Меню

Контрольно измерительное оборудование котлов

Приборы и автоматика котельных

В отопительных котельных работающих на газе и жидком топливе, применяются комплексные системы управления, каждая из которых в зависимости от назначения и мощности котельной, давления газа, вида и параметров теплоносителя имеет свою специфику и область применения.

Главные требования к системам автоматизации котельных:
— обеспечение безопасной эксплуатации
— оптимальное регулирование расхода топлива.

Показателем совершенства применяемых систем управления является их самоконтроль, т.е. подача сигнала об аварийной остановке котельной или одного из котлов и автоматическая фиксация причины, вызвавшей аварийное отключение.
Ряд из серийно выпускаемых систем управления позволяют осуществлять полуавтоматический пуск и остановку котлоагрегатов, работающих на газовом и жидком топливе. Одна из особенностей систем автоматизации газифицированных котельных — полный контроль за безопасностью работы оборудования и агрегатов. Система специальных защитных блокировок должна обеспечить отключение подачи топлива при:
— нарушении нормальной последовательности пусковых операций;
— отключении дутьевых вентиляторов;
— понижении (повышении) давления газа ниже (выше) допустимого придела;
— нарушении тяги в топке котла;
— срывах и погасании факела;
— упуске уровня воды в котле;
— других случаях отклонения параметров работы котлоагрегатов от нормы.
Соответственно современные системы управления состоят из приборов и оборудования, обеспечивающих комплексное регулирования режима и безопасность их работы. Осуществление комплексной автоматизации предусматривает сокращение обслуживающего персонала в зависимости от степени автоматизации. Некоторые из применяемых систем управления способствуют автоматизации всех технологических процессов в котельных, включая дистанционный режим котлов, что позволяет контролировать работу котельных непосредственно из диспетчерского пункта, при этом персонал полностью выведен из котельных. Однако для диспетчеризации котельных необходима высокая степень надежности работы исполнительных органов и датчиков систем автоматики. В ряде случаев ограничиваются применением в котельных автоматики «минимум» предназначенной для контроля лишь основных параметров (частичная автоматизация). К выпускаемым и вновь разрабатываемым системам управления отопительных котельных предъявляется ряд технологических требований: агрегатность, т.е. возможность набора любой схемы из ограниченного числа унифицированных элементов; блочность — возможность лёгкой замены вышедшего из строя блока. Наличие устройств, позволяющих осуществлять телеуправление автоматизированными установками по минимальному количеству каналов связи минимальная инерционность и быстрейшее возвращение к норме при любом возможном разбалансе системы. Полная автоматизация работы вспомогательного оборудования: регулирование давления в обратном коллекторе (подпитка теплосети), давления в головке-деаэратора, уровня воды в баке-аккумуляторе деаэратора и др.

Защита котельных.

Очень важно: используйте на блокировочных позициях только грозозащищенное оборудование.

Защита котлоагрегата при возникновении аварийных режимов является одной из главных задач автоматизации котельных установок. Аварийные режимы возникают в основном в результате неправильных действий обслуживающего персонала, преимущественно при пуске котла. Схема защиты обеспечивает заданную последовательность операций при растопке котла и автоматическое прекращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов.
Схема защиты должна решать следующие задачи:
— контроль за правильным выполнением предпусковых операций;
— включение тягодутьевых устройств, заполнение котла водой и т.д.;
— контроль за нормальным состоянием параметров (как при пуске, так и при работе котла);
— дистанционный розжиг запальника с щита управления;
— автоматическое прекращение подачи газа к запальникам после кратковременной совместной работы запальника и основной горелки (для проверки горения факела основных горелок), если факелы запальника и горелки имеют общий прибор контроля.
Оборудование котлоагрегатов защитой при сжигании любого вида топлива является обязательным.
Паровые котлы независимо от давления и паропроизводительности при сжигании газообразного и жидкого топлива должны быть оборудованы устройствами прекращающими подачу топлива к горелкам в случае:
— повышения или понижения давления газообразного топлива перед горелками;
— понижения давления жидкого топлива перед горелками (для котловоборудованных ротационными форсунками не выполнять);
— уменьшения разряжения в топке;
— понижения или повышения уровня воды в барабане;
— понижения давления воздуха перед горелками (для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха);
— повышения давления пара (только при работе котельных без постоянного обслуживающего персонала);
— погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается;
— неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.
Водогрейные котлы при сжигании газообразного и жидкого топлива должны быть оборудованы устройствами, автоматически прекращающими подачу топлива к горелкам в случае:
— повышения температуры воды за котлом;
— повышения или понижения давления воды за котлом;
— понижения давления воздуха перед горелками (для котлов оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха);
— повышения или понижения газообразного топлива;
— понижения давления жидкого топлива (для котлов оборудованных ротационными горелками, не выполнять);
— уменьшения разряжения в топке;
— уменьшения расхода воды через котёл;
— погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается;
— неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.
Для водогрейных котлов с температурой нагрева воды 115?С и ниже защита по понижению давления воды за котлом и уменьшению расхода воды через котел может не выполняться.

Технологическая сигнализация на котельных.

Для предупреждения обслуживающего персонала об отклонении основных технологических параметров от нормы предусматривается технологическая светозвуковая сигнализация. Схема технологической сигнализации котельной разделяется, как правило, на схемы сигнализации котлоагрегатов и вспомогательного оборудования котельной. В котельных с постоянным обслуживающим персоналом должна предусматриваться сигнализация:
а) остановка котла (при срабатывании защиты);
б) причины срабатывания защиты;
в) понижения температуры и давления жидкого топлива в общем трубопроводе к котлам;
г) понижения давления воды в питательной магистрали;
д) понижения или повышения давления воды в обратном трубопроводе тепловой сети;
е) повышения или понижения уровня в баках (деаэраторных, аккумуляторных систем горячего водоснабжения, конденсатных, питательной воды, хранения жидкого топлива и др.), а также понижения уровня в баках промывочной воды;
ж) повышения температуры в баках хранения жидких присадок;
з) неисправность оборудования установок для снабжения котельных жидким топливом (при их эксплуатации без постоянного обслуживающего персонала);
и) повышения температуры подшипников электродвигателей при требовании завода-изготовителя;
к) понижения величины рН в обрабатываемой воде (в схемах водоподготовки с подкислением);
л) повышения давления (ухудшения вакуума) в деаэраторе;
м) повышения или понижения давления газа.

Контрольно-измерительные приборы котельных.

Приборы для измерения температуры.

В автоматизированных системах измерение температуры осуществляется, как правило, на основе контроля физических свойств тел функционально связанных с температурой последних. Приборы для контроля температуры по принципу действия могут быть разделены на следующие группы:
1. термометры расширения для контроля теплового расширения жидкости или твердых тел (ртутные, керосиновые, толуоловые и др.);
2. манометрические термометры для контроля температуры путем измерения давления жидкости, пара или газа, заключенных в замкнутую систему постоянного объема (например ТГП-100);
3. приборы с термометрами сопротивления или термисторами для контроля электрического сопротивления металлических проводников (термометры сопротивления) или полупроводниковых элементов (термисторов, ТСМ, ТСП);
4. термоэлектрические приборы для контроля термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) развиваемой термопарой из двух различных проводников (величина ТЭДС зависит от разности температур спая и свободных концов термопары, присоединяемых к измерительной схеме) (ТПП, ТХА, ТХК и др.);
5. пирометры излучения для измерения температуры по яркости, цвету или тепловому излучению накаленного тела (ФЭП-4);
6. радиационные пирометры для измерения температуры по тепловому действию лучеиспусканию накаленного тела (РАПИР).

Вторичные приборы для измерения температуры.

1. Логометры предназначены для измерения температуры в комплекте с термометрами
2. Мосты сопротивления стандартных градуировок 21, 22, 23, 24, 50-М, 100П и др.
3. Милливольтметры предназначены для измерения температуры в комплекте с
4. Потенциометра термопарами стандартных градуировок ТПП, ТХА, ТХК и др.

Приборы для измерения давления и разряжения (в котельных).

По принципу действия приборы для измерения давления и разряжения разделяются на:
— жидкостные — давление (разряжение) уравновешивается высотой столба жидкости (U-образные, ТДЖ, ТНЖ-Н и др.);
— пружинные — давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента (мембраны, трубчатой пружины, сильфона и т.п.) (ТНМП-52, НМП-52, ОБМ-1 и др.).

Преобразователи.

1. Дифференциально-трансформаторные (МЭД, ДМ, ДТГ-50, ДТ-200);
2. Токовые (САПФИР, Метран);
3. Электроконтактные (ЭКМ, ВЭ-16рб, ДМ-2005, ДНТ,ДГМ и др.).

Для измерения разряжение в топке котла чаще всего используют приборы модификации ДИВ (Метран22-ДИВ, Метран100-ДИВ, Метран150-ДИВ, Сапфир22-ДИВ)

Приборы для измерения расхода.

Для измерения расходов жидкостей и газов используют в основном два вида расходомеров — переменного и постоянного перепада. В основу принципа действия расходомеров переменного перепада положено измерение перепада давления на сопротивлении, введенном в поток жидкости или газа. Если измерять давление до сопротивления и непосредственно за ним, то разность давлений (перепад) будет зависеть от скорости потока, а следовательно, и от расхода. Такие сопротивления, установленные в трубопроводах, называются сужающими устройствами. В качестве сужающих устройств в системах контроля расхода широко применяются нормальные диафрагмы. Комплект диафрагм состоит из диска с отверстием, кромка которого с плоскостью диска составляет угол 45 град. Диск помещается между корпусами кольцевых камер. Между фланцами и камерами установлены уплотняющие прокладки. Отборы давления до и после диафрагмы берут из кольцевых камер.
В качестве измерительных приборов и передающих преобразователей в комплекте с преобразователями переменного перепада для измерения расхода применяют дифференциальные манометры (дифманометры) ДП-780, ДП-778-поплавковые; ДСС-712, ДСП-780Н-сильфонные; ДМ-дифференциально-трансформаторные; «САПФИР»-токовые.
Вторичные приборы для измерения уровня: ВМД, КСД-2 для работы с ДМ; А542 для работы с «САПФИРОМ» и другие.

Читайте также:  Клемма вводная для модульного оборудования 4 25 мм2 прямой ввод

Приборы для измерения уровня. Сигнализаторы уровня.

Предназначены для сигнализации и поддержания в заданных приделах уровня воды и жидких электропроводных сред в ёмкости: ЭРСУ-3, ЭСУ-1М, ЭСУ-2М, ESP-50.
Устройства для дистанционного измерения уровня: УМ-2-32 ОНБТ-21М—сельсинный (комплект устройства состоит из датчика ДСУ-2М и приемника УСП-1М; датчик снабжен металлическим поплавком); УДУ-5М—поплавковый.

Измерение уровня в котле

Для определения уровня воды в котле часто используют дифманометрический уровнемер, но обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании). Данный способ измерения уровня в котле показал свою надежность и стабильность работы. Обязательно использование на одном котле двух таких приборов, один регулятор на втором сигнализация и блокировка.

Приборы для измерения состава вещества.

Автоматический стационарный газоанализатор МН5106 предназначен для измерения и регистрации концентрации кислорода в отходящих газах котельных установок. В последнее время в состав проектов автоматизации котельных включают анализаторы на СО-угарный газ.
Преобразователи типа П-215 предназначены для использования в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования величины рН промышленных растворов.

Запально-защитные устройства.

Устройство предназначено для автоматического или дистанционного розжига горелок работающих на жидком или газообразном топливе, а также для защиты котлоагрегата при погасании факела (ЗЗУ, ФЗЧ-2).

Регуляторы прямого действия.

Регулятор температуры используется для автоматического поддержания заданной температуры жидких и газообразных сред. Регуляторы комплектуются прямым либо обратным каналом.

Регуляторы непрямого действия.

Система автоматического регулирования «Контур». Система «Контур» предназначена для применения в схемах автоматического регулирования и управления в котельных. Регулирующие приборы системы типа Р-25 (РС-29) формируют совместно с исполнительными механизмами (МЭОК, МЭО) — «ПИ»-закон регулирования.

Системы автоматизации отопительных котельных.

Комплект средств управления КСУ-7 предназначен для автоматического управления водогрейными одногорелочными котлами мощностью от 0,5 до 3,15 МВт, работающими на газообразном и жидком топливе.
Технические данные:
1. автономный
2. с верхнего уровня иерархии управления (с диспетчерского пункта или общественного управляющего устройства).
В обоих режимах управления комплект обеспечивает выполнение следующих функций:
1. автоматический пуск и останов котла
2. автоматическая стабилизация разряжения (для котлов с тягой), закон регулирования—позиционный
3. позиционные управления мощностью котла путем включения режима «большого» и «малого» горения
4. аварийная защита, обеспечивающая останов котла при возникновении аварийных ситуаций, включение звукового сигнала и запоминание первопричин аварии
5. световая сигнализация о работе комплекта и состоянии параметров котла
6. информационная связь и связь по управлению с верхним уровнем иерархии управления.

Особенности наладки оборудования в котельных.

При наладке комплекта средств управления КСУ-7 особое внимание необходимо уделить контролю пламени в топке котла. При установке датчика соблюдать следующие требования:
1. ориентировать датчик на зону максимальной интенсивности пульсаций излучения пламени
2. между пламенем и датчиком не должно быть препятствий, пламя постоянно должно находиться в поле зрения датчика
3. датчик должен устанавливаться с наклоном, предотвращающим оседание различных фракций на его визирное стекло
4. температура датчика не должна превышать 50 С; для чего необходимо производить постоянный обдув через специальный штуцер в корпусе датчика, предусмотреть теплоизоляцию между корпусом датчика и горелочного устройства; датчики ФД-1 рекомендуется устанавливать на специальных тубусах
5. применять в качестве первичного элемента фоторезисторы ФР1-3-150кОм.

Заключение.

В последнее время широкое применение получили приборы на базе микропроцессорной техники. Так в замен комплекта средств управления КСУ-7 выпускается КСУ-ЭВМ, что ведет к подъему показателей совершенства применяемых систем безопасности, работы оборудования и агрегатов.

Источник



Контрольно-измерительные приборы, применяемые в санитарно-технических системах и котельных

В зависимости от назначения и пределов изме­рения приборы для измерения давления можно разделить на следующие группы:

  • манометры — для измерения избыточного давления;
  • барометры — для измерения давления ат­мосферного воздуха;
  • вакуумметры (в котельной технике — тягоме­ры) — для измерения разрежен ия, т. е. давления ниже атмосферного;
  • мановакуумметры (тягонапоромеры) — для измерения разрежения, т. е. давления ниже атмосферного;
  • мановакуумметры (тягонапоромеры) — для измерений вакуума и относительно небольших давлений.

По принципу действия приборы для измере­ния давления делятся на жидкостные (однотруб­ные, двухтрубные или 11-образные, поплавковые, кольцевые, колокольные) и деформационные (трубчато-пружинные, мембранные, сильфонные).

ЖИДКОСТНЫЕ МАНОМЕТРЫ И ТЯГОМЕРЫ

Для измерения небольших давлений применя­ют жидкостные U-образные манометры.

U-образный манометр (рис. 12) представляет собой стеклянную изогнутую трубку, прикре­пленную к шкале с делениями. Трубку заполняют водой. Если соединить один конец трубки с изме­ряемой средой, то уровни жидкости в манометре изменятся. В колене, соединенном со средой, находящейся под давлением, уровень опус­тится ниже нуля, а в колене, связанном только с атмосферой, — на столько же повысится. Таким образом, давление измеряемой среды уравно­весится столбом жидкости, равным сумме мил­лиметров, отсчитан

ных выше и ниже нуля. Для лучшей видимости воду, заливаемую в маноме­тры, подкрашивают жидкостью, не оставляющую на внутренней поверхности стеклянных трубок следа. Небольшие избыточные давления или раз­ряжения измеряют тягомерами или тягонапоромерами. Если измеряемые давления подводятся к обеим трубкам, то такой манометр называют дифференциальным.

Тягонапоромер жидкостный типа ТНЖ (рис.13) выпускают двух видов: для настенного и щитово­го монтажа (ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ).

Принцип действия этих приборов такой же, как и У-образных манометров. Прибор состоит из стеклянного сосуда 1 с измерительной трубкой 7 и шкалы 3.
На корпусе прибора имеется уровень 4, с помо­щью которого прибор устанавливается в рабочее положение. Прибор заполняется этиловым спир­том до нулевой отметки шкалы. Так как при за­полнении прибора довольно трудно совместить уровень жидкости с нулевой отметкой шкалы, то на приборе предусмотрено перемещение шкалы вдоль наклонной стеклянной трубки с помощью регулировочного винта б. С задней стороны при­бора имеются два штуцера 2 и 5: со знаком «+» для измерения давления, со знаком «-» для изме­рения разряжения.Приборы ТНЖ, которые служат для измерения давления и разрежения, называют

тягонапоромерами. Градуировка шкалы ТНЖ выполнена в мм вод. столба, хотя заполнять прибор следует подкрашенным (для лучшей видимости) спир­том или другими жидкостями с плотностью до 0,85 кг/м 3 . При заполнении ТНЖ водой точность показаний снижается.Эти манометры устанавливаются в водомерных узлах и тепловых пунктах; перед циркуляцион­ными насосами и за ними; перед фильтрами и за ними; на подпиточных линиях систем отопления; на входе воды в водогрейный котел и на выходе в круглом корпусе манометра. Держатель имеет ниппель с резьбой, служащий для сообщения прибора с измеряемой средой. Свободный ко­нец пружины закрыт пробкой с шарнирной осью и запаян.

Посредством поводка б он связан с сектор­ным механиз­мом, состоящим из латунного зуб­чатого сектора 4, сцепленного с шестеренкой (трибкой), сидя­щей неподвижно на оси вместе, со стрелкой прибора. Рядом с трибкой 2 расположена спи­ральная пружина (волосок), один конец кото­рой соединен с трубкой, а другой закреплен неподвижно на стойке, поддерживающей пе­редаточный механизм. Пружина 3 постоянно прижимает трубку к одной стороне зубцов

сектора, благодаря чему устраняется мертвый ход в зубчатом зацеплении секторного меха­низма. При подведении к внутренней полости трубчатой пружины измеряемого давления пружина ч

астично раскрутится и потянет за собйй поводок, приводящий в движение сек­торный передаточный механизм и стрелку ма­нометра, показывающую по шкале величину этого давления в кгс/см 2 .Манометр имеет равномерную, концентриче­скую шкалу с центральным углом, равным 270 град. Обычно упругие деформации измеритель­ной пружины незначительны (до 8—10 град.). Для искусственного повышения чувствительно­сти прибора устанавливается кинетический узел, позволяющий стрелке совершать поворот в за­висимости от величины деформации от нуля до максимума шкалы. При отключении измеряемого давления упру­гая деформация пружины исчезнет, пружина вос­станавливает свое первоначальное положение, и стрелка прибора устанавливается на нулевую отметку шкалы.

В необходимых случаях манометр в зависи­мости от условий работы и свойств среды дол­жен снабжаться сифонной трубкой или другими устройствами, предохраняющими его от непо­средственного воздействия среды, температу­ры и обеспечивающими его надежную работу. Сифонная трубка предназначена для накопле­ния воды (конденсата). Водяной затвор в сифон­ной трубке предохраняет пружину манометра от воздействия высоких колебаний давления и гидравлических ударов при подключении ма­нометра к котлу.

Читайте также:  Профессиональное оборудование для вто

Между сифонной трубкой и манометром обыч­но устанавливается трехходовой кран с фланцем 1 особой формы для присоединения контроль­ного манометра (рис. 18). На рукоятке крана 2 должны быть нанесены риски 3, указывающие направление каналов в нем. На рисунке 18 при­ведено пять различных положений трехходо­вого крана. На ш

кале манометра должна быть нанесена красная черта на уровне деления, соот­ветствующего рабочему давлению.

Поверка пружинных манометров с их оплом­бированием или клеймением должна произво­диться в лаборатории КИП не реже одного раза в 12 месяцев.

Кроме того, не реже одного раза в б месяцев должна производиться дополнительная провер­ка рабочих манометров (по месту их установки) контрольным манометром (рис. 19) с записью результатов в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допу­скается дополнительную проверку производить проверенным рабочим манометром, имеющим с проверяемым манометром одинаковую шкалу и класс точности. Независимо от указанных сроков проверку манометра надо производить каждый раз при возникновении сомнений в правильно­сти его показаний.

ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ МАНОМЕТРЫ (ЭКМ)

Манометры типа ЭКМ (рис. 20) применяют в системах ав­томатического контроля, сигнализации и регулирования. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минималь­ное и максимальное значения давления в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. Замыкание подвижной стрелкой одного из контактов вызывает подачу сигнала или соответствующее действие системы, в которую включен манометр (рис. 21). Установочные контакты 5 с по­мощью штифта, расположенного на лицевой части прибора, могут перемещаться на соответствующее задание.

ПРУЖИННЫЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ МАНОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
Приборы этого типа (рис. 22) измеряют избыточное и ва- куумметрическое давление агрессивных сред и замыкают или размыкают электрические цепи при достижении за­данного предела давления во взрывоопасных зонах поме­щений и наружных установках, где возможно образование взрывоопасных смесей.Примечание.Эти приборы по конструкции электрической схемы близки ЭКМ.

Регистрирующие измерительные приборы, в которых предусмотрена запись показаний в форме диаграммы.Самопишущие приборы представляют собой изме­рительный прибор, к подвижной части которого при­соединен пишущий элемент (ПЭ) — перо, карандаш, капиллярная трубка и т. п., оставляющий след (запись) на движущемся носителе (чаще всего на бумажной лен­те, прикрепленной к цилиндру, рис. 23, или диаграмме, прикрепленной к поворотному диску, рис. 24). Прибор (рис. 23) состоит из манометра, барабана, вращаемого ча­совым механизмом и самопишущего прибора, соединен­ного с манометром. Прибор (рис. 24) также состоит из ма­нометра, диаграммы, вращаемой часовым механизмом, и самопишущего прибора. Часовые механизмы и диаграм­мы могут работать в течение 12 или 24 часов.Современные самопишущие манометры (рис. 25) отли­чаются от устаревших конструкций (начали применяться еще в XIX веке) формой корпуса и тем, что их диаграммы приводятся в движение как часовым, так и электрическим приводом. Диаграммы современных самопишущих мано­метров рассчитаны как на 24 часа, так и на несколько суток.Примечание.Современные самопишущие приборы могут регистри­ровать одновременно несколько различных параме­тров.Класс точности манометров должен быть не ниже:

  • 2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см 2 );
  • 1,5 — при рабочем давлении более 2,5 до 14 МПа (25 до 140 кгс/см 2 );
    • 1,0 — при рабочем давлении более 14 МПа (140 кгс/см 2 ). Шкала манометра выбирается исходя из условия, что при

рабочем давлении стрелка манометра должна находиться в средней трети шкалы.Манометры не допускаются к применению в следующих случаях:

  • если на манометрах отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении по­верки;
  • если истек срок поверки манометра;
  • если стрелка манометра при его отключе­нии не возвращается к нулевой отметке шкалы на величину, превышающую половину допу­скаемой погрешности для данного манометра;
  • если разбито стекло или имеются другие повреждения манометра, которые могут от­разиться на правильности его показаний.

Источник: ТПА 1(70) 2014 ОБОРУДОВАНИЕ И КИП

Источник

Контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства и арматура

Основными приборами и средствами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию котлов и автоклавов, являются манометры, указатели воды, предохранительные клапаны, регулирующая арматура и автоматические устройства безопасности. На рис. представлена схема расположения арматуры и контрольно-измерительных приборов на котлах.

Рис. Расположение арматуры и контрольно-измерительных приборов на котлах: а — паровом; б — водяном; 1 — вентиль для спуска воды; 2 — спускной кран для продувки; 3 — водяной кран; 4 — указатель уровня воды; 5 — паровой кран; 6 — манометр; 7 — парозапорный вентиль; 8 — питательный вентиль; 9 — обратный клапан; 10 — предохранительный клапан; 11 — термометр; 12 — водоразборный вентиль

Основными приборами для контроля давления в котлах и автоклавах являются манометры. По назначению и конструктивным особенностям манометры делят на манометры показывающие — для определения давления визуально; манометры сигнализирующие (электроконтактные) — для замыкания или размыкания электрических цепей при достижении в оборудовании заданных значений избыточного давления; манометры самопишущие — для измерения и регистрации избыточного давления в аппарате на протяжении полного цикла тепловой обработки продуктов.

Для сигнализации давления и управления блокировкой безопасности иногда используют мембранные реле давления. При тепловой обработке пищевой продукции в автоклавах требуется строго соблюдать режим подъема, выдержки и снижения температуры, что определяет качество выпускаемой продукции. В связи с этим автоклавы оснащают программными регуляторами или автоматическими системами теплового регулирования, которые обеспечивают автоматизацию режима тепловой обработки.

Принцип действия показывающего манометра (рис.) основан на растяжении трубчатой пружины избыточным давлением.

Рис. Показывающий манометр: 1 — пустотелая трубка; 2 — зубчатый сектор; 3 — тяга; 4 — стрелка; 5 — трехходовое устройство; 6 — сифонная трубка

Пустотелая металлическая трубка заполнена конденсатом и соединена через сифонную трубку с паровым пространством котла или автоклава. При повышении давления пара трубка выпрямляется. К верхнему свободному концу ее прикреплена тяга, связанная с зубчатым сектором. Тяга поворачивает сектор, взаимодействующий с шестеренкой, сидящей на оси, на которой укреплена стрелка. При повороте оси стрелка отклоняется и показывает давление на шкале манометра. Между манометром и сифонной трубкой устанавливают трехходовое устройство для подключения, отключения и проверки манометра.

Манометры сигнализирующие (электроконтактные), действующие при определенных значениях давления, применяют для электрической сигнализации, блокировки и автоматического управления. Сигнализирующие манометры отличаются от показывающих манометров лишь специальными электрическими контактами.

Принцип действия такого манометра заключается в том, что если давление пара в измеряемом пространстве уменьшится и достигнет того минимального значения шкалы, на которой установлен первый контакт, стрелка замкнет цепь и выключит лампочку зеленого цвета. Если же давление увеличится, то стрелка замкнет второй контакт — цепь красной лампочки.

Для непрерывного контроля тепловой обработки пищевой продукции и записи давления пара внутри автоклава устанавливают самопишущие манометры. Действие манометра основано на уравновешивании измеряемого давления пара силой упругой деформации трубчатой пружины. Раскручивание пружины, вызванное изменением давления, передается при помощи передаточного механизма на перо прибора, записывающее на дисковой диаграмме измеряемое давление.

Манометры можно устанавливать на штуцере корпуса оборудования, на трубопроводе до запорной арматуры или на пульте управления. Манометр должен быть расположен так, чтобы показания его были отчетливо видны обслуживающему персоналу; при этом шкала его должна находиться в вертикальной плоскости или быть наклонена в сторону площадки обслуживания до 30°.

Манометр нельзя применять, если:

отсутствуют пломба или клеймо;

просрочен срок проверки;

стрелка манометра при его включении не возвращается на нулевую отметку шкалы;

есть другие повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.

Проверяют манометры, опломбируют их или клеймят не реже одного раза в год. Кроме того, не реже одного раза в шесть месяцев предприятие должно дополнительно проверять рабочие манометры контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок.

Одним из наиболее чувствительных приборов, измеряющих давление, является реле давления. Этот прибор служит для включения и выключения электрической цепи блокировки безопасности, исключающей возможность открытия крышки при наличии давления в оборудовании.

На рис. показан общий вид реле давления.

Рис. Схема реле давления: 1 — кожух; 2 — крышка; 3 — резиновая мембрана; 4 — шток; 5 — штуцер; 6 — микропереключатель

Чувствительным элементом реле является резиновая мембрана, зажатая между нижней плитой и крышкой. Давление, подводимое к штуцеру, изгибает мембрану. Под действием мембраны, преодолевая сопротивление пружины, поднимается шток, который действует на микропереключатель, замыкает электрическую цепь управления. Микровыключатель закрывается кожухом.

Указатели уровня воды предназначены для предупреждения утечки воды или переполнения котла. У водогрейных котлов на выходе воды из котла устанавливают паровой кран. На водоуказательных приборах должны быть указаны нижний и высший уровни. Запорная арматура служит для отключения от котла и продувки прибора.

Читайте также:  Прибор для диагностики газового оборудования

Для предупреждения аварий и взрывов аппаратов, работающих под давлением, служат автоматические предохранительные клапаны (рис.).

Рис. Конструктивные схемы предохранительных клапанов: а — двойного пружинного; б — пружинного рычажного; в — двойного грузового; г — грузового рычажного: 1 — атмосферный клапан; 2 — паровой клапан; 3 — рычаг для продувки; 4 — груз; 5 — сальниковое уплотнение

При увеличении давления газа или пара в аппарате выше установленного предела приподнимается клапан и давление снижается. Сминание паровой рубашки аппарата в результате конденсации пара предохраняется вакуумным клапаном, приподнимающимся под действием разности между атмосферным давлением и давлением в паровой рубашке.

Пропускную способность предохранительных клапанов и их число выбирают так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее избыточное рабочее давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2 ) при избыточном рабочем давлении в сосуде до 0,3 МПа (3 кгс/см 2 ) включительно, на 15 % — при избыточном рабочем давлении в сосуде до 6,0 МПа (60 кгс/см 2 ) включительно и на 10% — при избыточном рабочем давлении в сосуде свыше 6,0 МПа (60 кгс/см 2 ). Давление настройки предохранительных клапанов должно быть равно рабочему давлению в сосуде или превышать его, но не более чем на 25 %.

Предохранительные клапаны размещают в местах, доступных для осмотра. Рабочую среду, выходящую из предохранительного клапана, отводят в безопасное место, удаленное от рабочей зоны.

Различают полноподъемные предохранительные клапаны, у которых h ≥ 1 /4 d, и низко подъемные, у которых h ≥ 1/20d , где h — высота подъема тарелки клапана, d — диаметр тарелки клапана. В верхних частях полноподъемных предохранительных клапанов устанавливают вторые тарелки. При повышении давления в сосуде сверх допустимого пар выходит через пространство, образующееся между нижней тарелкой и седлом, и, двигаясь с большой скоростью, оказывает динамическое воздействие на верхнюю тарелку, имеющую больший диаметр, в результате чего клапан поднимается до отказа. При одинаковом диаметре клапана и одном и том же давлении пара пропускная способность полнонодъемного клапана больше, чем низкоподъемного.

Схема сил, действующих на рычаг предохранительного клапана, показана на рис.

Рис. Схема сил, действующих на рычаг предохранительного клапана

Регулирующая арматура, установленная на оборудовании, работающем под давлением, предназначена для настройки и поддержания требуемого режима (температуры, давления) при тепловой обработке пищевой продукции, а также для предохранения его от аварий из-за повышения давления в паровой магистрали.

От качества работы регулирующих устройств во многом зависят точность поддержания установленных параметров и надежность работы всей системы, работающей под избыточным давлением.

Материал и конструкция регулирующей арматуры должны отвечать следующим требованиям:

детали, образующие проходное сечение, должны иметь достаточную стойкость против эрозионного износа;

ширина и высота регулируемого сечения и величины полного хода клапана должны обеспечивать необходимую точность регулирования;

регулирующие клапаны должны обеспечивать минимально возможный пропуск рабочей среды в закрытом положении;

конструкция регулирующих клапанов должна быть такой, чтобы ход подвижных частей был плавным, без максимальных усилий.

Все котлы и автоклавы, рассчитанные на давление, которое меньше давления в подводящем паропроводе от парогенераторов, должны быть оснащены редуцирующим устройством, автоматически перепускающим жидкость (пар) из полости более высокого давления в полость более низкого давления с поддержанием постоянства давления в одной из полостей. Редукционный клапан устанавливают на горизонтальном участке трубопровода.

Подготовка клапана к работе заключается в следующем. Сначала вывертывают пробку из корпуса и заливают в него воду до уровня отверстия, после чего пробка плотно завинчивается. Пружина при этом должна быть ослаблена. Далее открывают впускную задвижку и подтягивают пружину. Задвижка выпуска пара при этом должна быть закрыта. Затем осуществляют натяжение пружины таким образом, чтобы выпуск пара через предохранительный клапан при закрытой выпускной задвижке был небольшим, и полностью открывают впускную задвижку. После этого постепенно открывают задвижку для выпуска пара.

Регулирующие клапаны с пневматическим мембранным исполнительным механизмом предназначены для регулирования различных технологических параметров (давления, расхода пара или воды, температуры), а также служат запорными органами в схемах блокировочных устройств. Устанавливают эти клапаны на присоединительных трубопроводах сосудов.

Принцип работы такого клапана основан на использовании давления рабочей среды (пара, воды и т. п.) в мембранной полости.

Под действием давления в корпусе мембрана прогибается и воздействует на толкатель, который, сжимая пружину посредством штока, открывает клапан для пропуска пара в сосуд. В нужный период времени подача давления в корпус прекращается, толкатель под действием пружины возвращает мембрану в исходное положение, а клапан перекрывает доступ пара в сосуд.

Для удаления из котлов и автоклавов конденсата, образующегося во время технологической обработки пищевых продуктов паром, применяют конденсатоотводящие устройства — конденсационные горшки, конденсатоотводчики непрерывного действия.

На рис. приведена конструктивная схема конденсационного горшка с закрытым поплавком.

Рис. Конденсационный горшок: 1 — корпус,-2 — поплавок; 3 — отражательный угольник (козырек); 4 — штуцер для входа конденсата; 5 — клапан; 6 — регулировочный клапан

Конденсат из сосуда через входной штуцер поступает в корпус и заполняет пространство между поплавком и корпусом. Для предупреждения попадания конденсата непосредственно в поплавок против входного штуцера установлен отражательный угольник. По мере заполнения горшка водой поплавок всплывает и клапан перекрывает выходной канал в штуцере. При дальнейшем заполнении горшка вода достигает верхней кромки поплавка и постепенно его заполняет. Поплавок, наполненный водой, тонет, и клапан открывает выходной канал в штуцере. Вода, находящаяся в поплавке, под давлением пара удаляется через выходное отверстие в отводящую трубу. По мере удаления из корпуса конденсата поплавок всплывает, его клапан снова закрывает канал для выхода пара.

На предприятиях с целью повышения культуры производства и безопасной эксплуатации системы, работающей под давлением, используют автоматизированную конструкцию непрерывного выпуска конденсата из сосуда (рис.).

Источник

КИПиА котельного оборудования

Современную теплоэнергетику невозможно представить без высокоточных средств измерения. Технологический процесс на энергетических объектах должен постоянно контролироваться с помощью датчиков или преобразователей, которые не только пассивно снимают информацию, но и позволяют производить автоматическую регулировку и защитное отключение при нарушении нормального режима.

Типы КИПиА в котельной

Из общего названия и сказанного выше можно сделать вывод, что для безаварийной работы газового оборудования необходимы следующие комплексы:

  • измерительные;
  • регулировочные;
  • защитные.

Эксплуатация водогрейных и энергетических установок без приборов защит запрещена, поскольку при нестандартных ситуациях и поломках угроза жизни людей и целостности механизмов повышается многократно. Перед растопкой дежурный персонал организует проверку действие защит на останов котла. Введение этого пункта в ПТЭ помогло серьезно снизить негативные последствия аварий.

Особенности работы КИПиА котельного оборудования

Для сетевых и газового трубопроводов предусматриваются как дистанционные цифровые комплексы, так и механические приборы по месту. Это позволяет обслуживающему персоналу контролировать состояние среды во время обхода котельной или при потере напряжения. Действие защит распространяется чаще всего на топливоподачу, для исключения взрыва при нарушениях режима горения в котлах.

Обслуживание КИПиА в котельных

Для правильной работы контролирующих устройств на объектах теплоэнергетики формируют специальный цех или подразделение. Эта служба выполняет следующие функции:

  • ежедневный контроль правильности показаний,
  • проверка устройств защиты;
  • ремонт и замена вышедших из строя приборов;
  • периодическая поверка устройств измерения.

Ведение режима котельного агрегата невозможно без постоянно контроля со стороны оператора котельной. Несколько обходов в смену помогают держать такое измерительное оборудование в исправности.

Приборы КИПиА для котельных

Основными измерительными устройствами в газовых котельных являются:

  • Манометры. Необходимы для контроля давления в трубопроводах, без них эксплуатация зачастую невозможна. По ним происходит регулировка процесса горения в водогрейных и энергетических котлах, посредством измерения давлений природного газа и воздуха.
  • Термопары. Теплоноситель должен отпускаться в город с определенной температурой. Для контроля за ней, а значит и за режимом работы котельной устанавливают несколько термических преобразователей.
  • Расходомеры. Экономические характеристики производства тепловой и электрической энергии связаны с расходами рабочей среды и топлива. Для их измерения применяются цифровые пишущие устройства.

Слесарь КИПиА газовых котельных

В современном производстве все параметры, получаемые от измерительных приборов, аккумулируются на пункте. Компьютерные системы на нем позволяют обратиться к этой информации, вплоть до определенного периода. Такой порядок полезен для анализа.

В обязанности дежурного слесаря входят общие пункты:

  • обеспечение исправности устройств контроля и защиты;
  • периодическая проверка измерительных приборов;
  • техническое обслуживание КИПиА в котельной;
  • аккумулирование и предоставления целостной информации по параметрам производственного процесса.

Оперативный персонал посменно осуществляет обеспечение нормальной эксплуатации измерительных комплексов на энергетических объектах и тепловых сетях. Также он контролирует систему сбора информации, чтобы не допустить ее сбоев.

Источник