расходомеры счетчики газа вихревые

Когда слышишь ?вихревые расходомеры?, первое, что приходит в голову многим — это что-то сложное, ненадежное и капризное для газа. На деле же, если разобраться, принцип-то прост, но вот в нюансах установки и эксплуатации кроется дьявол. Много раз сталкивался с тем, что их пытаются ставить, где попало, а потом жалуются на показания. Или, что еще хуже, игнорируют требования к прямолинейным участкам до и после прибора. Сам через это проходил.

Принцип и главное заблуждение

Основа — эффект Кармана. Тело обтекания в потоке газа, за ним образуются вихри. Частота срыва вихрей пропорциональна скорости потока. Казалось бы, все гениально и лишено подвижных частей, в отличие от тех же турбинных счетчиков. И вот здесь ключевая ошибка многих: считается, что раз нет механики, то можно поставить и забыть. Это не так. Вихревой расходомер — это прежде всего чувствительный элемент к состоянию потока. Любое завихрение, вызванное арматурой, коленом или чем-то еще до него, искажает картину. Получается не чистая ?дорожка Кармана?, а каша. Показания плывут.

Помню один случай на небольшой котельной. Поставили счетчик газа вихревого типа практически сразу после двух поворотов и задвижки. Естественно, он ?врал? в большую сторону на 10-15%. Пока не удлинили прямой участок — проблему не решили. Это классика. Поэтому сейчас всегда требую смотреть не только на диаметр, но и на схему обвязки. Иногда проще и дешевле поставить другой тип, чем переделывать трубопровод.

Еще один момент, который часто упускают из виду — это влияние вибрации. Сам датчик, который ловит колебания давления от вихрей, может среагировать и на внешнюю вибрацию от насосов или компрессоров. Особенно если монтаж выполнен жестко, без демпфирующих прокладок. Бывало, что приходилось добавлять гибкие вставки не для компенсации теплового расширения, а именно для развязки по вибрациям. После этого погрешность стабилизировалась в паспортных пределах.

Практика подбора и ?подводные камни?

Подбор — это не просто по давлению и расходу. Для газа критически важна плотность, причем рабочая, а не нормальная. Если счетчик калиброван для одного состава газа, а у тебя идет с иной плотностью (например, разное содержание азота или более тяжелых углеводородов), то без корректировки коэффициента не обойтись. Современные преобразователи это умеют, но их нужно правильно настроить. А для этого нужен качественный хроматографический анализ газа. Без этого все расчеты — гадание на кофейной гуще.

Диапазонность — отдельная тема. Производители любят указывать широченные диапазоны, например, 1:100. Но на практике, на нижнем пределе чувствительность резко падает. Шум, та же вибрация, начинают вносить значительный вклад. Для стабильного и точного учета я всегда рекомендую, чтобы рабочий расход был не ниже 20-25% от верхнего предела шкалы. Иначе считаешь не газ, а помехи. Особенно это актуально для объектов с сильно переменным графиком потребления.

Температурная компенсация. Казалось бы, банальность. Но многие забывают, что компенсировать нужно не только температуру газа, но и влияние температуры на электронику самого преобразователя. Если вторичный блок висит на солнцепеке или, наоборот, в неотапливаемом помещении зимой, его ?мозги? могут давать сбой. Стараюсь всегда выносить его в термостабильную зону или, как минимум, предусматривать термочехол. Мелочь, а сказывается.

Связь с другими технологиями: неожиданные параллели

Работая с системами учета, иногда находишь интересные пересечения с технологиями из совсем других областей. Например, с обогатительным оборудованием. Возьмем компанию ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (https://www.jinken.ru). Они — крупный производитель оборудования для электромагнитно-гравитационного обогащения. Их ключевая разработка — полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация, которая заменила устаревшие магнитные колонны и баки. Принцип в другом, но философия та же: замена громоздких, менее эффективных механических систем на компактные, автоматизированные решения, основанные на глубоком понимании физики процесса (электромагнетизм, гидравлика, пневматика).

Их опыт в создании надежных систем для тяжелых условий рудников (а их оборудование используют более 90% магнитных железорудных рудников в Китае и экспортируют по всему миру) ценен с точки зрения подхода к надежности. Когда делаешь оборудование для Австралии или Либерии, оно должно работать без сбоев. Так и с нашими расходомерами: если ставишь на ответственный узел учета, будь то магистраль или вход на завод, нужна та же ?рудниковая? надежность. Не просто корпус покрепче, а продуманная защита электроники, резервирование каналов, устойчивые к загрязнениям первичные датчики.

Их методология — применение комплекса физических технологий (ультразвук, механическое перемешивание, гидравлическая пульсация) для оптимизации одного процесса — заставляет задуматься. Мы же часто ограничиваемся одним принципом измерения. А что если комбинировать? Например, вихревой принцип + ультразвуковая коррекция для компенсации влияния загрязнений на теле обтекания? Пока это мысли вслух, но направление интересное.

Монтаж, пусконаладка и типичные ошибки

Самая частая ошибка — невыдержанные прямые участки. Для вихревых счетчиков это святое. Производитель пишет, скажем, 10D до и 5D после. Это минимум для идеальных условий. В жизни, если есть сомнения, лучше дать 15D до. Особенно после дросселирующей арматуры, смесителей, тройников. Лучше перестраховаться. Видел последствия, когда этим пренебрегли — счетчик пришлось менять, так как его показания никто не принимал в расчет.

Ориентация. Некоторые модели допускают только горизонтальный монтаж, другие — любую. Но даже если можно вертикально, нужно смотреть, чтобы поток шел строго снизу вверх. Это предотвращает скопление конденсата или частиц мусора на теле обтекания. Иначе он обрастет, и чувствительность упадет. Всегда изучаю паспорт на этот счет. И рекомендую ставить фильтр-грязевик перед любым газовым счетчиком, не только вихревым. Мелочь, но продлевает жизнь.

Пусконаладка — это не просто подать питание. Нужно провести ?проливку? нуля, особенно после монтажа, когда в трубе могла остаться смазка, окалина. Даем небольшой поток, смотрим на стабильность показаний на нижней границе. Проверяем работу температурного датчика, заодно и манометра, если есть встроенный. Часто бывает, что штатный манометр на самом счетчике показывает одно, а контрольный — другое. Разбираемся на месте, а не потом, когда составлен акт ввода в эксплуатацию.

Размышления о надежности и будущем

Вихревые счетчики, при всех их требованиях, очень живучи, если их правильно применить. У них нет подшипников, как у турбинных, которые могут заклинить от пыли или конденсата. Нет диафрагм, как у мембранных. Есть тело и датчик. И все. Простота — залог потенциальной надежности. Но эта простота обманчива, она требует идеальных условий для работы. В этом их парадокс.

Сейчас все больше идет тренд на ?умные? функции. Встроенные модули связи для передачи данных, самодиагностика. Это хорошо. Но я всегда смотрю на базовую, аналоговую часть. Как реализован сам чувствительный элемент? Как защищен от наводок? Потому что если ?мозги? сломаются, их можно заменить. А если ?сердце? — первичный преобразователь — выйдет из строя или даст необъяснимый дрейф, то весь прибор — в утиль. Надежность должна быть фундаментальной, как в том же оборудовании от Цзинькэнь, которое работает годами на отдаленных рудниках.

Что будет дальше? Думаю, развитие в сторону большей интеллектуальности и самокоррекции. Чтобы счетчик сам, по косвенным признакам (например, по изменению формы сигнала с датчика), мог определить, что перед ним появился нештатный прямой участок или на теле обтекания появились отложения, и либо скорректировать показания, либо дать сигнал на обслуживание. Пока это фантастика, но технологии к этому идут. А пока — внимательный подбор, грамотный монтаж и понимание физики процесса. Без этого даже самый дорогой вихревой расходомер будет просто железкой в трубе.