ОСОБЕННОСТИ  МОНТАЖА  ТЕХНИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ  ИЗМЕРЕНИЯ  ДАВЛЕНИЯ  В  КОТЕЛЬНОЙ

Иванов  Максим  Владимирович

Мысина  Надежда  Александровна

студенты  1  курса  кафедры  ЕНОТД  филиала  ТюмГНГУ  в  г.  Новый  Уренгой,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

Латышев  Виктор  Александрович

научный  руководитель,  канд.  тех.  наук,  доцент  кафедры  ЕНОТД  филиала  ТюмГНГУ  в  г.  Новый  Уренгой,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

E -mail:  viklat@yandex.ru

Введение.

В  настоящее  время  природный  газ  является  одним  из  основных  топливных  ресурсов  для  всех  отраслей  промышленности,  а  также  активно  применяется  в  качестве  моторного  топлива  для  транспортных  средств.  Кроме  того,  газ  является  сырьем  для  химической  промышленности,  он  используется  для  синтеза  различных  сложных  органических  веществ.  Процессы  разведки,  добычи,  очистки,  транспортировки  и  хранения  газа,  а  также  обеспечение  необходимых  условий  для  работы  персонала  невозможно  представить  без  устойчивой  работы  системы  теплоснабжения  зданий  и  сооружений.  Основным  компонентом  этой  системы  являются  котельные.

Цель  работы :  Анализ  особенностей  установки  и  наладки  средств  измерения  давления  пара  и  газа  в  котельной.

Задачи: 

1.  Ознакомиться  с  основным  оборудованием  котельной;

2.  Выбрать  тип  и  способ  монтажа  первичного  преобразователя;

3.  Выбрать  тип  и  способ  монтажа  вторичного  преобразователя.

Основная  часть

Режим  работы  котельных  в  условиях  Крайнего  Севера  —  круглогодичный,  предусматривающий  круглосуточный  отпуск  тепла  на  нужды  отопления  и  вентиляции.  В  связи  с  этим  котельные  оборудуется  тремя  котлами:  первый  (рабочий)  —  низкой  тепловой  производительности;  второй  (рабочий)  —  высокой  тепловой  производительности;  третий  котел  —  резервный.  Система  теплоснабжения  —  двухтрубная  закрытая.  В  качестве  теплоносителя  используют  воду.  Тепловая  схема  котельной  предусматривает  выдачу  теплоносителя  с  температурой  70—150  °С  на  отопление  и  вентиляцию  с  закрытой  системой  теплоснабжения.  В  качестве  топлива  применяют  природный  газ  с  относительной  плотностью  не  более  0,8.  Теплотворная  способность  газа  —  32,5  МДж/нм³.  Расчетное  давление  газа  на  вводе  в  котельную  —  0,6  МПа.  В  соответствии  с  проектом  в  котельной  смонтирована  приточная  и  вытяжная  вентиляция  с  механическим  и  естественным  побуждением  [2,  c.  65].  Приточный  воздух  подается  в  котельный  зал  через  наружные  жалюзийные  решетки  и  фильтры  и  подогревается  водяными  калориферами  из  расчета  обеспечения  необходимого  объема  на  горение  и  3-х  кратного  воздухообмена  в  час.  Выброс  продуктов  сгорания  осуществляется  в  газоотводные  металлические  трубы  от  каждого  котла.

Рассмотрим  принципы  работы  и  конструкцию  средств  измерения  и  контроля  давления.  Преобразователи  давления  —  это  аналоговые  или  электронные  устройства,  основной  функцией  которых  является  постоянное  и  непрерывное  преобразование  физического  показателя  давления  в  унифицированный  выходной  сигнал  электрического  тока.  Приборы  используются  для  таких  типов  давления:  абсолютное  или  избыточное,  давление  разрежения,  гидростатическое  давление,  а  также  для  измерения  разности  давлений.  По  сравнению  с  другими  устройствами  преобразователи  давления  более  просты  в  конструктивном  исполнении,  следствием  чего  и  является  их  надежность,  точность  измеряемых  показаний  и  дешевизна.  Прибор  представляет  собой  конструкцию,  состоящую  из  нескольких  узлов,  основными  из  которых  являются  первичный  и  вторичный  преобразователи,  рис.  1.

Рисунок  1.  Схема  конструкции  прибора  для  измерения  давления:  1  —  тензопреобразователь;  2  —  электронный  блок;  3  —  штуцер;  4  —  разъем;  5  —  корректор  нуля  "0";  6  —  корректор  диапазона  "Δ";  7  —  задвижка;  8  —  винт  крепления  разъема

Мембранный  тензометрический  преобразователь  давления  представляет  собой  первичный  преобразователь,  в  котором  величина  активного  сопротивления  проводника  или  полупроводника  зависит  от  степени  его  деформации  [2,  с.  35].  Назначение  вторичного  преобразователя  (электронный  блок)  —  передача  значений  измерений  на  более  высокий  уровень  управления  или  для  индикации.

Чувствительный  элемент  датчика  представляет  собой  металлическую  или  диэлектрическую  мембрану,  на  которой  размещаются  тензорезисторы.  Измерительная  схема  прибора  представляет  собой  измерительный  мост,  в  диагонали  которого  включены  тензорезисторы.  Деформация  мембраны  под  воздействием  внешнего  давления  Р  приводит  к  локальным  деформациям  тензорезисторного  моста  и  его  разбалансу  -  изменению  сопротивления,  которое  измеряется  электронным  блоком  (рис.  2).

Рисунок  2.  Структурная  схема  прибора

Тензорезисторы  выполняются  как  из  металла:  проволока,  фольга  или  пленка,  так  и  из  полупроводника  :  поликристаллические  из  порошкообразного  полупроводника  и  монокристаллические  из  кристалла  кремния.  Большинство  действующих  приборов  относится  к  аналоговым  с  унифицированным  токовым  сигналом  0...5,  0...20  или  4...20  мA.  Широкое  распространение  в  настоящее  время  получил  цифровой  протокол  HART.  Этот  открытый  стандартный  гибридный  протокол  двунаправленной  связи,  предусматривающий  передачу  цифровой  информации  поверх  стандартного  аналогового  сигнала  4—20  мA.  Возможно  подключение  первичных  преобразователей  к  различным  разновидностям  промышленных  сетей  Foundation,  Fieldbus,  ModBus,  Profibus  [3,  с.  55]. 

Монтаж  конкретного  прибора  для  измерения  давления  в  напорных  и  обратных  газовых  и  паровых  трубопроводах  котельной  должна  производиться  таким  образом,  чтобы  свести  к  минимуму  или  исключить  влияние  на  процесс  измерения  и  эксплуатации  прибора  опасных  и  дестабилизирующих  факторов.  К  таким  факторам  относят: 

·     высокие  температуры  среды  энергоносителя  и  внешней  окружающей  среды,

·     вибрации  трубопровода,

·       химическая  агрессивность  среды  энергоносителя,

·     взрывоопасность  среды  энергоносителя  и  внешней  среды, 

·     электромагнитные  помехи  и  радиацию. 

С  учетом  технических  характеристик  приборов  и  конкретных  условий  эксплуатации  в  котельной  их  устанавливают  и  закрепляют  либо  непосредственно  на  трубе  в  месте  измерения  давления,  либо  дистанционно  на  настенной  панели  с  подводкой  к  измеряемой  среде  (газу  или  пару)  посредством  соединительных  трубок.  Иногда  для  этих  целей  применяют  мембранные  разделители  или  сосуды  —  уравнительные  и  уравнительные  конденсационные.

На  рисунке  3  представлена  схема  установки  прибора  на  трубопровод  для  измерения  давления  газа  при  размещении  прибора  выше  уровня  отбора  давления.  Металлические  соединительные  трубки  должны  быть  защищены  от  переменных  воздействий  внешних  источников  тепла  или  холода  (за  исключением  естественного  постоянного  теплообмена  с  окружающей  средой).

Рисунок  3.  Схема  установки  прибора  на  трубопровод  для  измерения  давления  газа  при  размещении  прибора  выше  уровня  отбора  давления:  ЗК  —  запорный  клапан,  УК—  уравнительный  клапан

При  измерении  давления  водяного  пара  с  использованием  соединительных  трубок  невозможно  избежать  образования  двухфазной  среды  в  процессе  охлаждения  пара  и  передачи  его  давления  через  трубки  на  удалённый  первичный  преобразователь.  Поэтому  здесь  необходимо  создать  условия  для  резкого  перехода  от  пара  к  конденсату,  который  становится  несжимаемой  передающей  разделительной  средой.  С  этой  целью  передача  давления  осуществляется  через  трубку  с  сифоном  (U-образным  или  кольцевым),  в  котором  скапливается  охлаждающийся  конденсат,  играющий  роль  водяного  затвора  (рис.  4).

Рисунок  4.  Схема  установки  прибора  на  трубопровод  для  измерения  давления  пара  при  размещении  прибора  ниже  уровня  отбора  давления:  ЗК  —  запорный  клапан,  ПК  —  продувочный  клапан,  УК  —  уравнительный  клапан,  СУ  —  сосуд  уравнительный

Заключение.

Выбор  первичных  измерительных  преобразователей  давления  и  вторичных  средств  АСУ  ТП  предприятия  должен  производиться  не  случайным,  фрагментарным,  а  системным  образом  в  рамках  единого  и  полного  проекта,  учитывающего  как  существующее,  ранее  смонтированное  оборудование,  так  и  установку  нового.  Необходима  обеспечить  совместимость  (информационная,  электрическая  и  сетевая)  приборов  с  контроллерами  более  высокого  уровня  управления.  В  случае  коммерческого  учета  следует  выбирать  приборы  более  высокого  класса  по  точности,  надежности  и  стабильности,  чем  в  случае  технического  и  тем  более  технологического  контроля.  При  анализе  характеристик  надёжности  необходимо  помнить,  что  самый  дорогой  путь  -  это  выбор  устройства  по  минимальной  стоимости.

Необходимо  отметить  также,  что  монтаж  технических  средств  измерения  давления  должен  осуществляться  по  функциональной  схеме  автоматизации  и  технической  документации  на  объект  в  соответствии  с  требованиями  стандартов  и  ГОСТ  [1,  с.  123].

Список  литературы:

1.ГОСТ  2.701-91  [СТ  СЭВ  2182-91].  Обозначения  буквенно-цифровые  в  электрических  схемах.  М.:  Изд-во  стандартов,  2008.  —  213  с.

2.Исакович  Р.Я.,  Логинов  В.И.,  Попадько  В.Е.  Автоматизация  технологических  процессов  в  нефтяной  и  газовой  промышленности.  М.:  Энергоатомиздат,  1996.  —  376  с.

3.SIMATIC  Industrial  Automation  Systems.  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —    URL:  http:  //www.  automation.  siemens.com/mcms/automation/en/Pages/Default.  aspx   (дата  обращения  12.01.2015).