Счетчик газа ООО «Эмерсон» Метран-331

Оглавление
Введение	2
1.1.	Описание технологического процесса вакуумной перегонки	4
1.2.	Описание технологического процесса в трубчатой печи	6
1.2.1.	Основные показатели работы трубчатых печей	11
2.	СТРУКТУРА АСУ ТП	12
2.1.	Полевой уровень	13
2.2.	Средний уровень	13
2.3.	Верхний уровень	14
3.	КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ	15
3.1.	Приборы и средства измерения расхода	15
3.1.2.	Счетчик газа ООО «Эмерсон» Метран-331	20
3.2.	Приборы и средства измерения давления	23
3.2.1.	Манометр с коробчатой пружиной «Вика Мера» PGT63HP.100	23
3.2.2.	Манометр с трубкой Бурдона и электрическим выходным сигналом «Вика Мера» PGT23.063	26
3.3.	Приборы и средства измерения температуры.	29
3.3.1.	Термоэлектрические преобразователи ООО «Эмерсон» Метран-251	29
3.4.	Анализаторы	33
3.4.1.	Ультрафиолетовый/инфракрасный извещатель погасания пламени ООО «Эмерсон» Net Safety UV/IRS	33
3.5.	Отсечные регулирующие клапаны	35
3.5.1.	Пневматический регулирующий клапан ООО «Самсон-Контролс» V2001	35
3.5.2.	Пневматическая отсечная заслонка ООО «Самсон-Контролс» 3335 / AT	36
4.	Построение математической модели трубчатой печи в УКПГ	39
4.1.	Вывод математической модели	39
4.2.	Вывод передаточной функции объекта	39
5.	Моделирование процесса работы трубчатой печи	39









Введение
	Нефть – это маслянистая жидкость, имеющая горючие свойства, основной долей структуры которой является углерод. В связи с тем, что нефть характеризуется способностью выделять большое количества тепла при сгорании, её можно именовать одним из главных энергоносителей. Интенсивный нагрев нефти и нефтепродуктов осуществляется с целью снижения вязкости продукта при транспортировке. Трубчатые печи различного назначения имеют важнейшее значение на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии. Роль трубчатой печи в процессах переработки очень разнообразна. Трубчатые печи предназначены для нагрева, испарения жидких и газообразных сред в различных процессах нефтепереработки, а также для проведения термохимических технологических процессов на предприятиях нефтехимии [Жидков, трубчатые печи]. Принцип действия трубчатых основан на нагревании продукта, непрерывно прокачиваемого через змеевик, за счёт тепла, выделяющегося при сжигании топлива. Широкое применение трубчатых печей обусловлено рядом положительных особенностей. Трубчатые печи являются компактными, удобными в эксплуатации аппаратами, которые легко подвергаются процессу автоматизации. Также они отличаются высокой эффективностью, так как в печах помимо передачи тепла излучением, существенная часть передается конвекцией вследствие высокой скорости движения дымовых газов. Пожарная опасность снижается за счёт того, что в зоне нагрева трубчатой печи единовременно находится небольшое количество нефтепродукта. Однако также существует недостаток: трубчатые печи обладают свойством тепловой инерционности, то есть переходный процесс по каналу «расход топлива – конечная температура продукта» характеризуется большими запаздываниями. В связи с этой проблемой, задача разработки оптимальной схемы регулирования трубчатой печи является актуальной.
	Цель работы: Интеграция дополнительного модуля управления в каскадную схему регулирования трубчатой печи с целью обеспечения поддержания постоянной температуры на выходе печи при помощи построение математической модели и моделирование работы трубчатой печи с помощью средств визуализации PI Process Book, PI CoreSight. 
	Для поставленной задачи необходимо:
1. Провести анализ технологического процесса;
2. Подобрать комплекс технических средств, которые будут удовлетворять снижению инерционности печи;
3. Разработать структуру АСУ ТП;
4. Построить математическую модель системы;
5. Провести моделирование работы трубчатой печи при помощи средств моделирования PI System;
6. Рассчитать экономические показатели системы;












АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1.1. Описание технологического процесса вакуумной перегонки 
	Мазут направляют на дальнейшую перегонку под вакуумом для получения в зависимости от направления переработки вакуумных газойлей или масляных дистиллятов, а также гудрона. Получить смазочные масла при разгонке при атмосферном давлении невозможно. Причина в том, что при нагревании нефти выше 360°С происходит ее термическое разложение. Фракция мазута выкипает при температурах свыше 360°С, следовательно нагревание невозможно при атмосферном давлении, необходимо снижать давление. Нагревание необходимо для того, чтобы молекулы набрали достаточно энергии и могли покинуть жидкую фазу. Скорость, с которой это происходит, зависит от скорости, с которой подается тепло и от давления воздуха над жидкостью. И чем ниже давление, тем меньше энергии и температуры нагрева требуется, чтобы началось парообразование в жидкости. Из этого следует, что чем ниже давление, тем ниже температура кипения. В процессах вакуумной перегонки мазута используют схему однократного испарения. Мазут нагревают в печи и подают в вакуумную колонну (рисунок 1.1.1). 

Рис.1.1.1. Схема вакуумной перегонки мазута
     С верха колонны смесь нефтяных и водяных паров, газы разложения и воздуха (засасываемый через неплотности) поступают в конденсационно - вакуумсоздающую систему (КВС). КВС состоит из системы конденсации, системы вакуумных насосов, барометрической трубы, газосепаратора и сборника конденсата. После конденсации и охлаждения смесь разделяется в газосепараторе на газ и жидкость. Жидкость поступает в отстойник для отделения нефтепродукта от водного конденсата. Газы разложения отсасываются пароинжекторным вакуумным насосом. Часть легкого вакуумного газойля (соляр) охлаждается в холодильнике и возвращается обратно в колонну в качестве верхнего циркуляционного орошения, а балансовое его количество выводится с установки. Далее отбирается широкая фракция вакуумного газойля, часть которого используется как среднее циркуляционное орошение. С нижней тарелки концентрационной части колонны выводится затемненная фракция, часть которой используется как нижнее циркуляционное орошение, другая часть выводится с установки или используется как рецикл. С низа колонны отбирается гудрон, часть которого после охлаждения возвращается в колонну в качестве квенчинга, а часть выводится с установки. Вакуумный газойль используется как сырье установок каталитического крекинга, гидрокрекинга или пиролиза, а также термического крекинга.
	По масляному варианту переработки в вакуумной колонне получают узкие масляные фракции, которые являются базовой основой для получения товарных масел путем последующей очистки от нежелательных компонентов (асфальто-смолистых соединений, полициклических ароматических и твердых парафиновых углеводородов) на установках селективной очистки масел и депарафинизации.
1.2. Описание технологического процесса в трубчатой печи
	Трубчатая печь – это технологическое сооружение, основными конструктивными элементами которого являются фундамент, каркас, футеровка, змеевик, горелки с системами подачи топлива и воздуха, утилизатор тепла, дымовая труба и гарнитура. Каркас печи – это основная металлическая конструкция, которая через несущие стойки опирается на фундамент. Для защиты каркаса от воздействия высоких температур предназначена футеровка, которая также обеспечивает создание вторичного теплового излучения, которое благоприятствует повышению КПД печи. Наиболее ответственная часть трубчатой печи – технологический змеевик, который представляет собой бесшовные трубы, обеспечивающие транспортировку сырья. Также к конструктивным элементам относятся горелки, которые служат для сжигания топлива; утилизаторы тепла – для уменьшения потерь тепла; и дымовая труба, выполняющая две функции -  отвод вредных дымовых газов и создание необходимой тяги в топке печи. Трубчатая печь состоит из двух камер: радиации и конвекции. В камере радиации, где проистекает процесс сжигания топлива, расположен радиантный экран, трубы которого поглощают тепло от радиации факела, трехатомных газов сгорания и вторичного излучения кладки. Продукты горения нагревают огнеупорную кладку и трубы змеевика как за счет конвекции, так и за счет радиации факела. Вещества, образующиеся в процессе горения из рабочей камеры поднимаются вверх на высоту перевальных стен конвекционной камеры и за счёт конвекции нагревают пучок труб, расположенных в ней. Затем через дымовую трубу вредные дымовые газы отводятся на большую высоту для рассеивания их в атмосфере. В камере конвекции расположены трубы, которые с помощью конвекции получают тепло от потока дымовых газов.
	Далее будет рассмотрен процесс теплообмена в трубчатой печи на примере печи, состоящей из двух камер с настильным пламенем. Особенностью данной печи является наклонное расположение форсунок внизу печи, обеспечивающих соприкосновение факела с поверхностью стены, размещенной в середине камер (Рисунок 1.1.1).

Рисунок 1.2.1. Схема двухкамерной вертикальной печи с настильным пламенем.
	1 – топочная камера; 2 – средняя излучающая стенка; 3 – камера конвекции; 4 – трубы конвекционные; 5 – трубы радиантные; I – сырье (ввод); II – сырье (выход); III – топливо и воздух.
В камеру радиации подводится топливо с помощью форсунки, а также нагретый или холодный воздух, необходимый для горения. Интенсивное перемешивание топлива с воздухом, а также эффективное горение достигается за счёт высокой степени дисперсности топлива. Соприкосновение факела с поверхностью стены обуславливает повышение его температуры; излучение происходит не только от факела, но и от этой раскаленной стены. Тепло, выделенное при сгорании топлива, расходуется на повышение температуры дымовых газов и частиц горящего топлива; последние раскаляются и образуют светящийся факел. Температура, размер и конфигурация факела зависят от многих факторов и, в частности, от температуры и количества воздуха, подаваемого для горения топлива, способа подвода воздуха, от конструкции и нагрузки форсунки, теплотворной способности топлива, расхода форсуночного пара, величины радиантной поверхности (степени экранирования топки) и др. При повышении температуры воздуха увеличивается температура факела, повышается скорость горения и сокращаются размеры факела. Размеры факела сокращаются и при увеличении (до известного предела) количества воздуха, поступающего в топку, так как избыток воздуха ускоряет процесс горения топлива. При недостаточном количестве воздуха факел получается растянутым, топливо полностью не сгорает, что приводит к потере тепла. Чрезмерное количество воздуха недопустимо вследствие повышенных потерь тепла с отходящими дымовыми газами и более интенсивного окисления (окалинообразования) поверхности нагрева. Средняя излучающая стена с настильным пламенем, а также прочие стены кладки, у которых расположены трубы (экранированная часть кладки) или свободные от труб (незаэкранированные), принято называть вторичными излучателями. Радиантные трубы получают тепло не только излучением, но также и от соприкосновения дымовых газов с поверхностью труб, имеющих более низкую температуру (теплопередача свободной конвекцией). Из всего количества тепла, воспринятого радиантными трубами, значительная часть (85-90 %) передается излучением, остальное конвекцией. Наружная поверхность труб в свою очередь излучает некоторое количество тепла, т.е. имеет место процесс взаимоизлучения, однако температура поверхности труб вследствие непрерывного отвода тепла сырьем, проходящим через трубы, значительно ниже температуры других источников излучения и поэтому в итоге взаимоизлучения через поверхность радиантных труб сырью передается необходимое количество тепла. В результате теплопередачи, осуществляемой в топочной камере, дымовые газы охлаждаются и поступают в камеру конвекции, где происходит их прямое соприкосновение с более холодной поверхностью конвекционных труб (вынужденная конвекция). В камере конвекции передача тепла осуществляется также и за счет радиации трехатомных дымовых газов и от излучения стенок кладки. Наибольшее количество тепла в камере передается путем конвекции; оно достигает 60-70 % общего количества тепла, воспринимаемого этими трубами. Передача тепла излучением от газов составляет 20-30 %; излучением стенок кладки конвекционной камеры передается в среднем около 10 % тепла. Основным фактором, предопределяющим эффективность передачи тепла конвекцией, является скорость движения дымовых газов, поэтому при конструировании трубчатых печей стремятся обеспечить ее наибольшее значение. Это достигается размещением минимального числа труб в одном горизонтальном ряду и выбором минимального расстояния между осями труб. Однако, при повышении скорости дымовых газов в камере конвекции, увеличивается сопротивление потоку газов, что и ограничивает выбор величины скорости. С другой стороны, сокращение числа труб в одном горизонтальном ряду приводит к увеличению высоты камеры конвекции. Это обстоятельство также предопределяет выбор допустимой скорости движения дымовых газов в камере конвекции. Существенным фактором, влияющим на эффективность передачи тепла, является способ размещения труб в камере конвекции. При расположении труб в шахматном порядке тепло передается эффективнее, чем при расположении коридорным способом, в связи с более интенсивной турбулентностью потока дымовых газов и лучшей обтекаемостью ими труб. При одинаковой скорости движения дымовых газов шахматное расположение труб обеспечивает более эффективную (на 20-30 %) передачу тепла по сравнению с коридорным. Уменьшение диаметра труб также способствует более интенсивной передаче как за счет лучшей обтекаемости труб, так и в связи с возможностью более компактного их расположения, позволяющего создать более высокие скорости дымовых газов. Однако при уменьшении диаметра печных труб увеличивается скорость сырья и, следовательно, повышается сопротивление перемещению нагреваемого потока. Во избежание повышенного сопротивления при применении печных труб меньшего диаметра, а также для печей большой производительности движение сырья осуществляется двумя или несколькими параллельными потоками. Эффективность передачи тепла может быть повышена путем оребрения наружной поверхности конвекционных труб, так как в камере конвекции передача тепла сырью, проходящему через трубы, лимитируется в основном теплообменом со стороны дымовых газов и поэтому при оребрении увеличивается поверхность соприкосновения дымовых газов с трубами и обеспечивается передача большего количества тепла. Передача тепла конвекцией зависит и от температурного напора, т.е. от разности температур между дымовыми газами и нагреваемым сырьем. Обычно эта разность температур убывает в направлении движения дымовых газов, так как температура дымовых газов снижается на большую величину, чем при этом повышается температура сырья. При повышении температуры сырья на один градус дымовые газы охлаждаются на пять-семь градусов. Наибольший температурный напор наблюдается при входе дымовых газов в камеру конвекции, а наименьший – при их выходе. По этой причине в направлении движения дымовых газов убывает и количество тепла, поглощаемого трубами. Доля тепла, передаваемого излучением в камере конвекции, значительно меньше, чем в камере радиации, как вследствие более низкой температуры газов, так и из-за меньшей толщины излучаемого газового потока. В камере конвекции эффективная толщина газового слоя предопределяется расстоянием между смежными рядами труб. Снижение температуры дымовых газов в направлении их движения, естественно, вызывает также и уменьшение передачи тепла излучением от них. Конвекционные трубы, расположенные в первых рядах по ходу дымовых газов, получают больше тепла, как за счет конвекции, так и излучения и поэтому в иногда их теплонапряженность может быть выше теплонапряженности радиантных труб.
1.2.1. Основные показатели работы трубчатых печей
Основными показателями, характеризующими работу трубчатой печи, являются полезная тепловая нагрузка, теплонапряженность поверхности нагрева и топочного пространства, коэффициент полезного действия печи.
Важнейшей характеристикой печи является полезная тепловая нагрузка, т.е. количество тепла, воспринимаемого сырьем в печи (кВт или кДж/ч). На ряде действующих нефтеперерабатывающих заводов эксплуатируются трубчатые печи с полезной тепловой нагрузкой от 10 до 20 МВт. На высокопроизводительных установках тепловая мощность печей составляет 50-80 МВт.
Важным показателем, характеризующим работу трубчатой печи, является теплонапряженность поверхности нагрева, или плотность теплового потока, т.е. количество тепла, переданного через 1 м2 поверхности нагрева в единицу времени (Вт/м2). Различают среднюю теплонапряженность труб всей печи, среднюю теплонапряженность радиантных и конвекционных труб, а также теплонапряженность отдельных участков труб (локальная). Величина тепловой напряженности поверхности нагрева характеризует, насколько эффективно передается тепло через поверхность нагрева всей печи или отдельных ее частей. Чем выше средняя теплонапряженность поверхности нагрева всей печи, тем меньше размеры печи, обеспечивающей передачу заданного количества тепла и, следовательно, тем меньше затраты на ее сооружение. Однако чрезмерно высокая теплонапряженность поверхности нагрева может нарушить нормальную работу печи и привести к прогару труб. Тепловая напряженность топочного пространства характеризует количество тепла, выделяемого при сгорании топлива в единицу времени в единице объема топки (Вт/м3). Эта величина, в известной мере, характеризует эффективность использования объема топки. Размеры топки трубчатых печей во многих случаях зависят не от величины допустимого удельного тепловыделения, а от конструктивных особенностей печи и допускаемой величины теплонапряженности поверхности нагрева радиантных труб. В трубчатых печах теплонапряженность топочного пространства обычно составляет 40-80 кВт/м3, тогда как в паровых котлах, где объем топочного пространства в основном предопределяется условием полного сгорания топлива, эта величина значительно больше (600-2000 кВт/м3).
Коэффициент полезного действия трубчатой печи есть величина, характеризующая полезно используемую часть тепла, выделенного при сгорании топлива. При полном сгорании топлива эта величина зависит главным образом от коэффициента избытка воздуха и температуры дымовых газов, выходящих из печи, а также от степени тепловой изоляции трубчатой печи. Снижение коэффициента избытка воздуха так же, как и понижение температуры отходящих дымовых газов, способствует повышению к.п.д. печи. При подсосе воздуха через неплотности кладки коэффициент избытка воздуха повышается, что приводит к снижению к.п.д. печи. Для трубчатых печей значение коэффициента полезного действия находится в пределах от 0,65 до 0,85.
2. СТРУКТУРА АСУ ТП
	Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), применяемые на опасных производствах и предприятиях (химическая, нефтехимическая промышленности, ГЭС, ТЭС, АЭС и т.д.), как правило, состоят из распределенной системы управления (РСУ) и системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ). Основная задача ПАЗ — перевод производства в безопасное состояние, при возникновении каких-либо проблем в работе РСУ (выход технологических процессов за установленные границы, отказ оборудования, нештатные ситуации). Как правило, система ПАЗ получает данные от дублированных датчиков и управляет резервированным оборудованием. У системы ПАЗ нет станций оператора, есть только инженерная станция, с помощью которой выполняется конфигурирование ПЛК системы ПАЗ. Со станций оператора РСУ можно видеть, как работает система ПАЗ, но нельзя ей управлять. Конечное оборудование не зависит от оборудования РСУ, к примеру, если на трубопроводе заклинил клапан РСУ, то отработает отсекатель системы ПАЗ. Система управления представляет собой комплекс программных и технических средств, выполняющих задачу автоматизированного контроля и управления технологическими процессами подогрева нефти, и состоит из трёх уровней: полевой, средний и верхний.
2.1. Полевой уровень
	Полевой уровень является самым низким уровнем в иерархии АСУ, который включает в себя полевые устройства, такие как датчики и исполнительные механизмы, которые позволяют управлять параметрами процесса. Основная задача этих устройств – передача данных на следующий более высокий уровень для мониторинга и анализа. Датчики преобразуют значение параметров реального времени, такие как температура, давление, расход и др., в электрические сигналы. Далее эти данные передаются с датчика контроллеру для обеспечения возможности отслеживания и анализа значений параметров реального времени. 
2.2. Средний уровень
	Средний уровень представляет собой набор различных устройств автоматизации, таких как программируемые логические контроллеры, станки с ЧПУ (числовое программное управление), которые получают значения параметров процесса от датчиков. Программируемые логические контроллеры (ПЛК) являются наиболее используемыми надёжными промышленными контроллерами, которые способны выполнять функции автоматического управления на основе ввода данных с датчиков, а также обеспечивают отслеживание нарушения параметров технологического процесса или их соответствие заданным величинам. Преобразованные сигналы с датчиков при поступлении на соответствующие контроллеры сравниваются с запрограммированными значениями параметров. И далее, в зависимости от соответствия заданным параметрам, контроллер передает сигнал на другие компоненты системы для дальнейшего исполнения заданного алгоритма.  ПЛК состоит из различных модулей, таких как процессор, аналоговый ввод и вывод, цифровые вход и выход и коммуникационные модули. Таким образом, это позволяет оператору программировать стратегию управления с целью выполнения определенных автоматических операций в технологическом процессе. Кроме того, на среднем уровне реализуются такие возможности, как пуск и остановка оборудования с целью предотвращения аварийных ситуаций.
2.3. Верхний уровень
	Данный уровень представляет собой человеко-машинный интерфейс (ЧМИ), который представляет собой персональный компьютер, системы мониторинга и управления технологическими процессами, операторские панели, дисплеи и индикаторы, которые обеспечивают взаимодействие системы АСУ ТП с человеком (диспетчером или оператором). Это высший уровень промышленной автоматизации, который управляет всем технологическим процессом. В основном на этом уровне используются системы диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA). В систему поступают не только информация о параметрах технологического процесса, но и информация о внешнем вмешательстве персонала в работу установки. Контроллеры среднего уровня также передают информацию на верхний уровень АСУ ТП с целью проведения дальнейшего анализа, визуализации, и, при необходимости, вмешательства диспетчера или оператора в технологический процесс.
	Вышеприведённая иерархия уровней АСУ ТП доказывает непрерывность потока информации с высокого уровня на низкий уровень и наоборот. Если представить информацию графическим способом, то совокупность уровней будет представлять собой пирамиду, в которой при движении от низкого уровня к высокому происходит агрегирование информации, а при движении в обратном направлении мы получаем дифференцированную информацию о технологическом процессе. 

Рис. 2.1. Структурная схема АСУ ТП подогрева нефти в трубчатой печи
3. КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
3.1. Приборы и средства измерения расхода
3.1.1. Расходомеры ООО «Эмерсон» Метран-350SFA 
     Расходомеры на базе осредняющей напорной трубки Annubar предназначены для измерения расхода жидкости, газа, пара в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах технологического и коммерческого учета. (позиции 1, 4, 18). 
     
     Рисунок 3.1.1.1. Внешний вид расходомера Метран-350SFA.
     Расходомеры данного типа являются решением задачи измерений расхода при диаметрах трубопровода от 50 до 2400 мм. Использование ОНТ Annubar в качестве первичного преобразователя расхода позволяет сократить безвозвратные потери давления в трубопроводе, присущие измерительным комплексам с сужающими устройствами - диафрагмами. Чем больше потери давления в трубопроводе, тем больше электроэнергии необходимо для работы насосов или компрессоров. Экономия электроэнергии позволяет сократить суммарные затраты и повысить эффективность производства. Установка таких расходомеров экономична и менее трудоемка по сравнению с установкой измерительного комплекса на базе стандартной диафрагмы - необходимо просверлить отверстие в трубопроводе, приварить монтажный фланец, вставить расходомер в трубопровод и подключить, при этом целостность трубопровода не нарушается.
     Особенности:
     * измеряемые среды: жидкость, газ, пар;
     * температура измеряемой среды: -40...400°С ;
     * избыточное давление в трубопроводе до 25 Мпа;
     * условный проход DN 50…2400;
     * пределы измерений расхода рассчитываются для конкретного    техпроцесса;
     * динамический диапазон 8:1, 14:1;
     * пределы основной относительной погрешности измерений расхода до ±0,8%;
     * выходной сигнал 4-20 мА/HART, Foundation Fielbus, WirelessHART;
     * наличие взрывозащищенного исполнения;
     * межповерочный интервал - 4 года;
     * внесены в Госреестр средств измерений.
     Достоинства: 
     * интегральная конструкция расходомера исключает потребность в импульсных линиях и дополнительных устройствах, сокращается количество потенциальных мест утечек среды;
     * низкие безвозвратные потери давления в трубопроводе по сравнению с измерительными комплексами на базе сужающих устройств;
     * многопараметрический преобразователь обеспечивает вычисление мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа, объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям;
     * установка расходомера экономична и менее трудоемка по сравнению с установкой измерительного комплекса на базе стандартной диафрагмы;
     * возможность установки расходомера без остановки техпроцесса благодаря конструкции Flo-Tap.
               Осредняющая напорная трубка Annubar 585:
     * первичный элемент Rosemount 585 Annubar создан для стабильной работы в суровых условиях технологического процесса – максимальное давление может достигать 26,1 МПа при 593 °C;
     * симметричная конструкция осредняющей напорной трубки позволяет осуществлять измерение расхода двустороннего потока;
     * монтаж расходомера без остановки техпроцесса благодаря конструкции Flo-Tap;
     * энергосбережение за счет минимальных безвозвратных потерь давления; 
     * Dy трубопровода от 100 до 2400 мм.
     Для понимания принципа функционирования данного типа расходомеров проще всего прибегнуть к аналогии с законом Ома. В рамках данной аналогии давление эквивалентно напряжению, а скорость потока эквивалентна силе тока. Если на пути прохождения потока установить препятствие (сопротивление), возникнет перепад давления до и после препятствия (падение напряжения на сопротивлении). Определение перепада давление можно осуществлять как непосредственно измеряя давление жидкости до и после прохождения препятствия, так и с помощью дифференциального датчика давления, установленного на ответвлении от основного канала. Аналогично можно определить силу тока на участке цепи, зная падение напряжения на сопротивлении известного номинала.
     Принцип действия на использовании давления измеряемой среды для упругой механической деформации эталонного механического органа и использовании результатов упругой деформации для индикации величины давления путем перемещения связанной с рабочим органом стрелки по шкале прибора. Наиболее простыми приборами были пружинные стрелочные манометры, позволяющие использовать жесткость пружины для пропорционального перемещения стрелки по шкале прибора. Более современные приборы в качестве механически деформируемого рабочего органа используют стальные или титановые мембраны, пружины Бурдона, винтовые пружины, связанные системой механической передачи с поворотной стрелкой, расположенной на круглом циферблате манометра или дифференциального манометра.
     
     
     Рисунок 3.2.1.2. Принцип действия пружинного манометра.
     
     Рисунок 3.2.1.3. Принцип действия механического манометра мембранного типа.
     Измерительная ячейка датчика дифференциального давления:
     Рисунок 3.2.1.4. Измерительная ячейка   датчика дифференциального давления.
1. Входное давление P-;
2. Фланцевые соединения подключениями к процессу 
3. O-кольцо
4. Корпус измерительной ячейки 
5. Кремниевый датчик давления 
6. Перегрузочная мембрана 
7. Наполнительная жидкость 
8. Разделительная мембрана 
9. Входное давление P+
3.1.2.  Счетчик газа ООО «Эмерсон» Метран-331 
     Счетчик газа Метран-331 предназначен для измерения объемного расхода, объема, абсолютного давления и температуры газа, вычисления расхода и объема газа (позиция 19). Сфера применения: газовые котельные, технологические установки (печи, металлургические агрегаты, и т.д.) 
     
     Рисунок 3.2.2.1. Внешний вид счетчика газа Метран-331.
     Состав счетчика газа:
     * многопараметрический датчик Метран-335 с КМЧ;
     * устройство микровычислительное Метран-333 с КМЧ;
     * измерительные линии (комплект прямолинейных участков 5Dу/3Dу).
     Особенности:
     * измеряемая среда: природный газ, нефтяной газ, сжатый воздух, технические газы;
     * диаметр условного прохода Dу датчика 32, 50, 80, 100, 150 мм;
     * пределы измерений объемного расхода при рабочих условиях 5…5200 м3/ч;
     * динамический диапазон по расходу 1:30;
     * пределы относительной погрешности измерений объема, приведенного к стандартным условиям ±1,5%;
     * связь с внешними устройствами вычислительной техники;
     * межповерочный интервал - 3 года;
     * внесен в Госреестр средств измерений под №23191-04, сертификат №17377 ТУ4213-034-12580824-2001.
                Основные преимущества приборов данной серии:
     * долговременная стабильность метрологических характеристик в условиях высокого содержания ферромагнитных примесей и механических загрязнений измеряемой среды, обусловленная: 
     • принципом действия, не использующим магнитные поля; 
     • эффектом “самоочищения” проточной части преобразователя, выполненной из стали 12Х18Н10Т; 
     • отсутствием футеровки проточной части материалами, подверженными деформациям в процессе монтажа и эксплуатации. 
     * широкий динамический диапазон; 
     * надежная работа в области малых значений расходов, благодаря температурной коррекции характеристики расхода; 
     * 2 утвержденные методики поверки: проливная и имитационная 
     * оперативная диагностика и возможность поверки непосредственно на трубопроводе;
     * 100%-ное обеспечение соосности при монтаже, благодаря конструктивным решениям КМЧ;
     * расширенная самодиагностика: индикация нештатных ситуаций.
     Вихревые расходометры применяются для измерения расхода жидкостей, газов и пара. Они распространены и очень широко используются во многих отраслях: от сферы жилищно-коммунального хозяйства для тепло- и водоучета, до химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности в сложных технологических процессах. При разработке данных расходомеров были проведены тесты на зависимость показаний прибора от: скачков температуры технологической жидкости, внутреннего диаметра трубопровода и завихрений выше и ниже по течению. В результате этих испытаний были рассчитаны компенсационные коэффициенты, которые прошиваются в память электроники расходомера и позволяют соответствующим образом корректировать показания на выходе прибора. 
     Принцип работы вихревых расходомеров заключается в создании вихревого движения на пути движущего потока жидкости, газа или пара с помощью установки тела обтекания, обычно в виде трапеции в сечении. Образовавшаяся за ним система вихрей называется вихревой дорожкой Кармана. Частота вихрей f в первом приближении пропорциональна скорости потока v и зависит от безразмерного критерия Sh (число Струхаля) и ширины тела обтекания d:
     f = Sh ? v / d     (1)
     Достоинством вихревых расходомеров является отсутствие каких-либо подвижных элементов внутри трубопровода, достаточно низкая нелинейность (<1,0 %) в широком диапазоне измерений (>1:10…1:40), частотный выходной сигнал, а также инвариантность метода относительно электрических свойств и агрегатного состояния движущейся среды.
3.2. Приборы и средства измерения давления
3.2.1. Манометр с коробчатой пружиной «Вика Мера» PGT63HP.100 
     Модель применяется для измерения низких давлений в местах с ограниченным свободным пространством, там, где необходимо сочетание местного отображения давления и передача измерительной информации в систему управления (позиции 3, 6). Она сочетает преимущества электрического выходного сигнала с возможностью местного снятия показаний. Даже в случае потери напряжения питания измерения продолжаются. Прочное исполнение капсульной измерительной системы выдерживает перегрузки до 50-ти кратного значения шкалы. Электронный сенсор WIKA, испытанный в экстремальных применениях автоматики, определяет положение стрелки и преобразует значение давления в пропорциональный выходной электрический сигнал, например, 4...20 мА. Данный сенсор является бесконтактным, таким образом он не подвержен трению и не изнашивается. Нулевое значение выходного сигнала устанавливается вручную. 
     
     Рисунок 3.2.1.1. Внешний вид манометра с коробчатой пружиной PGT23.100.
     Стандартное исполнение: номинальный размер, мм 100 и 160. Класс точности 1. Диапазоны измерений от 0 … 2.5 до 0 … 100 Мбар или другие эквивалентные вакуумметрические и мановакуумметрические диапазоны. Допустимая перегрузка 50-ти кратная диапазона измерений. Механизм латунь. Циферблат алюминий, белый, черные надписи. Стрелка подстраиваемая, алюминий, черная. Подстройка «нуля» при помощи подстраиваемой стрелки (или устройства подстройки для манометров с электроконтактами). Корпус нержавеющая сталь, стекло ламинированное, безопасное.
     Особенности:
     • исполнение из нержавеющей стали;
     • измерение очень низких давлений;
     • дистанционная передача измерительной информации, различные выходные сигналы; 
     • для газообразных сред, в том числе агрессивных, а также в агрессивных условиях окружающей среды; 
     • большой циферблат 100 или 160 мм для простого местного считывания показаний; 
     • индивидуальные нелинейные характеристики преобразования, (например, x2 или ?x для измерений расхода); 
     • “Plug and play” без необходимости конфигурирования;
     • высокая безопасная перегрузка до 50-ти кратного диапазона шкалы; 
     • измерительная камера защищена от несанкционированного доступа; 
     • минимальное влияние загрязненности среды на точность измерений. 
     
     
     Принцип работы:
     
     Рисунок 3.2.1.2. Принцип работы манометра с коробчатой пружиной.
     1. Измерительная камера (1) с капсульным чувствительным элементом; 
     2. Капсульный элемент (2) перемещается под действием д.......................