Федеральное агенство по образованию

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

«МАССОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ»

Реферат по дисциплине

«Физические основы учета

нефти и газа при технических операциях»

Выполнил ст. гр. ГТ-08-01 С.М. Чижков

Проверил доктор наук С.В. Китаев

Уфа 2010

СОДЕРЖАНИЕ:

1 ИЗ ПОСТАНОВЛЕНИЯ ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕРВИЧНОГО ЭТАЛОНА ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ ………………………3

2 РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ ………………………….4

3 ПОВЕРКА С ПОМОЩЬЮ ТПУ И РАБОЧЕГО ЭТАЛОНА

ПЛОТНОСТИ…………………………………………………………………… 6

4 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………10

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ххххххххххххххххххх

Разраб.

Валеев А.И.

Провер.

Китаев.

Н. Контр.

Утверд.

РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ

Лит.

Листов

ГТ-08-01

1 ИЗ ПОСТАНОВЛЕНИЯ ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕРВИЧНОГО ЭТАЛОНА ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

С целью повышения уровня метрологического обеспечения в области измерений плотности Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно - исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ им. Д.И. Менделеева) усовершенствовал государственный первичный эталон единицы плотности в период с 1997 г. по 1999 г.

Средства измерений плотности широко применяются в химии, в нефтехимии, в топливной, пищевой и ювелирной отраслях промышленности при проведении научных исследований, в технологических процессах для оценки качества выпускаемой продукции и тем самым участвуют в решении таких крупнейших проблем, как:

· дальнейшее развитие топливно - энергетического комплекса страны;

· энергосбережение на узлах учета нефти и природного газа;

· повышение качества продукции указанных отраслей промышленности;

· создание новых материалов и сплавов со специальными свойствами.

В настоящее время в эксплуатации находится порядка 2,5 млн. средств измерений плотности. Рабочие средства измерений, применяемые в стране, существенно различаются между собой по принципу действия, диапазонам, точности, условиям применения и габаритам.

Наметившийся прогресс в развитии средств измерений плотности, а также требования науки к повышению точности определения некоторых фундаментальных констант послужили основанием для проведения работ по усовершенствованию первичного эталона единицы плотности с целью улучшения его основных метрологических характеристик.

В процессе совершенствования эталона разработаны точные методы передачи размера единицы плотности от государственного эталона вторичным эталонам и далее рабочим эталонам. При этом в необходимых случаях поверка рабочих средств измерений выполняется на месте их эксплуатации.

С целью дальнейшего повышения точности и обеспечения единства измерений разработана новая поверочная схема для средств измерений плотности. Опыт показал обоснованность работы по обеспечению поверки средств измерений плотности.

Введение в метрологическую практику усовершенствованного эталона позволило отказаться от одного звена поверочной схемы, что дает резерв повышения точности рабочих средств измерений.

Государственный первичный эталон единицы поверхностной плотности теплового потока является технической основой обеспечения единства измерений поверхностной плотности теплового потока и предназначен для воспроизведения, хранения и передачи размера единицы этой физической величины ватта на метр квадратный (Вт/м2) эталонным и рабочим средствам

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

измерений в диапазоне 10&5000 Вт/м2 при значениях температуры от 200 до 420 К.

Эталон представляет собой комплекс средств измерений, в состав которого входит:

- калориметрическая установка, состоящая из криостата с тепловым измерительным блоком, содержащим адиабатический источник теплового потока; вакуумной системы и системы охлаждения; информационно-измерительной системы «АКСАМИТ - 6»; персонального компьютера;

- набор эталонных датчиков теплового потока состоящих из терморезисторных (ДТПМ - 1, ДТПМ - 2) и термоэлектрических датчиков теплового потока ДТПЭ - 3, ДТПЭ - 4, ДТПЭ - 5.

Эталон хранят и применяют в Федеральном государственном унитарном предприятии «Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «СНИИМ»).

2 РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ

Воспроизведение единицы плотности жидкостей и передачи ее от первичного эталона вторичным и рабочим эталонам, а также ра­бочим СИ плотности осуществляется в соответствии с государ­ственной поверочной схемой для СИ плотности (ГОСТ 8.024-99).

Согласно поверочной схеме поверка рабочих плотномеров мо­жет быть произведена методом непосредственного сличения с рабо­чим эталоном (РЭ) 1-го разряда, основанном на пикнометриче-ском или вибрационном методе измерения плотности, а также ме­тодом прямых измерений ГСО плотности.

Напорные пикнометры предназначены для точного измерения плотности продукта с целью контроля метрологических характерис­тик и поверки автоматических плотномеров на УУН. Они позволяют отбирать пробу продукта при давлении до 10 МПа и производить прямые измерения плотности с погрешностью не более ±0,06 кг/м³. Пикнометр представляет собой цилиндрический сосуд из нержаве­ющей стали, снабженный входным и выходным пробковыми кранами и предохранительной разрывной диафрагмой. Внутренний объем пикнометров, заключенный между кранами, определяется при его поверке с погрешностью ±0,025 см³.

Для поверки и контроля плотномеров на УУН обычно исполь­зуют установки фирмы "Fitzgerald LTD". Установка выполнена в виде шкафа, в котором размещено все оборудование: трубопрово­ды диаметром 12 мм, входной и выходной краны, теплоизолиро­ванный футляр с двумя последовательно соединенными пикномет­рами и датчиками температуры для измерения температуры стенок пикнометров, датчики давления и манометры для измерения давле­ния на входе и выходе установки и вторичные искробезопасные приборы для индикации температуры и давления. В комплект установки также входят электронные весы с образцовыми гирями, компьютер и портативный принтер.

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

При работе шкаф устанавливают в блоке контроля качества в непосредственной близости от поверяемого плотномера и соеди­няют с ним гибкими нержавеющими шлангами высокого давления с помощью быстроразъемных муфт. После этого открывают вход­ной и выходной краны установки и задают расход продукта через поверяемый плотномер и пикнометры с помощью задвижки, распо­ложенной на трубопроводе БКЫ. Расход контролируют с помощью ротаметра, входящего в состав установки. Через пикнометры про­пускают продукт до тех пор, пока давление и температура в плотномере и пикнометрах не будут постоянными. В процессе стабилизации температуры и давления не менее 5-7 раз записыва­ют выходной сигнал плотномера, по которому определяют значе­ние плотности (для датчика плотности 7835 это период колеба­ний). Затем закрывают краны на входном и выходном трубопро­водах и краны пикнометров, отсоединяют и переносят в лаборато­рию пикнометры с отобранной пробой продукта. Снаружи пикнометры обтирают, моют с помощью растворителей (бензина, метанола и др.) и сушат, обдувая сухим сжатым воздухом. Пикно­метры с пробой взвешивают на электронных весах. Одновремен­но записывают температуру воздуха и атмосферное давление. Взвешивают пикнометры повторно. Разница между результатами двух взвешиваний не должна превышать 0,01 г. После окончания измерений пикнометры сразу освобождают от продукта, промыва­ют, сушат сухим сжатым воздухом и взвешивают. Повторяют чи­стку, сушку и снова взвешивают. И так до тех пор, пока масса не окажется постоянной.

Плотность продукта определяют с учетом влияния температу­ры и давления на объем пикнометров, а также вытесняющей силы воздуха на массу пикнометра и продукта. Плотность продукта в условиях трубопровода

(1)

где М_о — масса продукта в пикнометре; V_tp — вместимость (объем) пикнометра при рабочих температуре и давлении,

(2)

V_o — вместимость пикнометра при нормальных условиях (из сер­тификата); F, и F_p — поправочные коэффициенты, учитывающие изменение вместимости от температуры и давления; t — темпера­тура пикнометра при отборе пробы продукта; t₀ - температура, при которой производилась калибровка пикнометра (из сертифи­ката о калибровке); р - избыточное давление при отборе пробы продукта.

Масса продукта в пикнометре

(3)

(4)

где АМ₀ — рассчитанная масса продукта в пикнометре; М._т — масса заполненного пикнометра; М_|Ш — масса пустого пикнометра; С — постоянная величина,

(5)

Рвозд — плотность воздуха; р_с — плотность стали гирь.

Формула справедлива при условии, что плотность материала пикнометров и гирь одинакова.

Плотность продукта определяют по обоим пикнометрам. Если разница в значениях плотности по двум пикнометрам не превыша­ет 0,06 кг/м³, то результаты измерений считают достоверными.

3 ПОВЕРКА С ПОМОЩЬЮ ТПУ И РАБОЧЕГО ЭТАЛОНА ПЛОТНОСТИ

1. Собрать гидравлическую схему: емкость - насос - массомер - ТПУ - регулятор расхода.

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

2. Собрать электрическую схему: частотный выход массомера подключить к счетному входу электронно-счетного частотомера, на входы "пуск" и "стоп" электронно-счетного частотомера и частото­мера-хронометра соответственно через контакты первого и второго детектора ТПУ подключить управляющее напряжение; регулято­ром расхода установить выбранное значение расхода, контроль за которым ведется по поверяемому массомеру; после стабилизации расхода произвести пуск поршня ТПУ; при прохождении порш­нем первого детектора начинается отсчет количества импульсов электронно-счетным частотомером и времени — частотомером-хро­нометром; при прохождении калиброванного участка ТПУ по сиг­налу второго детектора отсчет количества импульсов и времени прекращается.

В процессе движения поршня ТПУ снимают показания часто­томера, частотомера-хронометра; фиксируют температуру и давле­ние в массомере, на входе и выходе ТПУ; определяют плотность жидкости.

Показания массомера, соответствующие значениям массы, из­меренные образцовыми средствами, снимают или непосредственно со вторичного прибора (дисплея) в единицах массы, или в виде количества импульсов с электронного счетчика.

Способ обработки результатов поверки массомера зависит от метода поверки и от вида выходных сигналов. При этом различают два случая: соотношение погрешностей средств поверки и пове­ряемого массомера меньше 1: 3 и больше 1:3.

Рассмотрим случай, когда соотношение погрешностей меньше 1:3. При этом в каждой точке диапазона производят по три изме­рения.

Если вторичный прибор массомера не позволяет отсчитывать значение массы, то M_t определяют по формуле

(6)

Где Ni; - количество импульсов выходного сигнала массомера при i -м измерении; К - коэффициент преобразования, указанный в серти­фикате и установленный изготовителем (имп/кг или имп/т).

Если при поверке определяют новое значение коэффициента пре­образования, то погрешность массомера (%) вычисляют по формуле

(7)

где К_{ — коэффициент преобразования при i -м измерении, опреде­ляемый по формуле

(8)

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

К_л — новое значение коэффициента преобразования в диапазоне измерений, который определяют по формуле

Здесь п - число измерений во всех точках диапазона.

Иногда в вычислительное устройство массомера вводят не но­вое значение коэффициента К, а коэффициент коррекции, кото­рый обозначим через MF:

(9)

В этом случае погрешность массомера (%) можно определить по формуле

(10)

где MF_cp — среднее значение коэффициента коррекции,

(11)

Значения погрешности, вычисленные по формулам (4.32), (4.35) и (4.39), не должны превышать пределов относительной до­пускаемой погрешности массомера δ₀, которые при коммерческом учете принимают равными ±0,25 %.

Рассмотрим случай, когда соотношение погрешностей повероч­ной установки и поверяемого массомера больше 1: 3. В этом слу­чае поверку производят многократными измерениями — в каждой точке диапазона расходов выполняют по 5-11 измерений.

Относительная погрешность массомера складывается из систе­матической и случайной составляющих:

(12)

В качестве рабочего эталона плотности используют образцовые ареометры, образцовые плотномеры и напорные пикнометры.

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

4 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. www.transcement.ru

2. www.ligir.ru

Лист

Изм

Кол.уч

Лист

N^o док

Подп

Дата

Дата добавления: 2015-08-28