Способ определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру

Способ определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к контрольно-диагностической технике запорно-регулирующей арматуры магистральных газопроводов.

Известен способ аналогичного назначения, заключающийся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента появления последней на выходе запорно-регулирующей арматуры и измерении времени τ прохождения порцией индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа /А.Н.Калужских «Контроль герметичности запорной арматуры компрессорной станции магистрального газопровода». Обзорная информация. Серия: Транспорт и подземное хранение газа ООО «ИРЦ Газпром», М., 2003, с.30, 31/.

Данный способ принят за прототип.

Недостатком прототипа является недостаточно высокие точность и достоверность получаемых результатов, связанные с отсутствием контроля в известном способе пространственного уширения порции индикаторного газа (метки), а также контроля «амплитуды метки» и количества индикаторного газа в ней.

Техническим результатом, получаемым от исследования изобретения, является повышение точности определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру путем дополнительного контроля пространственного уширения инжектируемой в поток порции индикаторного газа и измерения ее максимальной концентрации (амплитуды метки) и количества индикаторного газа в метке.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру, заключающемся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента ее появления с помощью датчиков концентрации индикаторного газа до и после запорно-регулирующей арматуры и измерении времени τ запаздывания метки прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа, при испытании запорно-регулирующей арматуры в натурных условиях дополнительно измеряют длительность импульсов, получаемых с помощью датчиков концентрации на входе и выходе запорно-регулирующей арматуры для различных статических давлений, рассчитывают величину пространственного уширения Δd порции индикаторного газа после прохождения запорно-регулирующей арматуры от времени τ и определяют параметрическую функциональную зависимость Δd=f(τ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа и, зная время запаздывания метки τ и ее пространственное уширение Δd, определяют объемный расход транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

При определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений τ_N и Δd_N с последующим определением методом математической статистики математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

Для тех же условий одновременно с пространственным уширением Δd дополнительно измеряют максимальную концентрацию индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по результатам измерений уточняют полученные значения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

При этом дополнительно измеряют количество индикаторного газа в инжектируемой в поток порции индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по постоянству измеренных значений судят о достоверности получаемых значений объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие способ.

Устройство для реализации способа (фиг.1) определения расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру 1 магистрального газопровода 2 содержит генератор импульсных пространственно ограниченных меток, выполненный в виде аккумулятора 3 сжатого индикаторного газа с краном 4 и инжектором 5.

В магистральном газопроводе 2 вмонтированы датчик 6 статического давления индикаторного газа и датчики 7, 8 концентрации индикаторного газа.

Датчик 7 установлен до запорно-регулирующей арматуры 1, а датчик 8 - после запорно-регулирующей арматуры 1.

Выходы датчиков 7, 8 концентрации индикаторного газа, а также датчика 6 статического давления и электрический выход крана 4 подключены к четырем входам блока обработки информации 9.

Способ реализуется следующим образом. Перед началом испытаний запорно-регулирующей арматуры 1 в лабораторных условиях для различных объемных расходов для каждого типа запорно-регулирующей арматуры существующего номенклатурного ряда определяют параметрические градуировочные зависимости величины пространственного уширения Δd порции индикаторного газа после прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа.

Затем в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру 1 инжектируется порция индикаторного газа 10 (фиг.1), которая последовательно проходит сначала датчик 7 концентрации, негерметичную запорно-регулирующую арматуру 1 и датчик 8 концентрации. При этом на мониторе блока обработки информации 9 высветятся три импульса 11, 12, 13 (фиг.2) с последовательно уменьшающейся амплитудой (максимальной концентрацией в метке) и увеличивающейся шириной.

В блоке обработки информации 9 определяются время запаздывания τ метки, а также длительности импульсов 14 и 15, соответственно t₁ и t₂ (фиг.2), на уровне пороговой концентрации S_N (стартовый импульс 16 на уровне пороговой концентрации S_N показан под позицией 16). По величинам t₁ и t₂, при известной скорости потока транспортируемого газа находят уширение метки Δd для различных давлений транспортируемого газа, что позволяет снять функциональную зависимость Δd=f(τ) для различных значений статических давлений.

В блоке обработки информации 9 также определяется количество индикаторного газа в метке до и после прохождения запорно-регулирующей арматуры 1. Для этого интегрируются импульсы 12 и 13, а также стартовый импульс 11.

По времени τ запаздывания метки после прохождения запорно-регулирующей арматуры 1 и по ее пространственному уширению Δd определяют объемный расход транспортируемого газа через запорно-регулирующую арматуру 1 и диагностируют характер неисправности последней путем сравнения полученных параметрических функциональных зависимостей Δd=f(τ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа с ранее полученными при градуировке в лабораторных условиях аналогичными зависимостями.

По неизменности интегральных характеристик импульсов 11, 12, 13, характеризующих постоянство количества индикаторного газа в метке, проверяют достоверность полученных результатов.

Для увеличения точности проводимых измерений используют методы математической статистики.

Для этого при определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений τ_N и Δd_N с последующим определением математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода транспортируемого газа через запорно-регулирующую арматуру.

1. Способ определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру, заключающийся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента ее появления с помощью датчиков концентрации индикаторного газа до и после запорно-регулирующей арматуры и измерении времени τ запаздывания метки прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа, отличающийся тем, что при испытании запорно-регулирующей арматуры в натурных условиях дополнительно измеряют длительность импульсов, получаемых с помощью датчиков концентрации на входе и выходе запорно-регулирующей арматуры для различных статических давлений, рассчитывают величину пространственного уширения Δd порции индикаторного газа после прохождения запорно-регулирующей арматуры от времени τ и определяют параметрическую функциональную зависимость Δd=f(τ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа и, зная время запаздывания метки τ и ее пространственное уширение Δd, определяют объемный расход транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений τ_N и Δd_N с последующим определением методом математической статистики математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для тех же условий одновременно с пространственным уширением Δd дополнительно измеряют максимальную концентрацию индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по результатам измерений уточняют полученные значения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют количество индикаторного газа в инжектируемой в поток порции индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по постоянству измеренных значений судят о достоверности получаемых значений объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.