Способ и устройство измерения утечек газа в запорной арматуре с использованием свечной трубы

 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта газа. Объем газа, истекающего через запорную арматуру по свечной трубе, определяют по частоте колебаний клапанной тарелки, герметично, с преднатягом, периодически дросселирующей выход газа из свечной трубы в атмосферу. Устройство для осуществления способа содержит вертикально расположенную свечную трубу, вход в которую герметично связан с выходом запорной арматуры, а выход снабжен защитным колпаком, имеющим отверстия для выхода газа в атмосферу. При этом на выходе из свечной трубы установлена выхлопная клапанная система, снабженная датчиком измерения частоты отклонений клапана во времени. Клапан выхлопной клапанной системы имеет жестко связанный с ним шток, подвижно установленный в направляющей втулке, причем его перемещения фиксируются датчиком. Техническим результатом изобретения является обеспечение измерения объема утечек природного газа через негерметичную арматуру. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в системах транспортирования газа на компрессорных станциях, на газораспределительных станциях, размещенных около конечных потребителей газа, и других местах, где предусмотрен выброс (сброс) газа через свечные трубы в атмосферу.

Известен способ измерения утечек газа в запорной арматуре с использованием свечной трубы, включающий определение объема газа, истекающего через запорную арматуру с помощью соответствующего устройства. На различных участках системы предусмотрены свечные трубы, применяемые для вентиляции кожухов газопроводов на подземных переходах, аварийного сброса газа на линейной части газопроводов и продувки оборудования и газопроводов на компрессорных станциях (SU 585362 А, кл. F 16 К 37/00, 25.12.77).

Техническим результатом изобретения, является создание способа, обеспечивающего измерение объема утечек природного газа через негерметичную арматуру.

Это достигается за счет того, что выход газа из свечной трубы в атмосферу герметизируют с преднатягом и периодически прерывисто дросселируют. Измерения частоты колебаний клапанной мембраны осуществляют датчиком измерения частот отклонений клапана во времени, который имеет жестко связанный с ним шток, подвижно установленный в направляющей втулке, причем перемещения штока относительно корпуса фиксируются датчиком.

Способ измерения объема газа, истекающего через запорную арматуру по свечной трубе, реализуется следующим образом. Газ, проходящий через запорных элемент, направляется по свечной трубе к выходу в атмосферу, где герметично устанавливают клапанную систему. По мере накопления газа в свечной трубе образуется избыточное давление, превышающее давление преднатяга клапанной системы, создаваемое упругим элементом 7. В результате клапанная тарелка приподнимается и газ выходит через отверстия 3 в атмосферу. После этого избыточное давление газа падает, клапан 4 возвращается на место, вновь герметизируя выход свечной трубы, поскольку объем и давление газа, заполняющего внутреннее пространство свечной трубы, известны и равны геометрическому объему этого пространства и величине давления преднатяга, создаваемого упругим элементом 7 соответственно. Зная частоту колебаний клапана 4, измеряемую за счет применения датчика 9, вычисляется объемный расход истекшего газа по формуле где Q_г - объемный расход, м³/с F_пн - сила преднатяга, Н; m_кл.с - общая масса подвижных элементов клапанной системы, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²; μ - молярная масса газа, кг/моль; R - универсальная газовая постоянная, Дж/кг•К; ρ_г - плотность газа, кг/м³; Т_атм - температура окружающей среды (атмосферы), ^oС;
S_кл - площадь рабочей части клапана (клапанной тарелки), м²;
f - циклическая частота прерывистых периодических колебаний клапана, с^-1;
V_св - объем свечной трубы, м³.

На чертеже показана схема устройства для измерения объема газа, истекающего через запорную арматуру по свечной трубе.

Устройство для измерения объема газа, истекающего через запорную арматуру по свечной трубе, содержит вертикально расположенную свечную трубу 1, вход в которую герметично связан с выходом запорной арматуры, а выход снабжен защитным колпаком 2, имеющим отверстия 3 для выхода газа в атмосферу. Перед выходом из свечной трубы установлена выхлопная клапанная система, состоящая из клапанной тарелки, имеющей жестко связанный с ней шток, опоры 5 клапана, корпуса 6 и упругого элемента 7, причем шток клапана подвижно установлен в направляющей втулке 8, а его перемещения фиксируются датчиком 9 измерения частот прерывных отклонений клапана во времени, которым снабжена клапанная система. Причем устройство содержит корпус цилиндрической формы, нижняя часть которого герметично разъемно связана с верхним концом свечной трубы, внутренняя полость корпуса выполнена с перегородкой, в которой установлена выхлопная клапанная система с подпружиненным с преднатягом клапаном, верхняя часть корпуса перфорирована отверстиями 3.

Формула изобретения

1. Способ измерения утечек газа в запорной арматуре с использованием свечной трубы, включающий измерение объема газа, истекающего через запорную арматуру, отличающийся тем, что свечную трубу герметизируют с преднатягом, прерывисто, периодически дросселируют выход газа из свечной трубы в атмосферу, а объем газа, истекающего через запорную арматуру по свечной трубе, измеряют путем измерения частоты колебаний клапанной мембраны.

2. Устройство измерения утечек газа в запорной арматуре с использованием свечной трубы, содержащее устройство для измерения объема газа, истекающего через запорную арматуру, отличающееся тем, что в вертикально расположенную свечную трубу, вход в которую герметично связан с выходом запорной арматуры, а выход снабжен защитным колпаком, имеющим отверстия для выхода газа в атмосферу, перед выходом герметично установлена выхлопная клапанная система, снабженная датчиком измерения частот прерывных отклонений клапана во времени.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что содержит корпус цилиндрической формы, нижняя часть которого герметично разъемно связана с верхним концом свечной трубы, внутренняя полость корпуса выполнена с перегородкой, в которой установлена выхлопная клапанная система с подпружиненным с преднатягом клапаном, верхняя часть корпуса перфорирована отверстиями для выпуска газа в атмосферу, клапан снабжен жестко связанным с ним штоком, подвижно установленным в направляющей втулке, причем перемещения штока относительно корпуса фиксируют датчиком.

РИСУНКИ

Рисунок 1