Контроль состояния фильтра природного газа — это задача, без решения которой невозможно обеспечить ни качество газа, ни безопасность работы оборудования. Фильтр постепенно забивается механическими примесями: окалиной, песком, продуктами коррозии труб. Чем плотнее забит фильтрующий элемент, тем труднее газу пройти через него. Это сопротивление, которое испытывает газ, называется перепадом давления — разницей между давлением на входе в фильтр и на выходе из него. Именно по величине этого перепада эксплуатационный персонал судит о степени загрязнения фильтра.
Задача индикатора загрязненности — показать эту разницу давлений в форме, понятной и удобной для оперативного принятия решения: пора чистить фильтр или ещё рановато. Эволюция способов такого контроля прошла несколько этапов — от простейших технических решений до специализированных приборов, и сегодня существует целый спектр устройств, различающихся по точности, сложности и цене.
Традиционный метод: два манометра на входе и выходе
Исторически самый первый и самый наглядный способ контроля перепада давления — установка двух обычных манометров: один до фильтра, второй после него. Оператор визуально сравнивает показания обоих приборов, вычисляет в уме или на бумаге разность и делает вывод о состоянии фильтра. Метод прост, не требует специального оборудования и понятен любому слесарю.
Однако у этого способа есть фундаментальный недостаток, который делает его применение на практике, мягко говоря, неточным, а иногда и вовсе бессмысленным. Проблема в классе точности манометров.
Для примера возьмём типичную ситуацию. Давление в газопроводе составляет 0,5 мегапаскаля (примерно 5 атмосфер). Предельно допустимый перепад давления на чистом фильтре обычно составляет от 5 до 10 килопаскалей — это всего 0,005-0,01 МПа, то есть один-два процента от рабочего давления. Для измерения такого давления обычно используют манометры с пределом измерения 0,6 МПа. Если эти манометры имеют класс точности 1,5 (а это очень распространённый класс для технических манометров), то погрешность каждого из них составит 0,6 × 0,015 = 0,009 МПа, то есть 9 килопаскалей.
Теперь посчитаем суммарную погрешность измерения перепада двумя манометрами. По законам математической статистики, общая погрешность складывается из погрешностей каждого прибора. В нашем примере она достигает 7-10 кПа — величины, которая сопоставима с самим измеряемым перепадом давления на чистом фильтре, а в некоторых случаях даже превышает его .
Что это означает на практике? Оператор, глядя на два манометра, может увидеть разницу в 5 кПа, когда на самом деле перепада нет, или не заметить реального перепада в 10 кПа из-за того, что один манометр врёт в плюс, а другой — в минус. О надёжном контроле загрязнения фильтра с такой точностью говорить не приходится.
Кроме того, два манометра требуют двойного обслуживания — периодической проверки, поверки, замены. Они занимают место на щите, требуют дополнительных кранов и соединений. Поэтому метод двух манометров сегодня признан устаревшим и не соответствующим современным требованиям к точности контроля. Нормативные документы, в частности Правила по метрологии ПР 50.2.019-2006, прямо указывают, что для измерения перепада давления на фильтрах следует применять дифманометры или датчики перепада давления индикаторного типа, а не два отдельных манометра .
Дифманометры: точное измерение перепада давления
Дифманометр, или дифференциальный манометр, — это прибор, который измеряет именно разность двух давлений, а не каждое из них по отдельности. Конструктивно он выполнен так, что к нему подводятся оба импульса — от точки до фильтра и от точки после фильтра. Внутри прибора эти два давления воздействуют на чувствительный элемент (обычно мембранную коробку или две трубчатые пружины), и стрелка показывает непосредственно разницу, без всяких вычитаний .
Главное преимущество дифманометра перед двумя манометрами — точность. Поскольку прибор измеряет не два больших числа, а их малую разность, его шкала может быть очень чувствительной в нужном диапазоне. Например, дифманометры типа ДСП-80 выпускаются на диапазоны измерения перепада от 0…1 кПа до 0…40 кПа, при классе точности 1,5 . То есть погрешность измерения перепада в 5 кПа таким прибором составит около 0,075 кПа — в сто раз точнее, чем двумя манометрами.
Дифманометры могут быть разных типов: показывающие (только со стрелочным индикатором), самопишущие (с диаграммной бумагой для регистрации перепада во времени) и сигнализирующие (с электрическими контактами, срабатывающими при достижении заданного перепада) . Применяются они не только на фильтрах, но и на счетчиках газа, струевыпрямителях и любом другом оборудовании, где важен контроль гидравлического сопротивления.
Однако у дифманометров есть свои недостатки. Во-первых, это достаточно сложные и дорогие приборы по сравнению с простыми манометрами. Во-вторых, они требуют регулярной поверки — как правило, раз в год . В-третьих, они чувствительны к перегрузкам: если перепад давления внезапно станет слишком большим (например, при резком закрытии задвижки), чувствительный элемент может быть повреждён. Поэтому в схему включения дифманометра часто добавляют трёхвентильный блок — специальную арматуру, позволяющую отключать прибор, уравновешивать давление с обеих сторон и защищать его от перепадов, превышающих предельные .
Индикаторы перепада давления ИПД, ДПД, ДИПД: простота и наглядность
Для многих газовых фильтров не требуется знать точное численное значение перепада давления в килопаскалях. Достаточно понимать: фильтр ещё чист или уже пора его менять. Именно для таких задач были разработаны индикаторы перепада давления — простые, дешёвые и надёжные устройства, которые часто называют ИПД (индикатор перепада давления), ДПД (датчик перепада давления) или ДИПД (дифференциальный индикатор перепада давления) .
Конструктивно индикатор перепада давления напоминает маленький циферблат со стрелкой, но его внутреннее устройство существенно проще, чем у полноценного дифманометра. Принцип работы основан на перемещении чувствительного элемента под действием разности давлений. Индикатор подключается к двум точкам — до фильтра и после фильтра — и стрелка показывает величину перепада.
Но главная особенность ИПД — его шкала. Она разделена всего на два цветных сегмента: зелёный и красный . Когда фильтр чист, перепад давления мал, и стрелка находится в зелёной зоне. По мере забивания фильтра перепад растёт, стрелка перемещается и, в конце концов, входит в красную зону. Это сигнал для персонала: фильтрующий элемент требует очистки или замены.
Существуют две основные модификации ИПД, различающиеся порогом срабатывания. Первая, срабатывающая при перепаде 5 кПа, предназначена для фильтров, обеспечивающих степень фильтрации не менее 99,5% для частиц размером 0,08 мм. Вторая, с порогом 10 кПа, используется на фильтрах, задерживающих частицы размером 0,005 мм — то есть на более тонкой очистке .
Важнейшее с точки зрения нормативных требований отличие ИПД от дифманометра заключается в его статусе. Индикатор перепада давления не является средством измерения в метрологическом смысле этого слова. У него нет нормированных метрологических характеристик, он не требует обязательной периодической поверки. Правила по метрологии ПР 50.2.019-2006 прямо допускают применение датчиков перепада давления индикаторного типа для контроля фильтров . Точность индикации рабочей зоны (зелёной и красной) обычно составляет ±10%, чего вполне достаточно для эксплуатационных целей, но совершенно недостаточно для точных измерений .
Технические характеристики ИПД выглядят следующим образом. Максимальное рабочее давление, при котором индикатор сохраняет работоспособность, составляет 1,6 МПа. При этом максимально допустимый перепад между входом и выходом, не приводящий к разрушению прибора, составляет те же 1,6 МПа — то есть индикатор может выдержать ситуацию, когда фильтр полностью забит, а байпасная линия закрыта. Диапазон рабочих температур — от минус 40 до плюс 70 градусов Цельсия, что позволяет использовать ИПД на открытом воздухе в любых климатических зонах. Вес прибора не превышает 0,6-1,0 кг .
Индикаторы перепада давления устанавливаются непосредственно на корпус фильтра. Многие современные газовые фильтры выпускаются уже с предусмотренными посадочными местами под ИПД, а иногда и в комплекте с ними. Это делает монтаж максимально простым: не нужны отдельные кронштейны, импульсные трубки и запорная арматура — индикатор вкручивается прямо в корпус.
Более сложные индикаторы: с уставкой и шкалой в кПа
На стыке между простыми двухцветными ИПД и полноценными дифманометрами находятся индикаторы перепада давления со шкалой, проградуированной в килопаскалях (или в миллибарах), но при этом сохраняющие простоту установки и неприхотливость индикаторных устройств.
Примером такого прибора является индикатор типа ИП-30. Его шкала размечена от 0 до 30 кПа (или от 0 до 300 мбар), что позволяет оператору не только видеть, находится ли стрелка в красной или зелёной зоне, но и оценивать численное значение перепада давления в каждый момент времени .
Особенностью некоторых моделей является наличие двух стрелок на одном циферблате. Чёрная стрелка показывает текущий перепад давления на фильтре в реальном времени. А красную стрелку оператор может установить вручную на то положение, которое соответствует предельному допустимому перепаду для данного типа фильтра. По мере забивания фильтра чёрная стрелка движется к красной, и когда они поравняются, приходит сигнал к обслуживанию . Это очень удобное решение для объектов, где используются фильтры разных типов с разными допустимыми перепадами — не нужно запоминать цифры, всё видно на циферблате.
Такие индикаторы также могут иметь два конструктивных исполнения — для монтажа на фильтр, ориентированный на поток «слева направо» или «справа налево». Это позволяет оператору видеть шкалу в нормальном положении независимо от направления газа в трубопроводе .
Что выбрать: сравнение подходов
Для практического применения выбор способа контроля перепада давления на газовом фильтре сводится к компромиссу между точностью, стоимостью и простотой.
Метод двух отдельных манометров на входе и выходе сегодня можно считать устаревшим. Его погрешность слишком велика, чтобы надёжно контролировать фильтр, а требования нормативных документов ему не соответствуют. Его применение оправдано только в крайнем случае, на малых объектах с низкими требованиями к точности или в качестве временного решения.
Дифманометр даёт максимальную точность и возможность регистрации перепада во времени. Однако он дороже, сложнее в установке и требует периодической поверки. Его применение целесообразно на крупных газораспределительных пунктах, компрессорных станциях и других объектах, где ведётся учёт газа и требуется высокая достоверность измерений.
Индикатор перепада давления ИПД (или его аналоги ДПД, ДИПД) — оптимальное решение для большинства типовых фильтров на газорегуляторных пунктах и шкафных регуляторных установках. Он дёшев, прост, не требует поверки и даёт оператору всю необходимую информацию: чист фильтр или его пора обслуживать.
Более сложные индикаторы с числовой шкалой и настраиваемой уставкой занимают промежуточное положение: они дают больше информации, чем простой двухцветный ИПД, но при этом остаются простыми и неприхотливыми в эксплуатации.
Нормативные требования к приборам контроля
Согласно Правилам по метрологии ПР 50.2.019-2006, контроль перепада давления на газовых фильтрах является обязательным. При этом для измерения перепада могут применяться дифманометры любого типа, а для контроля фильтров допускается использование датчиков перепада давления индикаторного типа .
Важное требование, сформулированное в разъяснениях к этим правилам, касается точности контроля. Для фильтров допустимая погрешность измерения перепада давления не должна превышать ±10% от измеряемой величины. Для дифманометров это означает необходимость выбора прибора класса точности не хуже 4. Для индикаторов перепада давления достаточно заявленной производителем точности индикации рабочих зон — обычно это те же ±10% .
Кроме того, нормативные документы подчёркивают, что ответственность за надлежащее состояние узлов учета и фильтрующего оборудования, включая наличие и исправность средств контроля перепада давления, несут владельцы этих объектов .
-------------------------------------------------------------------------------------
Наши контакты :
ООО”Газавтомат”
410005 г Саратов ул Большая Горная,353
(8452)599719,599283
Сайт - saratovgaz.ru
Эл почта – saratovgaz@inbox.ru
Мы в Телеграмм…………………..https//t.me/gazavtomat64