Меню

Как давление газа влияет на его расход

Факторы, влияющие на точность измерения расхода и количества газа (СТО Газпром 5.32-2009)

При проектировании узлов учета и оценке влияния различных факторов на точность измерений и, как следствие, метрологическую надежность их работы следует учитывать следующие факторы:

— искажение кинематической структуры потока. Если длина прямого участка между ближайшими МС и ПР достаточно велика, кинематическая структура (эпюра скоростей) потока выравнивается. В противном случае появляется дополнительная погрешность измерения расхода, значение которой зависит от типа ПР и его чувствительности к искажению кинематической структуры потока. Как правило, длины прямых участков до ПР существенно больше длин прямых участков после ПР. Необходимые длины прямых участков перед ПР можно уменьшить с помощью УПП. Рекомендуемые конструкции УПП и место их установки указываются в технической документации изготовителей ПР. Например, длины прямых участков для турбинных счетчиков газа типа TRZ сокращены до 2ДУ — до счетчика, а после счетчика — прямые участки не требуются;

— влияние механических примесей. Наличие механических примесей (пыли, песка, смолистых веществ, ржавчины и пр.) в потоке газа может приводить к механическому износу элементов ПР: роторов, турбинок, кромок диафрагм и тел обтекания вихревых ПР; накоплению осажденных частиц на поверхностях ПР и ИТ; засорению соединительных трубок; заклиниванию роторов ротационных ПР. Это может привести к резкому возрастанию погрешности и выходу из строя ПР в процессе эксплуатации. Для исключения этого применяют фильтры, оснащенные датчиками перепада давления для контроля степени загрязнения фильтрующего элемента (например, ДПД или ИРД80-РАСКО), и обеспечивающие требуемую степень очистки при приемлемом перепаде давления (например фильтры типа ФГ 16);

— влияние наличия жидкости. Наличие жидкости в измеряемом газе может оказывать существенное влияние на показания ПР. При большем содержании в потоке газа жидкости результаты измерений с помощью ПР, предназначенных для измерений расхода сухого газа, непредсказуемы. Причем при повышении давления и понижении температуры газа с высоким влагосодержанием в ИТ могут образовываться гидраты, оседающие в виде твердых кристаллов. Для предотвращения гидратообразования используют подогрев или осушку газа, специальные ингибиторы, конденсатосборники и отстойные камеры на ИТ, периодическую продувку ПР или их вертикальное расположение (например, для ротационных RVG и турбинных TRZ счетчиков);

— притупление входной кромки стандартной диафрагмы приводит к изменению коэффициента истечения диафрагмы и соответствующему увеличению погрешности (ГОСТ 8.586-2005, ч. 1-5);

— несоответствие качества отверстий для отбора давления предъявляемым требованиям. Статическое давление в ИТ измеряют через отверстия в стенке трубопровода или в теле счетчика, если это предусмотрено его конструкцией. Погрешность от неправильно выполненных отверстий (заусенцы, несоблюдение требуемого соотношения глубины отверстия и диаметра (не менее 2,5), неперпендикулярность осей отверстий и стенки ИТ) может доходить до ± 2 % (В комплексах СГ-ЭК отверстия для отбора давления изготавливаются в заводских условиях, что исключает влияние вышеперечисленных факторов на погрешность измерений);

— факторы, влияющие на точность измерения температуры. К таким факторам относятся: теплообмен в зонах измерительного трубопровода и преобразователя температуры; линия связи ПТ с корректором (вычислителем). Для исключения влияния первого фактора ПТ располагают в непосредственной близости от чувствительного элемента ПР (например, турбинного колеса турбинного счетчика), обеспечивают необходимую теплоизоляцию трубопровода и применяют специально изготовленные гильзы ПТ, заполненные теплопроводным веществом. Влияние второго фактора исключается выполнением линии связи по четырехпроводной (аналоговые СИ температуры) или трехпроводной (цифровые СИ температуры) схемам соединений;

— нестационарность течения. Наиболее чувствительны к пульсациям потока СУ, а также турбинные и вихревые ПР. Частота вибрационных колебаний колеблется от единиц до десятков герц, акустических — до сотен килогерц, звукового давления — до нескольких сотен паскалей. Пороговое значение синусоидальных пульсаций для турбинных ПР приведено в СТО Газпром 5.32-2009. Там же отмечено, что применение вихревых ПР для периодических пульсаций нежелательно из-за значительного возрастания погрешности измерений, которая может достигать 10 % и более. При наличии нестационарности рабочей среды, обусловленной прерывистостью потока (работа котлов с периодическим включением и отключением), перемежающимися и пульсирующими потоками рекомендуется использовать мембранные или ротационные счетчики — в случае средних расходов, и вихревые — для больших расходов. Минимальное время работы турбинного ПР, обеспечивающего его погрешность от прерывистости потока на уровне 1 % приведено в МИ 3082-2007. Наличие акустических шумов особенно сильно влияет на точность измерений при применении ультразвуковых ПР;

— шероховатость внутренней стенки измерительного трубопровода. Изменение шероховатости приводит к изменению распределения скоростей потока и, следовательно, к изменению показаний ПР. Поэтому монтаж и эксплуатация ПР должны осуществляться на ИТ, шероховатости внутренней поверхности которых не превышают допускаемый предел, установленный для применяемого типа ПР;

— нестабильность компонентного состава. При существенной нестабильности компонентного состава и низкой частоте его измерений возникает дополнительная погрешность определения плотности газа при стандартных условиях и коэффициента сжимаемости газа, что приводит к дополнительной погрешности измерения расхода и количества газа. Зависимость погрешности объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, от нестабильности компонентного состава определяется выбранным методом измерения расхода и количества газа, а также вариантом реализации данного метода (см. СТО Газпром 5.32-2009);

Читайте также:  Энергия давления солнечных лучей

— дополнительная погрешность измерения расхода, обусловленная данным фактором, может быть снижена путем увеличения частоты измерений компонентного состава и/или плотности. Рекомендуется частоту измерений состава и плотности газа при стандартных условиях устанавливать исходя из допускаемой погрешности (неопределенности) результатов определений плотности газа при стандартных условиях и возможных изменений ее значения за заданный период времени (например, сутки, месяц).

Источник

От чего зависит расход газа в газовых котлах отопления?

При выборе газового оборудования следует обращать внимание на расход газа. Тогда отопление не разочарует и не подорвет семейный бюджет. Важно учитывать, что помимо показателя потребления топлива, который прописан в технических характеристиках, на расход газа газовым котлом влияют и внешние факторы. Поэтому, чтобы агрегат расходовал топливо экономно, следует устранить их воздействие.

Факторы, влияющие на расход газа

Чтобы понимать, как повлиять на расход газа в газовых котлах отопления и уменьшить его, следует рассмотреть, от чего зависит потребление топлива.

На расход газа влияет мощность агрегата – чем мощнее устройство, тем больше ему нужно топлива. На данный фактор повлиять никак не удастся. В любом случае агрегат мощностью 24 кВт будет расходовать топлива больше чем устройство на 12 кВт.

Потребление газа увеличивается при снижении температуры на улице. Погодозависимая аппаратура фиксирует похолодание и газовый котел начинает включаться чаще, чтобы поддерживать в помещении установленную температуру. При сильном морозе дом остывает быстрее, и тогда хозяева выставляют регулятор своего котла на максимум. Количество газа, прошедшего через газовую горелку, существенно возрастает.

Калорийность газа также влияет на его потребление. Топлива, которое имеет невысокое качество, понадобится больше, чем хорошего газа. Нередко газораспределяющие организации грешат подачей неосушенного топлива с большим количеством влаги и прочих примесей. На низкокачественном топливе агрегат будет дольше нагреваться и, соответственно, расходовать больше газа.

Читайте здесь, как сделать газовое отопление дома своими руками?

Возможна ли организация газового отопления в деревянном доме?

Еще одним существенным фактором является техническое состояние теплообменников. В них происходит нагрев теплоносителя, который распределяется по отопительной и системе горячего водоснабжения. В процессе эксплуатации в контуре накапливается накипь, которая ухудшает его теплоотдачу. В этом случае потребуется больше топлива, чтобы нагреть теплоноситель до оптимальной температуры. При появлении такой проблемы следует очистить теплообменник, тогда расход газа придет в норму.

Наличие дополнительных функций – если котел работает не только на отопление, но и производит ГВС, то он будет расходовать больше топлива. Чем больший объем воды нужно нагреть, тем больше мощности и, соответственно, газа на это потребуется. При подключении дополнительных устройств, например, «теплых полов» или полотенцесушителя, расход топлива увеличится.

Определенные факторы можно скорректировать самостоятельно, а на некоторые повлиять невозможно. Чтобы снизить потребление газа, следует контролировать хотя бы те, которые можно откорректировать.

Сколько энергии потребляет отопительная система?

При выборе газового котла важно подобрать газовый агрегат, который сможет вырабатывать достаточно мощности, чтобы обеспечить потребность в обогреве, производстве воды и прочих надобностях.

Оптимальную мощность агрегата можно рассчитать самостоятельно по формулам. Начинают расчет с общепринятого соотношения, что для обогрева 10 м² нужно 1 кВт энергии. Так, например, для дома площадью 100 м² необходим котел мощностью 10 кВт. Затем полученный результат умножают на поправочные коэффициенты, которые зависят от различных факторов:

  • местного климата;
  • степени утепления здания;
  • наличия дополнительных функций (ГВС, системы «теплый пол»);
  • материала, из которого построены стены.

Финальный результат округляют до показателя мощности стандартных моделей агрегата: 12 кВт, 14 кВт, 24 кВт и т.д.

Сколько газа нужно сжечь для 1 кВт?

Чтобы понять, какой расход газа у газового котла при производстве 1 кВт, нужно знать теплотворную способность топлива и КПД агрегата.

Теплотворная способность означает количество энергии, получаемой при полном сгорании 1 м³. Согласно стандартным данным, этот показатель обычной магистральной смеси составляет 9,3 кВт/м 3 .

КПД – коэффициент полезного действия, он означает способность газового котла передать теплоносителю энергию сгоревшего топлива. В среднем КПД газовых устройств составляет 90%. Получается, что при сгорании 1 м³ теплоноситель получит не более 8,37 кВт (9,3х90 %). На генерацию 1 кВт тепловой мощности уходит около 0,12 м 3 газа (1/8,37). Выходит, что для генерации 1 кВт горелка должна сжечь 0,12 м 3 топлива.

Как рассчитать средний расход топлива за час, сутки или месяц?

Чтобы рассчитать часовой расход газа для газового котла, следует умножить производительность агрегата на 0,12 м 3 . Для агрегата мощностью 10 кВт почасовой расход будет составлять: 0,12×10=1,2 м 3

Читайте также:  Датчик давления масла scania 124

Суточную норму измеряют исходя из того, что агрегат работает около 50% суточного времени – 12 часов. Тогда среднесуточный расход считается следующим образом: 1,2×12=14,4 м 3

Найти максимальный расход газа газовым котлом в месяц можно, умножив суточный на 30 дней: 14,4×30=432 м 3

Обратите внимание! При расчете норм расхода газа учитывается, что агрегат работает на полной мощности, что в жизни бывает нечасто. Обычно устройство обогревает помещение на 50-70% своей производительности.

Таким образом, можно сопоставить предполагаемые траты на отопление конкретным газовым котлом.

Особенности сжиженного топлива

Сжиженный газ получают путем перевода природного топлива в жидкое состояние. Для этого его очищают от примесей, а после охлаждают до конденсации. Эта технология позволяет уменьшить объем газа до 600 раз. Сжиженное топливо хранят в баллонах, которые подключают к котлу. Эта система отопления подходит для частных домов, если отсутствует централизованное газоснабжение.

Потребление сжиженного топлива зависит от тех же факторов, что и для обычного природного газа. В среднем агрегат мощностью 10 кВт потребляет 0,86 л 3 /час баллонного топлива. Газовый котел производительностью 30 кВт расходует примерно 2,58 л 3 /час.

Как уменьшить расход газа?

Каждый владелец газового котла пытается сэкономить топливо, чтобы цена отопления не оказалась слишком большой. Существует несколько способов того, как уменьшить расход газа в газовом котле:

  1. Снизить тепловые потери – в любой системе отопления возникают потери тепла. Чтобы минимизировать их, необходимо по возможности утеплить слабые места дома: установить герметичные окна и двери, утеплить стены.
  2. Установить погодозависимую автоматику – многие современные агрегаты оснащены специальной автоматикой с погодозависимыми датчиками, которые измеряют температуру на улице или в помещении и в соответствии с этим регулируют работу котла.
  3. Использовать конденсационные модели – этот вид агрегата расходует на 30% меньше «голубого» топлива за счет резервного источника нагрева – капель конденсата, оседающего на теплообменнике. Однако такое устройство экономно работает только при небольших температурах теплоносителя – до 60ºC. Поэтому в регионах, где бывают сильные морозы, качественный нагрев данный котел организовать не сможет.

Источник

Расчеты расхода газа по давлению и диаметру

Затраты газа в квартире или частном домостроении рассчитываются для определения расходов на отопление, подогрев воды и приготовление пищи. Расчет производится на проектном этапе или перед приобретением котельного оборудования. Средний и максимальный расход газа в этих случаях подсчитывается по определенной методике, результат дает представление о количестве потребляемого топлива.

Влияние на расход газа

Потребление газа зависит от различных факторов. В больших домах ставятся котлы, которые расходуют больше топливной смеси, чем агрегаты в маленьких строениях или квартирах.

На расход топлива влияет:

  • мощность котла;
  • температура на улице;
  • качество газовой смеси.

Некоторые газораспределительные компании подают в трубопровод неосушенные газовые смеси, которые содержат влагу и примеси. Калорийность снижается и увеличивается потребляемый объем.

Расчет расхода газа

Мощность котла или конвектора зависит от потерь тепла в строении. Средний подсчет проводится с учетом общей площади дома.

При расчете расхода газа учитываются нормы прогрева квадратного метра при высоте потолков до 3 м:

  • в южных регионах берется 80 Вт/м²;
  • в северных — до 200 Вт/м².

В формулах учитывается суммарная кубатура отдельных комнат и помещений в здании. На нагревание каждого 1 м³ общего объема выделяется 30 – 40 Вт в зависимости от района.

По мощности котла

Расчет основывается на мощности и площади отопления. Применяется усредненный показатель расхода — 1 кВт на 10 м². Следует уточнить, что берется не электрическая мощность котла, а тепловая мощность оборудования. Часто такие понятия подменяются, и получается неправильный расчет потребления газа в частном доме.

Объем природного газа измеряется в м³/ч, а сжиженный — в кг/ч. Практика показывает, что на получение 1 кВт тепловой мощности расходуется 0,112 м³/ч магистральной топливной смеси.

По квадратуре

Удельное потребление тепла рассчитывается по представленной формуле, если разница между уличной и внутренней температурой составляет примерно 40°С.

Используется соотношение V = Q / (g · K / 100), где:

  • V — объем природного газового топлива, м³;
  • Q — тепловая мощность оборудования, кВт;
  • g — наименьшая калорийность газа, обычно равняется 9,2 кВт/м³;
  • K — коэффициент полезного действия установки.

В зависимости от давления

Объем газа, проходящего по трубопроводу, измеряется счетчиком, а расход подсчитывается в виде разницы между показаниями в начале и конце пути. Измерение зависит от порога давления в суживающемся сопле.

Ротационные счетные приборы используются для измерения давления больше 0,1 МПа, а разница уличной и внутренней температуры составляет 50°С. Показатель расхода газового топлива считывается при нормальном состоянии окружающей среды. В промышленности пропорциональными условиями считается давление 10 – 320 Па, разница температур 20°С и относительная влажность воздуха 0. Расход топлива выражается в м³/ч.

Расчет по диаметру

Скорость газа в газопроводе высокого давления зависит от площади сечения коллектора и составляет в среднем 2 – 25 м/с.

Читайте также:  Все о давлении в змз 402

Пропускная способность находится по формуле: Q = 0.67 · D² · p, где:

  • Q — расход газа;
  • D — условный проходной диаметр газопровода;
  • p — рабочее давление в газопроводной трубе или показатель абсолютного давления смеси.

На величину показателя влияет наружная температура, нагрев смеси, избыточное давление, атмосферные характеристики и влажность. Расчет диаметра газопровода делается при составлении проекта системы.

С учетом теплопотерь

Для расчета потребления газовой смеси требуется знать тепловые потери строения.

Используется формула Q = F (T1 – T2) (1 + Σb) · n / R, где:

  • Q — теплопотери;
  • F — площадь утепляющего слоя;
  • Т1 — наружная температура;
  • Т2 — внутренняя температура;
  • Σb — сумма дополнительных потерь тепла;
  • n — коэффициент расположения защитного слоя (в специальных таблицах);
  • R — сопротивление передаче тепла (рассчитывается в конкретном случае).

Определение теплопотерь представляет собой сложный подсчет и проводится специалистами на стадии проекта. Можно заказать нахождение потерь на любом этапе эксплуатации строения.

По счетчику и без

По прибору определяется расход газа за месяц. Применяются стандартные нормы расхода смеси, если счетчик не установлен. Для каждого региона страны нормативы устанавливаются отдельно, но в среднем принимаются из расчета 9 – 13 м³ в месяц на одного человека.

Показатель устанавливается местными органами самоуправления и зависит от климатических условий. Расчет ведется с учетом числа владельцев помещения и людей, фактически проживающих на указанной жилплощади.

Расчет расхода сжиженного газа

Расчет газа с применением пропана или бутана имеет свои особенности, но не представляет особых сложностей. Имеет значение плотность горючего вещества, которая изменяется с повышением или понижением температуры и зависит от состава газовой смеси. Постоянным остается только вес сжиженного топлива.

Объем используемого газа отличается зимой и летом, поэтому нет смысла применять единицы м³ для определения расхода сжиженного газа на 1 кВт тепла, для обозначения берутся килограммы, которые не меняются при смене сезонов.

Расчет на 1 кВт тепла

Количество рассчитывается на отопление дома и подогрев воды в системе. Если на газе готовится еда, это нужно учитывать дополнительно.

Используется формула Q = (169.95 / 12.88) · F, где:

  • Q — масса топлива;
  • 169,95 — годовая сумма кВт на обогрев 1 м² дома;
  • 12,88 — теплотворная способность пропана;
  • F — квадратура строения.

Полученное значение умножается на стоимость 1 кг сжиженной смеси, чтобы посчитать расход на закупку требуемого количества. Цена обычно дается за 1 кг, а не за 1 м³, что следует учитывать.

Какое количество тепла отдает сжиженный газ и природный

Состав природного вида топлива (метан) определяется местом его залегания в земле. Теплота сгорания вещества — от 7 тыс. 600 до 8 тыс. 500 ккал/м³, т. е. такое количество тепла отдает при сжигании 1 м³ газа.

В качестве конденсированного топлива используется смесь бутана и пропана. Аналогичный показатель вещества составляет 9 тыс. 500 ккал/м³. Паровая фаза смеси (сгораемая взвесь в м³) считается при испарении жидких литров (в килограммах или литрах).

Уменьшение потребления газа

Экономия газа напрямую связана с уменьшением потерь тепла. Ограждающие конструкции, такие как стены, потолок, пол в доме обязательно защищаются от влияния холодного воздуха или грунта. Применяется автоматическая регулировка работы отопительного оборудования для результативного взаимодействия наружного климата и интенсивности работы газового котла.

Утепление стен, кровли, потолков

Наружный теплозащитный слой создает преграду для охлаждения поверхностей, чтобы потребить наименьшее количество топлива.

Статистика показывает, что часть нагретого воздуха уходит через конструкции:

  • крыша — 35 – 45%;
  • неутепленные оконные проемы — 10 – 30%;
  • тонкие стены — 25 – 45%;
  • входные двери — 5 – 15%.

Полы защищаются материалом, который имеет допустимую влагопроницаемость по норме, т. к. при намокании теряются теплоизоляционные характеристики. Стены лучше изолировать снаружи, потолок утепляется со стороны чердака.

Замена окон

Современные металлопластиковые рамы с двух- и трехконтурными стеклопакетами не пропускают воздушных потоков и препятствуют сквознякам. Это ведет к уменьшению потерь через щели, которые были в старых деревянных рамах. Для проветривания предусматриваются поворотно-откидные механизмы створок, способствующие экономному расходованию внутреннего тепла.

Стекла в конструкциях оклеиваются специальной энергосберегающей пленкой, которая пропускает внутрь ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, но препятствует обратному их проникновению. Стекла снабжаются сетью элементов, подогревающих площадь для оттаивания снега и льда. Существующие конструкции рам дополнительно утепляются полиэтиленовой пленкой снаружи или используются плотные шторы.

Другие способы

Выгодно применять современные конденсационные котлы на газовом топливе и ставить автоматизированную координационную систему. На все радиаторы устанавливаются термоголовки, а на обвязке агрегата монтируется гидрострелка, что экономит 15 – 20% тепла.

В отопительной системе ставятся детекторы, регуляторы температуры, которые регулируют мощность котла в зависимости от состояния наружного климата. Если на улице теплая погода, результативнее и экономичнее перейти на отопление кондиционерами.

Источник

Adblock
detector