковом истечении из мерного звукового сопла.
где рс - давление на выходе из сопла, МПа,
Dc - диаметр сопла, см,
Н0 - полная энтальпия газа (абсолютное значение), кДж/кг.
В случае, когда измеряется температура Т0 струи газа, заторможенной в атмосфере, полную энтальпию газа определяют по зависимости:
где Т0 - температура заторможенной струи, °К.
Предлагаемый способ реализовывался с помощью опытного образца предлагаемого устройства в условиях эксплуатации шарового крана без нарушения технологического процесса, при этом контролируемое стационарное истечение газа осуществлялось через мерное звуковое сопло без сеток. В процессе испытаний реализовались звуковой и дозвуковой режимы истечения, температура измерялась на входе в кран, газ (метан) при рассматриваемых давлениях - совершенный газ.
В проведенных испытаниях опытный образец устройства подсоединялся к полости шарового крана через переходник, вворачиваемый в "пробку" крана "Борзиг", расположенную в верхней части крана. При смене сопел или установке заглушки сообщение с полостью крана прерывалось путем закрытия полнопроходного крана. При испытаниях использовались сопла: Dc=5 мм, 7 мм или 10 мм.
Температура газа на входе в кран измерялась штатным термометром. Результаты измерений перетечки показали, что предлагаемый способ и опытный образец устройства для контроля герметичности обеспечивают определение перетечек в диапазоне 200-500000 м3/сутки с погрешностью около 10%.
Claims (3)
1. Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, характеризующийся тем, что из полости закрытого шарового крана создают контролируемое стационарное истечение газа через сообщающийся с полостью шарового крана патрубок, снабженный полнопроходным краном и оканчивающийся мерным звуковым соплом, и определяют расход газа при этом истечении, измеряют полное давление в полости шарового крана при контролируемом стационарном истечении газа из полости шарового крана и без истечения газа из полости закрытого шарового крана при закрытом полнопроходном кране, определяют давление на входе и на выходе из шарового крана, а перетечку газа через шаровой кран вычисляют по формуле
где qn - величина перетечки, м3/сутки;
qg - расход газа при контролируемом стационарном истечении, кг/с;
pk* и pk - полное давление в полости крана при контролируемом стационарном истечении газа и без истечения соответственно, МПа;
p1 и р2 - давление на входе и на выходе из шарового крана, МПа.
2. Устройство для реализации способа измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, характеризующееся тем, что оно состоит из сообщающегося с полостью шарового крана цилиндрического патрубка, снабженного полнопроходным краном и оканчивающегося мерным звуковым соплом с сужающимся входным и цилиндрическим выходным участками, содержит датчики для измерения давления на входе и на выходе из шарового крана и температурный датчик, включает установленный в цилиндрическом патрубке перед полнопроходным краном датчик для измерения полного давления в полости шарового крана, а цилиндрический выходной участок мерного звукового сопла снабжен датчиком для измерения статического давления.
3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что температурный датчик установлен на входе в шаровой кран или в цилиндрическом патрубке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126136/28A RU2270986C2 (ru) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126136/28A RU2270986C2 (ru) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001126136A RU2001126136A (ru) | 2003-07-27 |
| RU2270986C2 true RU2270986C2 (ru) | 2006-02-27 |
Family
ID=35610567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001126136/28A RU2270986C2 (ru) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2270986C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460936C1 (ru) * | 2011-03-10 | 2012-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергодиагностика" | Система для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода |
| RU2743024C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Способ контроля герметичности уплотнительного элемента шпиндельного узла шарового крана и устройство для его осуществления |
| RU2758876C1 (ru) * | 2020-12-29 | 2021-11-02 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Способ определения уровня утечки через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры в рабочем режиме и устройство для его осуществления |
-
2001
- 2001-09-26 RU RU2001126136/28A patent/RU2270986C2/ru not_active Application Discontinuation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ильинский В.М. Бесконтактное измерение расходов. М.: Энергия, 1970, с.87-88. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460936C1 (ru) * | 2011-03-10 | 2012-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергодиагностика" | Система для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода |
| RU2743024C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Способ контроля герметичности уплотнительного элемента шпиндельного узла шарового крана и устройство для его осуществления |
| RU2758876C1 (ru) * | 2020-12-29 | 2021-11-02 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Способ определения уровня утечки через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры в рабочем режиме и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2001126136A (ru) | 2003-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102093571B1 (ko) | 누설 검사 장치 및 방법 | |
| US3664357A (en) | Method and installation for detecting fluid leakage from a pipeline | |
| JP4684135B2 (ja) | 配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置 | |
| CN204085645U (zh) | 带有自校准结构的气体流量标准装置 | |
| EP0208045A2 (en) | Method for determining the accuracy of a gas measurement instrument | |
| CN103207054A (zh) | 高温结构密封性能地面模拟测试装置及测试方法 | |
| CN107218515B (zh) | 一种低强度瞬变流激发器 | |
| EP0733892A2 (en) | Method of testing pipes for leakage | |
| RU2270986C2 (ru) | Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления | |
| JP4512827B2 (ja) | 漏洩検査方法及び装置 | |
| US11326921B2 (en) | Flow rate measuring method and flow rate measuring device | |
| CN103954324A (zh) | 燃气轮机旋流器流量测试装置 | |
| US3028744A (en) | Process and apparatus for calibrating a large capacity fluid flow meter | |
| CN106840905B (zh) | 油气管道压力综合教学实验装置 | |
| RU2758876C1 (ru) | Способ определения уровня утечки через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры в рабочем режиме и устройство для его осуществления | |
| CN113494946B (zh) | 基于分流法的sf6气室气体回收装置 | |
| CN111896191B (zh) | 一种整体油箱检漏设备现场校准方法及辅助校准设备 | |
| KR102253890B1 (ko) | 관내 액체 홀드업 측정장치 및 측정방법 | |
| RU2668628C1 (ru) | Способ контроля расходной характеристики устройств дифференциально-предохранительных и установка для осуществления способа | |
| CN107462509B (zh) | 一种适用于多规格超低渗岩心的气测渗透率岩心夹持系统 | |
| CN206891545U (zh) | 一种气体流量标准件校准装置 | |
| JP3133777U (ja) | 中配管方式漏洩検査用治具 | |
| CN210513683U (zh) | 用于减压器安全阀的校验装置 | |
| EP0638793B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Dichtigkeitsprüfung von Gasrohrleitungen und Gasgeräten | |
| JP2016176867A5 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20050127 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20050324 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |