Одним из важнейших параметров технологических процессов является расход протекающих по трубопроводам веществ. К средствам, измеряющим расход и количество веществ при товароучетных операциях, предъявляются высокие точностные требования.
Рассмотрим основные типы расходомеров: расходомеры переменного перепада давления, расходомеры постоянного перепада давления, тахометрические расходомеры, расходомеры скоростного напора, электромагнитные (индукционные) расходомеры, ультразвуковые.
Одним из самых распространенных принципов измерения расхода жидкостей, газов и пара является принцип переменного перепада давления.
Принцип действия расходомеров постоянного перепада давления основан на перемещении чувствительного элемента по вертикали в зависимости от расхода вещества, при этом площадь проходного сечения изменяется так, что перепад давления на чувствительном элементе остается постоянным. Основным условием правильного отсчета является строго вертикальная установка ротаметра.
|
|
Расходомеры обтекания. Расходомеры обтекания относятся к большой группе расходомеров, называемых также расходомерами постоянного перепада давления. В этих расходомерах обтекаемое тело воспринимает со стороны набегающего потока силовое воздействие, которое при возрастании расхода увеличивается и перемещает обтекаемое тело, в результате чего перемещающая сила уменьшается и вновь уравновешивается противодействующей силой. В качестве противодействующей силы служит вес обтекаемого тела при движении потока вертикально снизу вверх или сила противодействующей пружины в случае произвольного направления потока. Выходным сигналом рассматриваемых преобразователей расхода служит перемещение обтекаемого тела. Для измерения расхода газов и жидкостей на технологических потоках применяются ротаметры, снабженные преобразовательными элементами с электрическим или пневматическим выходным сигналом.
Расходомеры переменного уровня.Принцип действия расходомеров переменного уровня основан на зависимости высоты уровня жидкости в сосуде от расхода непрерывно поступающей и вытекающей из сосуда жидкости. Вытекание жидкости из сосуда происходит через отверстие в дне или в боковой стенке. Сосуды для приема жидкости выполняют цилиндрическими или прямоугольными.
Измерение расхода жидкости или газа в котельной осуществляют или дроссельными или суммирующими приборами. Дроссельный расходомер с переменным перепадом давления состоит из диафрагмы, представляющей собой тонкий диск (шайбу) с отверстием цилиндрической формы, центр которого совпадает с центром сечения трубопровода, прибора измеряющего перепад давлений и соединительных трубок. Суммирующий прибор определяет расход среды по частоте вращения установленного в корпусе или рабочего колеса или ротора.
|
|
Для измерения расхода газа и пара я остановила свой выбор на интеллектуальном вихревом расходомере фирмы Rosemount типа 8800DR со встроенными коническими переходами, что позволяет на 50% снизить стоимость установки. Принцип действия вихревого расходомера основан на определении частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы. Частота вихрей пропорциональна объемному расходу. Он подходит для измерения расхода жидкости, пара и газа. По цифровому и импульсному выходу предел основной допускаемой погрешности равен ±0.65%, а по токовому дополнительно ±0.025%, выходной сигнал 4 – 20 мА. К достоинствам этого датчика можно отнести незасоряющаяся конструкция, отсутствие импульсных линий и уплотнений повышает надёжность, повышенная устойчивость к вибрации, возможность замены сенсоров без остановки процесса, малое время отклика. Возможность имитации поверки, отсутствует необходимость сужения трубопровода в процессе эксплуатации. В качестве вторичного прибора можно использовать А-100. Для измерения расхода воды применим датчик расхода воды корреляционный ДРК-4. Датчик предназначен для измерения расхода и объема воды в полностью заполненных трубопроводах. Основные преимущества:
· отсутствие сопротивления потоку и потерь давления;
· возможность монтажа первичных преобразователей на трубопроводе при любой ориентации относительно его оси;
· коррекция показаний с учетом неточности монтажа первичных преобразователей;
· сохранение информации при отключении питания в течение 10 лет;
· беспроливной, имитационный метод поверки;
· межпроверочный интервал – 4 года;
· унифицированный токовый сигнал 0-5,4-20 мА;
· самодиагностика;
· температура от 1 до 150 0С;
Объем показывающих приборов на котлах в зависимости от их типа приведен в таблице 1. Кроме того в котельных устанавливают показывающие приборы для:измерения температуры в подающем и обратном коллекторах; температуры жидкого топлива в общей напорной магистрали; давления пара в магистрали для распыла жидкого топлива; давления жидкого или газообразного топлива в общих напорных магистралях; расхода жидкого или газообразного топлива в целом по котельной. В котельной должна быть также предусмотрена регистрация следующих параметров: температура перегретого пара, предназначенного на технологические нужды; температура воды в подающих трубопроводах тепловой сети и горячего водоснабжения, а также в каждом обратном трубопроводе; давление пара в подающем коллекторе; давления воды в обратном трубопроводе тепловой сети; расхода пара в подающем коллекторе; расхода воды в каждом подающем трубопроводе тепловой сети и горячего водоснабжения; расхода воды, идущей на подпитку тепловой сети. Деаэраторно - питательные установки оборудуют показывающими приборами для измерения: температуры воды в аккумуляторных и питательных баках или в соответствующих трубопроводах; давления пара в деаэраторах; давления питательной воды в каждой магистрали; давления воды во всасывающих и напорных патрубках питательных насосов; уровня воды в аккумуляторных и питательных баках.
Таблица1
Контролируемый параметр | Наличие показывающих приборов на котлах | |||
Паровых с давлением пара pиз,МПа | Водогрейных с температурой воды,0С | |||
<0,07 | >0,07 | <115 | >115 | |
1. Температура пара (воды) после котла 120-130 0С 2. Температура воды перед котлом 50-1120С 3. Температура питательной воды за экономайзером 4. Температура дымовых газов за котлом 5. Температура дымовых газов за хвостовой поверхностью нагрева 6. Давление пара в барабане котла 7. Давление пара (воды) после пароперегревателя (после котла) 8. Давления пара, подаваемого на распыление мазута 9. Давления воды на входе в котел 10. Давления воды до и после экономайзера 11. Давление воздуха после дутьевого вентилятора 12. Давление воздуха перед горелками (после регулирующих заслонок) 13. Давление жидкого или газообразного топлива перед горелками после регулирующей арматуры 14. Разрежение в топке 15. Разрежение перед шибером дымососа или в газоходе 16. Разрежение перед и за хвостовыми поверхностями нагрева 17. Расход пара 18. Расход воды через котел (для котлов производительностью более 11,6 МВт (10 Гкал/ч)) 19. Уровень в барабане котла | + + + + + + + + +* + + + + + + + + - + | + + - + + + - - - - + - - + + - - - - | + + - + - - + - + - + + + + + + - + - | + + - + - - + - - - + - - + + - - - |
КИП котельных разделяют на 5 групп:
1. Для измерения температуры
2. Для измерения давления и разрежения
3. Для измерения расхода воды, пара, газа и др.
4. Для анализа газов
5. Для комплексных измерений (специальные приборы)
КИП бывают:
• Показывающие, когда допускается измерение величин по показаниям стрелки относительно шкалы
• Самопишущие (регистрирующие), когда значение величин записывается на движущейся бумажной ленте или диаграмме
Приборы для измерения температуры
1. Термометры жидкостные стеклянные. Принцип работы основан на том, что тела при нагревании расширяются, а при охлаждении - сжимаются.
• Ртутные - применяются для измерения температур от -30 °С до +600 °С (технические: от
-90 °С до +600 °С). Температура замерзания ртути -39 °С, а кипения +356 °С. При увеличении давления в капилляре над ртутью за счёт заполнения инертным газом температура кипения повышается.
• Спиртовые - применяются для замера низких температур (спирт замерзает при -114 С, закипает при температуре свыше 80 °С).
2. Термоэлектрические пирометры (термопары). Применяются для измерения температуры от
-50 °С до +1300 °С. Действие их основано на термоэлектродвижущей силе (ЭДС), возникающей в цепи, составленной из 2-х неоднородных проводников при их нагревании.
Если спай нагреть - в проводниках возникает ЭДС, которая будет тем больше, чем выше разность температур горячего спая и холодных концов. Если к холодным концам подключить милливольтметр, а его шкалу проградуировать в градусах, то его стрелка покажет величину измеряемой температуры.
Изготовляются термопары из различных материалов:
• Медь - копель (копель - сплав никеля с медью)
• Железо - копель - измеряет до 600 °С
• Хромель - копель - измеряет до 600 °С
• Хромель - алюмель - измеряет до 900 °С и т.д.
1. Оптические пирометры
Применяются при наладочных работах или наладочных испытаниях. Принцип действия
основан на сравнении яркости тела с яркостью нити пирометрической лампы (на человеческий глаз). Измеряет температуры 700 - 8000°С в видимой области спектра.
2. Термометры сопротивления.
Для измерения температур до 200-300 °С точность замеров при помощи термопар недостаточна. Для замера температур питательной воды, горячего воздуха и др. используются термометры сопротивления.
Основаны по принципу, что электрическое сопротивление проводников изменяется с изменением их температуры. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постоянного источника тока и являются первичными приборами. В качестве вторичных приборов применяются логометры или уравновешенные автоматические мосты.
|
|
|
|