Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.
Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.
Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.
Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.
Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.
Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.
Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.
Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.
2. Классификация котельных установок
Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).
Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.
Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.
Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.
Рис. 1.
Рис. 2.
Рис. 3.
Рис. 4.
Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.
Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).
В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.
Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.
Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель
На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.
При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.
Рис 6.
Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.
Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.
Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.
Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.
Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.
Рис. 7.
Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.
Рис. 9.
Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.
Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.
Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.
Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.
3. Классификация котельных агрегатов
Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:
Котлы с естественной циркуляцией;
Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).
В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.
Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).
Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.
Рис. 10.
Рис. 11.
Рис. 12.
В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.
В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.
В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.
По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.
Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.
Рис. 13.
Рис. 14.
По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.
По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.
Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.
Рис. 15.
Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования
| ← Общие требования к системам автоматики безопасности, регулирования, контроля и управления оборудованием котельных | Содержание | Автоматизация работы и защита пароводогрейных котлов → |
Содержание раздела
Комбинированные безбарабанные пароводогрейные котлы отличаются от обычных барабанных паровых котлов низкого давления и стальных прямоточных водогрейных котлов тем, что могут работать в трех различных режимах: чисто водогрейном, комбинированном с одновременной выдачей горячей воды и водяного пара низкого давления и чисто паровом, когда все поверхности нагрева комбинированного котла работают как испарительные. В этом случае все экранные поверхности топочной камеры и задний экран конвективной шахты переводятся в паровые безбарабанные контуры с естественной циркуляцией.
Конвективные пакеты с горизонтальными трубными пучками и боковые экраны конвективной шахты работают как испарительные паровые контуры с многократной принудительной циркуляцией. Перевод комбинированного котла из одного режима работы в другой требует кратковременной остановки котла для снятия и установки заглушек на соответствующих водоперепускных трубах водогрейного контура, а также на соединительных трубах паровых испарительных контуров. От установки вместо заглушек водяных и паровых задвижек с дистанционным включением и выключением их с центрального щита управления пришлось отказаться, так как практика их применения показала, что задвижки не обеспечивают надлежащей плотности и дают недопустимый переток среды из одного контура в другой.
Общими задачами контроля и управления работой комбинированного котла являются обеспечение выработки в каждый данный момент необходимого количества теплоты в виде горячей воды и пара при определенных их параметрах - давлении и температуре, а также обеспечение экономичности сжигания топлива, рационального использования электроэнергии для собственных нужд и сведение к минимуму потерь теплоты. Должна также обеспечиваться надежность работы котла и его вспомогательного оборудования.
Обслуживающий персонал постоянно должен иметь ясное представление о режиме работы всего агрегата по показаниям контрольно-измерительных приборов.
Эти приборы можно разделить на пять групп по видам измерений:
а) расхода пара, воды, топлива, иногда воздуха, дымовых газов;
б) давлений пара, воды, газа, мазута, воздуха и разрежения в газоходах котла;
в) температур пара, воды, топлива, воздуха и дымовых газов;
г) уровня воды в паровом контуре котла, циклонах, баках, деаэраторах, уровня топлива в бункерах и других емкостях;
д) состава дымовых газов, а также качества пара и воды.
Почти все контрольно-измерительные приборы состоят из воспринимающей части (датчика), передающей части и вторичного прибора, по которому отсчитывают измеряемую величину. Вторичные приборы могут быть указывающими, регистрирующими (самопишущими) и суммирующими (счетчиками). Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один вторичный прибор с помощью переключателей. На вторичном приборе для ответственных величин отмечают красной чертой предельно допустимые значения параметров работы комбинированного котла (давление воды, пара, подогрева воды и т.д.).
Ответственные величины измеряются непрерывно, а остальные - периодически.
При выборе количества приборов и их размещении руководствуются правилами Госгортехнадзора по котельным агрегатам, правилами газового надзора, ведомственными правилами типа правил технической эксплуатации и строительными нормами и правилами (СНиП), в которых регламентирован ряд измерений, необходимых для безопасности персонала и учета.
Общим положением при выборе места установки приборов является удобство обслуживания агрегата минимальным числом людей при небольших капитальных и эксплуатационных затратах на приборы. Поэтому при разработке проекта котельной любой производительности выполняют схему, чертежи и сметы на установку приборов и устройств автоматизации. Затраты на КИП не должны превышать нескольких процентов от полной стоимости котельной установки.
Обычно системы автоматизации выполняются так, чтобы воспринимающая изменения какой-либо величины часть контрольно-измерительного прибора служила датчиком импульса и для системы автоматического регулирования. Электродвижущую силу термоэлектрического преобразователя, изменение разрежения в топке или за агрегатом, изменение давления в котлоагрегате и другие величины используют в качестве импульсов, поступающих в регулятор. Последний, получая импульсы, алгебраически суммирует их, усиливает и иногда преобразует, а затем передает на органы управления. Таким путем автоматизация работы установки сочетается с контролем ее работы.
Кроме приборов, выведенных на щит управления, часто применяется местная установка контрольно-измерительных приборов (термометров для измерения температуры воды, пара, мазута, манометров и вакуумметров для измерения давления и вакуума, различных тягомеров и газоанализаторов). Приборы нужны не только для правильной эксплуатации агрегата, но и для периодических испытаний, проводимых после ремонта или реконструкции.
Размер: px
Начинать показ со страницы:
Транскрипт
1 Государственный учебный центр «ПРОФЕССИОНАЛ» КОНТРОЛЬНО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ КОТЕЛЬНЫХ Учебное пособие Москва-2001
2 Контрольно-измерительные приборы и автоматика газифицированных котельных Пособие для подготовки операторов газифицированных котельных Пособие подготовлено преподавателем Государственного учебного центра «ПРОФЕССИОНАЛ; канд.хехн. наук Соколовым Б.А. При подготовке пособия учтены замечания и предложения преподавателей Центра: Калининой Т.Б. Славина СИ. Фельдмана М.А. ЛР от Подписано в печать Формат 60x88 1/16. Печать офсетная. Бумага газетная. Печ. л. 6,5. Тираж 1000 экз. Заказ ООО «Издательский Дом Синергия» , Москва, ул. Демьяна Бедного, д. 23, корп. 1. Отпечатано в Производственно-издательском комбинате ВИНИТИ, г. Люберцы Московской обл., Октябрьский пр-т, 403. Тел Государственный учебный центр «ПРОФЕССИОНАЛ», Москва, 2001 г.
3 содержание Введение... 5 Часть I. Контрольно-измерительные приборы Общие сведения. Виды измерений. Погрешность измерения. Класс точности прибора Приборы для измерения температуры Термометры расширения Манометрические термометры Контактные манометрические термометры Термометры сопротивления. Логометры Термоэлектрические пирометры. Миливольтметры, потенциометры Оптические и радиационные пирометры Приборы для измерения давления Давление и его виды, единицы измерения Жидкостные стеклянные манометры Тягомеры и напоромеры Жидкостные стеклянные тягонапоромеры Мембранные тягонапоромеры Пружинные манометры Сильфонные манометры и вакуумметры Электроконтактные манометры Манометры электрические дистанционные Дифференциальные манометры Поплавковые дифманометры Колокольные дифманометры Мембранные дифманометры Приборы для измерения количества и расхода вещества Расход вещества и методы его измерения Дроссельные расходомеры Объемные счетчики для газа Турбинные (скоростные) счетчики Приборы для измерения уровня воды в барабане котла Приборы для измерения состава газов Переносные химические газоанализаторы Автоматические газоанализаторы... 56
4 Часть II. Автоматика газифицированных котлов Функции, выполняемые автоматикой Схемы регулирования основных параметров котельного агрегата Принципиальная схема автоматики безопасности котельного агрегата Первичные приборы (датчики) системы автоматического регулирования котлов Первичные приборы (датчики) автоматики безопасности Запально-защитное устройство (ЗЗУ) Автоматика «Контур» Автоматика регулирования Автоматика безопасности Пуск и останов котла с автоматикой "Контур" Автоматика АМК-У Функции автоматики АМК-У Основные элементы системы автоматики Автоматика регулирования Автоматика безопасности Полуавтоматический пуск котельного агрегата Останов котельного агрегата Комплект средств управления (КСУ) Комплект средств управления КСУ-1-Г Автоматика регулирования Автоматика безопасности Пуск и останов котла Комплект средств управления КСУ-2П Автоматика регулирования КСУ-2П Автоматика безопасности Пуск и останов котла с автоматикой КСУ-2П-1Г Список использованной литературы Контрольные вопросы Приложение
5 Введение Автоматизация котельных агрегатов в настоящее время приобретает особое значение в обеспечении надежной, безопасной и экономичной эксплуатации. Современные отопительные, отопительно-производственные и производственные котельные относятся к достаточно сложным видам инженерного оборудования, на которых занято большое количество персонала. В настоящее время невозможно представить себе работу подобного оборудования вне рамок комплексной автоматизации, если не преследуется цель обеспечить качество, надежность и высокую эффективность эксплуатации котельных. Для большинства котельных в настоящее время характерной является комплексная автоматизация, при которой ведение всех технологических процессов возлагается на автоматические регуляторы и системы защит, а наблюдение за режимом работы котельного агрегата, вспомогательного оборудования, а также исправностью регуляторов поручается постоянному обслуживающему персоналу. В связи с этим в программе подготовки операторов газовых котельных значительное место уделяется вопросам измерения основных параметров работы котельного оборудования, а также различным системам автоматического регулирования. Следует заметить, что в настоящее время большое количество котельных оборудованы весьма устаревшими системами автоматического регулирования, такими как АГК-2, АПВ (пневматические системы), ПМА (пневмомеханическая система), "Кристалл" (электронно-гидравлическая система), АГОК и АМКО (электрические системы), АМК-У и т.д.. Более современными системами регулирования являются КСУ и "Контур", описание которых приводится в пособии. При изучении курса "Контрольно-измерительные приборы и автоматика газифицированных котельных" учащиеся ГУЦ "Профессионал" активно используют специализированный класс, в котором имеются
6 стенды с контрольно-измерительными приборами, датчиками системы регулирования и безопасности, электрическими исполнительными механизмами, регулирующими органами, регуляторами. В классе установлен макет парового котла, оборудованный системами автоматического регулирования и безопасности. На щите управления, установлены 4 регулятора PC 29.1 (газа, воздуха, тяги, уровня воды в барабане), тумблеры блокировок, ряд контрольноизмерительных приборов. Инструкция по эксплуатации макета парового котла приведена в Приложении. Данное пособие подготовлено преимущественно для операторов газовых котельных. Вместе с тем оно может быть использовано также для операторов газовых печей хлебопекарной промышленности и других отраслей, например машиностроения, ответственных за газовое хозяйство инженерно-технических работников, слесарейремонтников, обслуживающих газопотребляющее оборудование, слесарей КИП. Вопросы, предназначенные для более углубленного изучения, отмечены в тексте петитом. В процессе подготовки пособия автор пользовался плодотворными обсуждениями материала с преподавателями Центра: Калининой T.B., Славиным СИ., Фельдманом М.А., чьи ценные замечания и предложения были учтены, и за что автор выражает им глубокую признательность.
7 Часть I. Контрольно-измерительные приборы 1. Общие сведения. Виды измерений. Погрешность измерения. Класс точности прибора В процессе работы котельных агрегатов, печей и других топливоиспользующих установок требуется выполнение различных видов измерений, таких как: температура; давление; расход; уровень воды в барабане или какой-либо другой емкости; состав газов и т.д. Для измерения перечисленных параметров применяются различные приборы, основанные на использования тех или иных физических или химических свойств веществ. Измерение физических величин не может быть произведено абсолютно точно из-за несовершенства измерительных приборов, методов измерений, индивидуальных свойств наблюдателя и ряда случайных причин. Численные значения ошибок, возникающих при этом, называются погрешностями измерения. При каждом измерении должна быть известна степень точности результата, оцениваемая погрешностью измерения, которая может быть выражена в виде абсолютной или относительной величины. Абсолютная погрешность представляет собой разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины. Относительная погрешность есть отношение абсолютной погрешности к действительному значению, выраженная в процентах. Погрешность измерения, зависящая от свойств и состояния измерительного прибора при нормальных условиях его работы, называется основной (инструментальной) погрешностью, а все остальные - дополнительными погрешностями.
8 Каждый, даже новый прибор, обладает основной погрешностью измерения, величина которой зависит от его назначения, устройства и качества изготовления. С течением времени основная погрешность прибора обычно возрастает за счет появления остаточных деформаций пружин, износа трущихся частей, загрязнения или повреждения измерительного механизма и пр. Вследствие этих причин требуется периодический контроль работы прибора и его ремонт. Дополнительные погрешности возникают из-за неправильной установки прибора, влияния вибрации, температуры, влажности и т.п. Для всех приборов в зависимости от их назначения, качества и предела измерений нормами устанавливаются допустимые основные погрешности, которые характеризуют наибольшее возможное (предельное) отклонение показаний прибора от действительного значения в обе стороны. Если при проверке прибора основная погрешность в любой точке его шкалы или в рабочей ее части не превышает допустимой, то прибор признается годным к применению. В противном случае он должен быть подвергнут ремонту или переградуировке. Приведенная основная погрешность прибора в, определяемая в зависимости от абсолютной основной погрешности а, выражается в процентах диапазона шкалы по равенству: в = ±a/a в -A н 100%, где А в и А н - верхнее и нижнее предельные значения шкалы прибора. По величине приведенной основной погрешности приборы разделяются на различные классы точности, условное обозначение которых соответствует размеру основной погрешности. Так, например, приборы, основные погрешности которых равны ±0,6 и ± 1,6%, относят соответственно к классам точности 0,6 и 1,6. Согласно существующим нормам теплотехнические измерительные приборы делятся на следующие классы точности: 0,06; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5 и 4. Класс точности обычно указывается на шкале прибора.
9 2. Приборы для измерения температуры Температура является мерой теплового состояния или степенью нагретости вещества. Тепловое состояние тела характеризуется скоростью движения его молекул или средней внутренней энергией тела. Чем выше температура, тем больше скорость движения молекул. Температура тела увеличивается или уменьшается в зависимости от того, получает или отдает это тело тепло. Измерить температуру какого-либо тела непосредственно, т.е. так, как измеряют другие физические величины, например длину, вес, объем, не представляется возможным, т.к. в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Определение температуры вещества производят посредством наблюдения за измерением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества, которое при соприкосновении с нагретым телом вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие. Такой метод не дает абсолютное значение температуры нагретой среды, а лишь разность температур относительно исходной температуры термометрического вещества, условно принятой за нуль. При изменении вследствие нагрева внутренней энергии вещества меняются практически все его физические свойства, но для измерения температуры выбираются те из них, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются точному измерению. Этим требованиям наиболее полно соответствуют такие свойства рабочих веществ, как объемное расширение, изменение давления в замкнутом объеме, изменение электрического сопротивления, возникновение термоэлектродвижущей силы и интенсивность излучения, положенные в основу устройства приборов для измерения температуры Термометры расширения Термометры расширения основаны на свойстве тел изменять под действием температуры объем, а следовательно, и линейные размеры. В жидкостных стеклянных термометрах, построенных на принципе теплового расширения жидкости в стеклянном резервуаре, в
10 качестве рабочих веществ применяют ртуть и органические жидкости - этиловый спирт, толуол, пентан и др. Наиболее широкое распространение получили ртутные стеклянные термометры, имеющие по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями, существенное преимущество - более широкий диапазон измерения температуры, при которой ртуть остается жидкой. При нормальном атмосферном давлении ртуть находится в жидком состоянии при температурах от -39 С (точка замерзания) до 357 С (точка кипения). Стеклянные термометры с органическими заполнителями пригодны для измерения температур в пределах от -190 С до 100 С. Верхний предел измерения ртутных термометров, ограничиваемый температурой размягчения стеклянной оболочки термометра, достигается при помощи искусственного повышения точки кипения ртути. С этой целью у термометров для измерения высоких температур до 500 С и выше, пространство капилляра над ртутью заполняется инертным газом (азотом) при давлении свыше 20 кгс/см 2. Рис. 1. Типы ртутных термометров. а) - технический; б) - лабораторный с безнулевой шкалой. 1 - резервуар; 2 - капилляр; 3 - шкала: 4 - оболочка; 5 - нижняя часть; 6 - пробка, залитая гипсом; 7 - дополнительная шкала; 8 и 9 - расширения капилляра. Ртутные стеклянные термометры изготавливаются двух видов (рис. 1): со вложенной шкалой и палочные. Термометр со вложенной шкалой имеет заполненный
11 ртутью резервуар 1, капиллярную трубку 2, пластинку 3 из молочного стекла с нанесенной на ней шкалой и наружную цилиндрическую оболочку 4, в которой укреплены капилляр и пластинка со шкалой. Палочный термометр состоит из резервуара 1, соединенного с толстостенным капилляром 2, имеющим наружный диаметр 6-8 мм. Шкала термометра нанесена непосредственно на наружной поверхности капилляра в виде насечки по стеклу. По назначению ртутные термометры разделяются на технические, лабораторные и образцовые. Технические термометры типа ТТ изготавливаются со вложенной шкалой и для удобства установки имеют тонкую прямую или изогнутую под утлом или 135 нижнюю (хвостовую) часть с резервуаром на конце, целиком погружаемую в измеряемую среду. Нижняя часть технических термометров выполняется длиной от 60 до 2000 мм. Оболочка термометра, в которой заключена шкала, имеет длину 110,160 или 220 мм и диаметр 18 мм. Точность показаний ртутного термометра, как и любого измерительного прибора, измеряющего температуру, зависит от способа его установки. Неправильная установка прибора, дающая большую утечку тепла в окружающую среду, может привести к занижению его показаний на 10-15%. Применяются два способа установки ртутных термометров: в защитных гильзах и без них, т.е. путем непосредственного погружения термометров в измеряемую среду. Наиболее распространенным способом является установка термометра в защитной гильзе (рис. 2). предохраняющей его от поломки. Длина защитной гильзы выбирается в зависимости от требуемой глубины погружения термометра. Для улучшения теплопередачи от внутренней поверхности гильзы к резервуару термометра образующийся в гильзе кольцевой зазор между резервуаром и ее стенкой заполняется при измерении температур до 150 С машинным маслом, а при более высокой температуре - медными опилками. Заполнение гильзы маслом или опилками производится так, чтобы в эту среду был погружен только резервуар термометра. Периодическая проверка ртутных термометров производится путем сравнения их показаний с показаниями образцовых термометров. При проверке используются термостаты с электрообогревом, заполняемые дистиллированной водой (до 99 С). минеральным маслом (до 200 С) или селитрой (до 550 С).
12 Рис. 2. Установка ртутных термометров в защитных гильзах. а) - вдоль оси трубопровода; б) - наклонно к оси горизонтального трубопровода; в) - нормально к оси горизонтального трубопровода; г) - на вертикальном трубопроводе. 2.2.Манометрические термометры Действие манометрических термометров основано на изменении давления жидкостей, газа или пара в замкнутом объеме в зависимости от температуры. Указанные термометры являются техническими показывающими или самопишущими приборами и предна-
13 значаются для измерения температуры в пределах от -150 С до 600 С. Класс точности их 1 2,5. Схема манометрического термометра показана на рис. 3. Замкнутая система прибора, заполненная рабочим веществом, состоит из термобаллона 1, погружаемого в исследуемую среду, трубчатой (манометрической) пружины 2, воздействующей посредством тяги 3 на стрелку или перо прибора, и капиллярной трубки 4, соединяющей пружину с термобаллоном. Рис. 3. Схема манометрического термометра. 1 - термобаллон; 2 трубчатая манометрическая пружина; 3 - тяга; 4 - капиллярная трубка; 5 - штуцер с сальниковым уплотнением. Термобаллон выполняется из стальной или латунной трубки, закрытой с одного конца, а с другого соединенной с капилляром. Посредством съемного штуцера 5 с сальниковым уплотнением и резьбой термобаллон устанавливается в трубопроводах, баках и т.п. При нагреве термобаллона увеличение в нем давления рабочего вещества передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает ее перемещение. Соединительный капилляр изготавливается из
14 медной или стальной трубки с внутренним диаметром 0,2-0,4 мм и толщиной стенки 0,5-2 мм. Снаружи капилляр защищен металлической оплеткой. Длина капилляра достигает 60 м. Газовые манометрические термометры заполняются азотом. Газовые термометры изготавливаются с длиной капилляра 4, 25 и 40 м. Длина термобаллона зависит от длины капилляра и равняется соответственно 210, 310, 360 и 410 мм. Наружный диаметр термобаллона 22 мм. Для заполнения жидкостных манометрических термометров применяется ртуть, ксилол, толуол при начальном давлении кгс/см 2. В парожидкостных манометрических термометрах рабочим веществом служат низкокипящие органические жидкости: хлористый метил, ацетон, бензол и др. Термобаллон парожидкостных манометрических термометров на 2/3 объема залит рабочей жидкостью, или другой нерастворяющейся в ней жидкостью с более высокой температурой кипения (например, смесью глицерина, воды и спирта), служащей для передачи давления от термобаллона к трубчатой пружине. При установке манометрического термометра в трубопроводах термобаллон помещается в середину потока, т.е. в зону наибольшей скорости среды. Термобаллон газовых и жидкостных термометров может занимать любое положение, а парожидкостных - вертикальное (капилляром вверх) или слегка наклонное. При измерении температуры среды, находящейся под большим давлением или агрессивной, термобаллон устанавливается в защитной гильзе, заполненной маслом или медными опилками. Манометрические термометры поверяются на рабочем месте или в лаборатории. Поверка приборов в лаборатории производится в термостатах с электрообогревом, а на рабочем месте - при помощи сосудов с нагретой и холодной жидкостью (водой или маслом), смешиваемых до получения нужных температур Контактные манометрические термометры Для измерения и сигнализации температуры используются показывающие приборы с электроконтактными устройствами типа ЭКТ. Прибор имеет корпус и соединительный капилляр длиной 1,6 10 м. Двухпозиционное сигнальное устройство термометра состоит из двух изолированных друг от друга и от стрелки предельных контактов, устанавливаемых вручную на любые деления шкалы прибора. Класс точности электроконтактного манометрического термометра 2,5.
15 2.4. Термометры сопротивления. Логометры Для измерения температуры широкое применение получили термометры сопротивления, основанные на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Металлы, как известно, увеличивают при нагреве свое сопротивление. Следовательно, располагая зависимостью сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о величине температуры проводника. Термометры сопротивления применяются для измерения температуры в диапазоне от -260 С до 750 С (в отдельных случаях до 1000 С). Достоинствами термометров сопротивления являются: высокая точность измерения, легкость осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний, возможность присоединения к одному вторичному прибору при помощи переключателя нескольких однотипных термометров. Термометр сопротивления выполняется из тонкой металлической проволоки, намотанной на каркас из электроизоляционного материала (слюды, кварца, пластмассы) и помещенной в металлический защитный чехол с головкой для подключения соединительных проводов. В качестве вторичных приборов, работающих с термометрами сопротивления, применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и логометры. Стандартные технические термометры сопротивления имеют следующие условные обозначения: платиновые - ТСП, медные - ТСМ. Устройство платинового термометра сопротивления приведено на рис. 4. На каркасе из слюдяной пластинки 1, имеющей по бокам зубчатую насечку, намотана платиновая проволока 2 диаметром 0,07 мм и длиной около 2 м. К концам платиновой обмотки припаяны два вывода из серебряной проволоки диаметром 1 мм, присоединенные к латунным зажимам в головке термометра 11. Слюдяная пластинка с обмоткой изолирована с двух сторон более широкими слюдяными накладками 4 и связана с ними в общий пакет серебряной лентой 5.
16 Рис. 4. Платиновый термометр сопротивления типа ТСП-1. а) - чувствительный элемент; б) - внутренняя арматура; в) - защитная арматура. Устроенный таким образом чувствительный элемент термометра вставлен в плоский алюминиевый вкладыш и вместе с ним заключен в трубчатую оболочку 7 из алюминия. Серебряные выводы изолированы фарфоровыми бусами 8. Оболочка с чувствительным элементом помещена в стальной защитный чехол 9 с приваренным к нему штуцером 10, предназначенным для установки термометра в трубопроводах и резервуарах. В верхней части защитного чехла закреплена алюминиевая головка 11, внутри которой помещен бакелитовый вкладыш с двумя зажимами для присоединения внешних соединительных проводов.
17 Рис. 5. Измерительный механизм логометра типа ЛПр постоянный магнит; 2 - полюсный наконечник; 3 - сердечник; 4 - рамки; 5 - спиральный волосок; 6 - стрелка; 7 - противовес для уравновешивания подвижной части; 8 - винт с агатовым подпятником; 9 - керн; 10 - обойма с мостиком; 11 - резистор (катушка). Одним из распространенных вторичных технических приборов, работающих в комплекте с термометром сопротивления, является логометр магнитоэлектрической системы (рис. 5). Подвижная часть его, состоящая га двух жестко связанных и скрещенных под небольшим углом рамок (обмоток), поворачивается около вертикальной оси в неравномерном магнитном поле постоянного магнита. Принцип действия логометра заключается в измерении отношения токов I 1 и I 2, протекающих в двух параллельных электрических цепях, питаемых от постороннего источника постоянного тока, в каждую из которых включена соответствующая рамка прибора. На рис. 6 показана схема логометра с термометром сопротивления R t и источником питания Б. Между полюсными наконечниками постоянного магнита, имеющими овальную вытачку, расположен стальной цилиндрический сердечник, образующий с ними переменный по ширине воздушный зазор, постепенно уменьшающий магнитную индукцию от середины наконечников к их краям. В зазорах перемещаются одинаковые скрещенные рамки R" р и R" р из тонкого медного изолированного провода, жестко скрепленного между собой и со стрелкой прибора.
18 Рис. 6. Принципиальная схема логометра. Измерительная схема логометра состоит из двух цепей I и II, питаемых от общего источника тока Б. В цепь I включены рамка R p и постоянный резистор R, а в цепь II - рамка R" p, термометр сопротивления R t и соединительные провода R пр. Через рамки логометра R" р и R" р протекают токи I 1 и I 2 по величине обратно пропорциональные сопротивлениям цепей I и II. образующие свои магнитные поля. Взаимодействие последних с полем постоянного магнита создает вращающие моменты М 1 и М 2, действующие на скрещенные рамки в противоположных направлениях. При увеличении с повышением измеряемой температуры сопротивления термометра R t ток I 2 в цепи II уменьшится и момент M 1 станет больше, чем М 2. В результате этого подвижная часть логометра начнет поворачиваться в сторону большего момента (на данной схеме - по часовой стрелке) до тех пор, пока не наступит состояние равновесия, которое возникает благодаря тому. что рамка R" р с большей силой тока входит в расширяющуюся часть воздушного зазора, т.е. в область более слабого магнитного поля, вызывая тем самым постепенное уменьшение момента М 1. Одновременно с этим рамка R" р с меньшей силой тока, наоборот, входит в суживающуюся часть воздушного зазора, т.е. в более сильное магнитное поле, что ведет к увеличению момента М 2. Равновесие подвижной части прибора наступит в положении, при котором вращающиеся моменты рамок сравняются. В этом случае М 1 = М 2. Ток к рамкам логометра подводится с помощью трех очень тонких спиральных волосков, создающих ничтожный противодействующий упругий момент при повороте подвижной части. Выпускаются логометры с профильной шкалой: показывающий типа ЛПр-53 и показывающий самопишущий ЛСЩПр Проверка технических термометров сопротивления производится при температурах 0 С в термостате плавления льда и 100 С в термостате кипения воды с элек-
19 трообогревом. Измерение сопротивления в процессе их проверки производится обычно компенсационным методом при помощи потенциометра. Проверка вторичных измерительных приборов - автоматических уравновешенных мостов и логометров - производится с помощью образцового моста или магазина сопротивлений Термоэлектрические пирометры. Миливольтметры, потенциометры Действие термоэлектрических пирометров заключается в том, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников, образующих так называемую термопару, непрерывно течет электрический ток, если места спаев этих проводников имеют различную температуру. Термоэлектрический пирометр (рис.7) состоит из термопары и подключенного к ней соединительными проводами вторичного электроизмерительного прибора (ЭП). ; Величина термоэлектродвижущей силы (т.э.д.с), развиваемой термопарой, зависит от материала термоэлектродов, а также от температуры рабочего и свободных концов, термопары. В качестве термоэлектродных материалов для изготовления термопар применяются главным образом металлические сплавы и иногда чистые, металлы. К ним предъявляются следующие требования: 1. Обеспечение при измерениях сравнительно больших т.э.д.с: Рис. 7. Схема термоэлектрического пирометра. 2. Постоянство термоэлектрических свойств независимо от изменения со временем внутренней структуры и загрязнения поверхности; 3. Устойчивость против действия высоких температур, окисления; 4. Хорошая электропроводность и небольшой температурный коэффициент электропроводности; 5. Однозначная и по возможности линейная зависимость т.э.д.с. от температуры;
20 6. Однородность и постоянство состава материала электродов для обеспечения взаимозаменяемости термопар. Наибольшее распространение для промышленных термопар получили материалы: хромель, алюмель, копель, платинородий, платина. В таблице приведены некоторые характеристики наиболее распространенных термопар. Наименование термопары Тип Градуировка Пределы измерения температур при длительном измерении, С Платинородийплатиновая ТПП ПП (10% родия) Платинородиевая ТПР ПР-30/ (30% и 6% родия) Хромель-алюмелевая ТХА ХА Хромель-копелевая ТХК ХК Термопары из драгоценных металлов и сплавов ТПП и ТПР применяются главным образом для измерения высокой температуры (выше 1000 С), так как они обладают большой термостойкостью. Они хорошо противостоят действию окислительной среды, но зато быстро разрушаются и теряют свои свойства в восстановительной атмосфере (в среде водорода и окиси углерода). При промышленных измерениях электроды этих термопар тщательно изолируют от непосредственного соприкосновения с окружающей средой. Термопары ТХК и ТХА применяют для измерения сравнительно невысокой температуры (до 600 С и 1000 С соответственно). Эти термопары развивают значительные т.э.д.с, что является большим их достоинством. Термоэлектроды термопар из драгоценных металлов изготавливаются обычно из проволоки диаметром 0,5 мм, а из недрагоценных металлов - диаметром 1,2-3,2 мм.
21 Рабочий конец термопары из тонких термоэлектродов образуется сваркой двух электродов (рис. 8), а из толстой - их скруткой и сваркой. Иногда для улучшения условий теплопередачи рабочий конец термопары из недрагоценных металлов приваривается ко дну защитного металлического чехла. Рис. 8. Рабочие концы термопар. а) и б) - термоэлектроды, соединенные сваркой; в) - термоэлектроды, приваренные ко дну защитного чехла. Термоэлектроды термопары от спая до зажимов тщательно изолируются. В качестве изоляции применяются одно- и двухканальные фарфоровые трубки или бусы, надеваемые на термоэлектроды. Общий вид термопары приведен на рис. 9. Термопара имеет стальной защитный чехол 1, на который насажен подвижный фланец 2 со стопорным винтом, служащим для ее закрепления. Рабочий конец термопары 3 помещен в фарфоровый стаканчик 4. Оба термоэлектрода изолированы по длине фарфоровыми бусами 5. Головка состоит из литого корпуса 6 крышки 7 и сальника 8 с уплотнением_для вывода проводов. Внутри головки расположена колодка 10 с двумя зажимами 11, несущими на себе две пары Рис. 9. Общий вид термопары.
22 винтов 12 и 13 для закрепления термоэлектродов и соединительных проводов. В качестве электроизмерительных приборов в термоэлектрических пирометрах применяются пирометрические милливольтметры и потенциометры. Рис. 10. Устройство пирометрического милливольтметра. Устройство пирометрического милливольтметра показано на рис. 10. Подковообразный постоянный магнит 1 из высоколегированной стали, снабжен полюсными наконечниками 2, между которыми неподвижно укреплен цилиндрический сердечник 3. В кольцевом воздушном зазоре шириной около 2 мм. образованном полюсными наконечниками и сердечником, расположены две боковые стороны прямоугольной подвижной рамки 4, состоящей из последовательных витков изолированной медной проволоки. Рамка, жестко скрепленная со стрелкой 5, образует подвижную часть прибора, которая может поворачиваться вокруг оси сердечника благодаря расположенным на торцевых сторонах рамки двум стальным кернам 6, опирающимся на укрепленные в стойке 7 агатовые подпятники 8. Около опорных
23 кернов расположены две плоские спиральные пружинки 9 из фосфористой бронзы, внутренние концы которых прикреплены к рамке, а наружные: у верхней пружинки - к оси рычага 10 и у нижней - к штифту неподвижной стойки. С этими же пружинками соединены оба конца обмотки рамки и два зажима 11, служащие для включения прибора в цепь термопары. Последовательно с рамкой включен добавочный резистор 12. В свободное пространство между полюсными наконечниками помещены немагнитные вкладыши 13. Стрелка прибора, выполненная из тонкой алюминиевой трубки, уравновешивается двумя передвижными противовесами 14, сидящими на двух балансировочных усиках с нарезкой. Благодаря противовесам центр тяжести подвижной части располагается на оси сердечника (рамки). При включении милливольтметра в цепь термопары через рамку, резистор и спиральные пружинки протекает ток, вызывающий появление вращающего момента, приводящего к повороту рамки и стрелки вокруг оси сердечника. Одновременно с перемещением рамки происходит закручивание спиральных пружинок, создающих противодействующий момент. Угол поворота рамки (стрелки) прибора, равный углу закручивания пружинок, зависит от силы тока, которая в свою очередь зависит от термо - э. д. с. термопары. Измерение температуры термоэлектрическим пирометром, у которого вторичным прибором является милливольтметр не обеспечивает достаточно высокой точности (класс точности такого прибора 1,6-2,5) из-за влияния колебаний температуры окружающего воздуха на сопротивление милливольтметра и внешней термоэлектрической цепи, по которым постоянно течет измеряемый ток, созданный термоэлектродвижущей силой термопары. Это влияние отсутствует при измерении т. э. д. с. компенсационным (нулевым) методом с помощью потенциометра. Принцип действия потенциометра заключается в том, что развиваемая термопарой э. д. с. уравновешивается (компенсируется) равным ей по величине, но обратным по знаку напряжением от вспомогательного источника, которое затем измеряется с большой точностью, благодаря тому, что во время этого измерения во всей скомпенсированной цепи термопары ток равен нулю, и колебания температуры внешних элементов этой цепи становятся несущественными. На рис. 11 показана принципиальная схема потенциометра с термопарой. Прибор состоит из трех смежных электрических контуров. Контур I образует измерительную цепь, в которую включены источник питания постоянного тока Б, регулировочный резистор (реостат) R, установочный резистор R y, измерительный резистор (реохорд) R p и кнопка К. Контур II представляет собой цепь нормального элемента НЭ, а контур III - цепь термопары Т. Нормальный гальванический элемент НЭ развивает при температуре 20 С строго постоянную Э.Д.С., равную 1,0186 В и обладает весьма небольшим температурным коэффициентом. Установочный резистор R y изготавливается из манганина и имеет постоянную и точно известную величину. Нулевой гальванометр Г_представляет собой чувствительный прибор с двусторонней шкалой. В зависимости от направления тока стрелка его отклоняется влево или вправо от нуля.
24 Рис. 11. Принципиальная схема потенциометра с термопарой. Измерение температуры с помощью потенциометра производится следующим образом. «Устанавливая переключатель П в положение 1, замыкают цепь контура II нормального элемента. Затем нажатием на кнопку К замыкают цепь измерительного контура I и реостатом R регулируют силу рабочего тока до тех пор, пока стрелка гальванометра Г не встанет на ноль шкалы. Отсутствие тока в контуре II наступит в тот момент, когда э.д.с. нормального элемента Е нэ будет компенсирована обратным ей по знаку падением напряжения на установочном резисторе R y (на участке цепи ав). В этом случае рабочий ток I в измерительной цепи После того, как в измерительной цепи потенциометра установлена постоянная и точно известная сила тока I, размыкают кнопку К и переводят переключатель П в положение 2, в результате чего к измерительному контуру I вместо контура II подключается контур термопары III. Вновь замыкают кнопкой К измерительную цепь и при помощи скользящего по реохорду R р контакта (движка) С изменяют сопротивление R" р участка реохорда вс до момента установки стрелки гальванометра Г на нуль шкалы. Указанное положение движка С характеризует состояние электрического равновесия прибора, при котором ток в цепи Т отсутствует, т.к. развиваемая т.э.д.с. Е ав(t,t0),» компенсируется равным ей по величине и обратным по знаку падением напряжения на участке реохорда вс. При полной компенсации т.э.д.с. термопары получим равенство. или, заменяя I, получим Таким обра- зом, определение т.э.д.с. термопары сводится к измерению величины со- противления R" р, т.к. э.д.с. нормального элемента Е нэ, и сопротивление установочного резистора R y имеют постоянные и известные значения. Следовательно, шкала потенциометра, нанесенная вдоль реохорда R p, может быть проградуирована непо-
25 средственно в мв или в случае работы потенциометра с термопарой определенной градуировки - в 0 С. Весьма современный компенсационный метод используется в показывающих и самопишущих автоматических электронных потенциометрах, в которых.уравновешивание (компенсация) т.э.д.с, развиваемой термопарой, производится с помощью небольшого асинхронного реверсивного электродвигателя, связанного с движком реохорда. Класс точности этих приборов 0,6-1,0.. В промышленности нашли широкое применение автоматические электронные потенциометры следующих типов: ЭПД, ЭПП, ЭПВ2, ПС1, ПСР1, ППЧ, ППР4, ПСМ2, ПСМР2 и др. Поверка пирометрических милливольтметров и автоматических потенциометров проводится путем сравнения их показаний с показаниями образцового или контрольного потенциометра.. _ 2.6. Оптические и радиационные пирометры Пирометры излучения применяются для измерения температуры нагретых тел в пределах С. Действие этих приборов основано на измерении излучаемой телом энергии, зависящей от его температуры и физико-химических свойств. С повышением температуры нагретого тела его излучение быстро возрастает. При нагреве до 500 С тело излучает невидимые инфракрасные (тепловые) лучи большой длины волны. Дальнейшее увеличение температуры вызывает появление и видимых лучей меньшей длины волны, благодаря которым тело начинает светиться. Видимая часть спектра лежит в пределах длин волн от 0,4 до 0,76 мкм. Вначале раскаленное тело имеет темно-красный цвет, который по мере роста температуры и появления лучей постепенно убывающей длины волны переходит в красный, оранжевый, желтый и, наконец, белый цвет, состоящий из лучей различной длины волны. Одновременно с увеличением температуры нагретого тела и изменением его цвета сильно возрастает интенсивность монохроматического (одноцветного) излучения для данной длины волны (яркость), а также увеличивается интегральное (полное) излучение телом энергии, что позволяет использовать эти два свойства нагретых тел для измерения температуры. В пирометре частичного излучения, называемом оптическим пирометром, производится сравнение моно- Рис. 12. Яркость нити накаливания пирометра частичного излучения. I - температура нити ниже температуры излучателя; II - температура нити выше температуры излучателя; III температура нити равна температуре излучателя; хроматической яркости (в лучах определенной длины, равной для красного цвета 0,65 мкм) нагретого тела (излучателя, температуру которого измеряют) и нити накала встроенной в прибор пирометрической лампы. При измерении яркостной температуры дугообразную нить лампы через телескоп наводят на поверхность измеряемого тела и добиваются уравновешивания яркостей обоих источников света путем
26 изменения реостатом силы тока, питающего лампу. Если яркость нити будет меньше, чем яркость излучателя (рис. 12), то на светлом фоне нить будет казаться черной (состояние I); если же, наоборот, излучатель имеет меньшую яркость, нить будет проектироваться светлой линией на более темном поле (состояние II); при совпадении монохроматической яркости нити и излучателя изображение средней изогнутой части нити, имеющей более высокую температуру, чем ее концы, сольется со светлым фоном излучателя и как бы исчезнет из поля зрения наблюдателя (состояние Ш). В этот момент и производится отсчет яркостной температуры тела по шкале амперметра, включенного в цепь пирометрической лампы и градуированного в С. Рис. 13 Схема пирометра частичного излучения типа ОППИР-017. Переносной визуальный пирометр частичного излучения типа ОППИР-017 (см. рис. 13) предназначен для периодического измерения температуры в пределах С.
27 Прибор состоит из телескопа Т с пристроенным к нему дифференциальным амперметром и источником питания постоянного тока Б, напряжением 2-2,5 В. Телескоп имеет зрительную трубу 1 с объективом 2 и.окуляром 3. В фокусе объектива установлена пирометрическая лампа 4 с дугообразной вольфрамовой нитью, соединенная последовательно с реостатом 5, служащим для изменения накала нити. Реостат снабжен кольцевой рукояткой 6 с движком 7, позволяющей наблюдателю регулировать ток, не отвлекая внимания от яркости нити. Для получения монохроматического излучения с длиной волны 0,65 мкм перед окуляром установлен красный стеклянный светофильтр 8, а за ним - выходная диафрагма 9, перед которой при измерении находится глаз наблюдателя. Между объективом и пирометрической лампой помещено поглощающее (затемненное) стекло 10, укрепленное на поворотной головке 11, при помощи которой оно может быть поставлено перед лампой или отведено в сторону. Поглощающее стекло служит для увеличения верхнего предела показаний пирометра, так как оно ослабляет видимую яркость излучателя в несколько раз при неизменной яркости нити лампы. В телескоп пирометра встроен дифференциальный амперметр, имеющий две рамки (основную и дополнительную, включенные встречно) 12, постоянный магнит 13, стрелку 14 и шкалу 15. Дифференциальный амперметр имеет два диапазона измерений: первый - при работе без поглощающего стекла с пределами С и второй - при введенном стекле с пределами С. Основная рамка амперметра включена параллельно пирометрической лампе, а дополнительная - последовательно с лампой. Это позволяет уменьшить начальный нерабочий участок шкалы пирометра. Пирометрическая лампа установлена на колодке 16 с двумя контактными стержнями 17, к которым присоединены провода от щелочного аккумулятора. В процессе измерения температуры наводка пирометра на излучатель производится от руки, для чего отросток телескопа 19 снабжен снизу рукояткой 20. Для настройки оптической системы пирометра на фокус и по глазу наблюдателя объектив 2 и окуляр 3 могут перемещаться вдоль оси зрительной трубы. Оптическая система позволяет производить измерение температуры на расстоянии 0,7-5 м от излучателя. Основная погрешность пирометра для первого и второго диапазонов измерения соответственно равна + 20 С и + 30 С. Измерение температуры пирометрами полного излучения, называемыми также радиационными пирометрами, основано на использовании теплового излучения нагретых тел. Улавливаемые пирометром тепловые лучи концентрируются при помощи собирательной линзы на светочувствительном элементе, состоящем из небольшой термобатареи (ряда последовательно соединенных термопар). Лучистый поток направляется на рабочие концы термопар, по степени нагрева которых судят о температуре излучателя. В качестве вторичного прибора, присоединяемого к термобатарее, применяется пирометрический милливольтметр или автоматический потенциометр. Пирометр полного излучения типа РАПИР предназначен для измерения температуры от 400 до 2500 С. Схема прибора приведена на рис. 14. В комплект
28 его входят: телескоп Т, один или два вторичных прибора ВП, панель сопротивлений ПС для обеспечения постоянной нагрузки телескопа при работе с одним или двумя вторичными приборами, а также для подгонки сопротивления соединительных проводов. Рис. 14. Схема пирометра полного излучения типа РАПИР В корпусе 1 телескопа Т расположены оптическая и температурная части прибора. Оптическая система имеет объектив 2 и окуляр 3 с защитным стеклом 4, служащий для контроля правильности наводки прибора на излучатель, а температурная часть - звездообразную термобатарею 5, помещенную в конусообразную камеру с зачерненными стенками, служащими для поглощения отраженных лучей. Лучистый поток, проникающий в камеру через объектив и ограничительную диафрагму 7, падает на рабочие концы термобатареи. Компенсация изменения температуры свободных концов обеспечивается шунтирующим медным резистором 8. Чувствительность прибора при градуировке регулируется перемещением по резьбе диафрагмы 7 с помощью зубчатого барабана 9. Два зажима 10 служат для присоединения телескопа ко вторичному прибору проводами, выходящими наружу через штуцер 11 с резиновым уплотнением 12. Крепление телескопа производится фланцем 13.
29 Звездообразная термобатарея пирометра (рис. 15) состоит из десяти хромелькопелевых термопар, рабочие концы 1 которых, расклепанные в форме небольших треугольников, зачернены и наклеены на тонкую слюдяную пластинку 2. Свободные концы термобатареи приварены к металлическим пластинкам 3, укрепленным на слюдяном кольце 4, зажатом между двумя такими же кольцами в корпусе телескопа. К двум пластинкам 5 присоединяются медные выводы термобатареи. Телескопы типа ТЕРА-500 позволяют измерять среднюю температуру поверхности излучателя диаметром мм на расстоянии от излучателя 0,4-1,5 м. Телескопы пирометров изготавливаются с объективами из кварцевого стекла для пределов измерения Рис. 15. Термобатарея 1500 С и из стекла марки К-8 для пределов С. пирометра полного излучения Для защиты телескопа от механических воздействий, пыли, высокой температуры он снабжается защитной арматурой с воздушным или водяным охлаждением. Пирометры частичного и полного излучения поверяются путем сравнения их показаний с показаниями образцовых пирометров того же типа. 3. Приборы для измерения давления 3.1. Давление и его виды, единицы измерения Давлением жидкости, газа или пара называют силу, действующую со стороны этих сред на единицу площади ограничивающей их поверхности. Измеренное давление среды можно выразить двояко - давлением абсолютным или давлением избыточным, отличающимися между собой только на величину барометрического давления. Барометрическое (атмосферное) давление Р б создается массой воздушного столба земной атмосферы. Величина превышения давления среды над барометрическим давлением называется избыточным давлением Р. Подавляющее большинство приборов, измеряющих давление, непосредственно показывают именно избыточное давление.
30 Абсолютное давление Р а определяется через избыточное и может быть больше или меньше барометрического. В первом случае абсолютное давление равно сумме барометрического и избыточного давлений: Р а = Р + Р б. Во втором случае абсолютное давление меньше барометрического на величину Р р, называемую разрежением, т.е. Р а =Р б - Р р. Разрежение есть избыточное давление с обратным знаком, Таким образом, в общем случае абсолютное давление среды есть сумма избыточного (измеренного) и барометрического (условно принятого за 1 кгс/см 2) В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (Н/м 2). Эта величина называется также паскалем Н/м 2 = Па. Вместе с тем еще широко используются другие единицы давления: кгс/см 2, кгс/м 2, мм.вод.ст., мм.рт.ст. Между отдельными единицами давления существуют следующие соотношения: 1 технич. атм. = 1 кгс/см 2 = 735,6 мм.рт.ст Па 0,1 МПа; 1 мм.рт.ст. 133 Па; 1 мм.вод.ст. = 1 кгс/м 2 10 Па Жидкостные стеклянные манометры К жидкостным стеклянным манометрам относятся двухтрубные (U-образные) и однотрубные (чашечные). Они используются для измерения давления газа или воздуха до 1000 мм.вод.ст. В качестве рабочей жидкости в них используются вода, этиловый спирт, ртуть. Жидкостной, стеклянный U-образный манометр (рис. 16) состоит из стеклянных измерительных трубок 1 и 2, соединенных внизу между собой и укрепленных на вертикальном основании 3. Между трубками помещена миллиметровая шкала 4 с нулевой отметкой посередине. Измерительные трубки заполняются рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы. Трубка 1 сообщается резиновой трубкой с измеряемой средой, находящейся под абсолютным Жидкостный двухтрубный (U-образный) манометр.
31 давлением Р а, а трубка 2 -с атмосферой, имеющей барометрическое давление Р б. Рис. 17. Форма мениска рабочей жидкости При включении манометра в работу измеряемое давление уравновешивается высотой столба рабочей жидкости h, отсчитываемой по шкале прибора. Так как уровень жидкости в трубке 1 понизится, а в трубке 2 повысится, от общая высота столба будет равна сумме отсчетов, производимых по шкале выше и ниже нулевой отметки. У жидкостных стеклянных манометров указателем служит уровень (мениск) рабочей жидкости в измерительных трубках. Если рабочей жидкостью являются вода или спирт, то вследствие хорошей смачиваемости стекла образуется вогнутый мениск и отсчет производится по нижней его границе (рис. 17а). В случае применения в качестве рабочей жидкости ртути образуется выпуклый мениск, и отсчет производится по верхней его границе (рис. 17б). Рис. 18. Жидкостный однотрубный (чашечный) манометр.
32 Для удобства отсчета и упрощения измерения на практике используются манометры со шкалой, на которой вверх и вниз от нуля на расстоянии 10 мм написано «20 мм.» и т.д. При этом достаточно снимать показания манометра по уровню одной трубки манометра. В процессе эксплуатации U-образного манометра необходимо следить за уровнями рабочей жидкости, которые должны совпадать с нулевой отметкой при сообщении обеих трубок с атмосферой, а также за исправностью резиновой трубки и герметичностью ее соединения со стеклянной трубкой манометра. В однотрубном жидкостном манометре (рис. 18), в отличии от U-образного двухтрубного манометра, вместо одной из измерительных трубок имеется широкий сосуд (чашка) 1. К нижней части сосуда присоединена стеклянная измерительная трубка 2, рядом с которой закреплена миллиметровая шкала 3. Прибор смонтирован на вертикальном основании 4. Сосуд манометра соединяется с местом измерения трубкой 5. Свободный конец измерительной трубки сообщается с атмосферой. Сосуд и измерительная трубка заполняются рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы. Под давлением измеряемой среды, составляющим Р = Р а - Р б, уровень рабочей жидкости в стеклянной трубке поднимется на высоту h 1, а в сосуде опустится на высоту h 2. Общая высота столба жидкости, уравновешивающая измеряемое давление, будет равна h = h 1 + h 2. Так как объем жидкости, вытесненный из сосуда и вошедшей в измерительную трубку, равны, то h 1 > h 2, поскольку сечение измерительной трубки f во много раз больше сечения сосуда. Таким образом, при измерении величиной h 2 можно пренебречь и поэтому h h Тягомеры и напоромеры Для измерения небольших разрежений и избыточных давлений газа (воздуха) применяются тягомеры (для разрежения), напоромеры (для давления) и тягонапоромеры (для разрежения и давления). Эти приборы широко используются для определения давления, разрежения в топке, газоходах и воздуховодах котлоагрегата и имеют одно-
33 стороннюю или двустороннюю шкалу, градуированную в кгс/м 2 или мм вод.ст. Так как между тягомерами, напоромерами и тягонапоромерами нет существенного различия, в дальнейшем они для простоты изложения называются тягонапоромерами. Наибольшее распространение получили, жидкостные стеклянные и мембранные тягонапоромеры Жидкостные стеклянные тягонапоромеры Жидкостные тягонапоромеры по существу не отличаются от жидкостных одно- и двухтрубных манометров. Приборы заполняются чаще всего этиловым спиртом или дистиллированной водой. При относительно точных измерениях небольших избыточных давлении или разрежений (до 200 кгс/м 2) применяются жидкостные однотрубные (чашечные) тягонапоромеры с наклонной измерительной трубкой ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ, приспособленные соответственно для настенного и щитового монтажа. Рис. 19. Жидкостный однотрубный тягонапоромер типа ТНЖ-Н. Жидкостный однотрубный тягонапоромер типа ТНЖ-Н (рис. 19) показан со снятой передней крышкой. Он состоит из стеклянного сосуда 1 и присоединенной к нему стеклянной измерительной трубки 2 внутренним диаметром 2-2,5 мм, укрепленных при помощи скоб и винтов в металлическом корпусе 3. Около трубки расположена шкала 4, которая может перемещаться с помощью ходового винта 5 с головкой 6. Ходовой винт 5 с головкой 6 служит корректором
1 - Датчики на основе эффекта Холла 1. Введение Применение датчиков на основе эффекта Холла включает в себя выбор магнитной системы и сенсора Холла с соответствующими рабочими характеристиками. Эти два
С1 «ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ», «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ» Прямой горизонтальный проводник висит на двух пружинках. По проводнику протекает электрический ток в направлении, указанном на рисунке. В некоторый момент
Средства и способы измерения температуры Температурой называется величина, которая характеризует степень нагрева тела. Практически все технологические процессы и различные свойства вещества зависят от
Кафедра «Метрология, стандартизация и сертификация» Лабораторная работа По направлению «Поверка и калибровка средств измерения теплотехнических параметров» Поверка жидкостных стеклянных термометров Новосибирск
БЛОК УКАЗАТЕЛЕЙ В12 Руководство по эксплуатации ЯЛБИ.411251.001РЭ 1 Основные сведения об изделии Блок указателей В12 шифр (далее блок) Дата изготовления Предприятие изготовитель: ОАО "АБС Автоматизация",
4. Измерение температуры В настоящем разделе представлены средства для измерения температуры жидких, газообразных и сыпучих сред. Для систем телеметрии и автоматики широкое распространение получили датчики
Методические материалы по подготовке, проведению и оцениванию результатов выполнения экспериментальной части основного государственного экзамена по физике в 2015 году 1 Оглавление Оглавление... 2 Введение...
Отложенные задания (40) На рисунках изображены постоянные магниты с указанием линий магнитной индукции полей, создаваемых ими, и магнитные стрелки. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной
МАНОМЕТРЫ ПОКАЗЫВАЮЩИЕ С СИЛЬФОННЫМ РАЗДЕЛИТЕЛЕМ МТП-60С1-М1 Руководство по эксплуатации АКИ 2.832.025 РЭ 2008 9 ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ 9.1 Хранение манометров должно соответствовать условиям
Тема 4. Магнитные явления 1 Лабораторная работа 7 (2.9 + 2.10) Измерение характеристик магнитных полей Введение Магнитное поле силовое поле. Оно действует на движущиеся электрические заряды (сила Лоренца),
0. Измерения импульсных сигналов. Необходимость измерения параметров импульсных сигналов возникает, когда требуется получить визуальную оценку сигнала в виде осциллограмм или показаний измерительных приборов,
Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Лабораторная работа 5 Определение постоянной Ридберга Ярославль 2005 Оглавление 1. Краткая теория........................... 3
Юльметов А. Р. Постоянный электрический ток. Электрические измерения Методические указания к выполнению лабораторных работ Оглавление P3.2.4.1. Амперметр как омическое сопротивление в цепи.............
Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет Е.А. Бойко КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского М.Л. Игольников Лабораторная работа 3Б Измерение сопротивления методом моста Уитстона Ярославль 2006 Оглавление 1. Цель работы.............................
Инструкции по монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию Горелки на дизельном топливе Одноступенчатый режим работы RIELLO 40 G20 DB артикул МОДЕЛЬ ТИП 3747412 F20 474T1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Тепловая
Мерная посуда служит для измерения объема жидкостей и растворов. Мерная посуда изготовляется, поверяется и применяется в соответствии со стандартами. За единицу измерения объема принимают в соответствии
8 Манометры общетехнические с электроконтактной приставкой Тип ТМ (ТВ, ТМВ), серия 0 Манометры с электроконтактной приставкой предназначены для управления внешними электрическими цепями в схемах сигнализации,
ДАТЧИКИ-РЕЛЕ УРОВНЯ РОС 301 Назначение, принцип действия Датчики-реле уровня РОС 301 (в дальнейшем датчики-реле) предназначены для контроля трехуровней электропроводных жидкостей по трем независимым каналам
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра метрологии и систем качества Лабораторная работа Д-01 Исследование деформационных манометров и вакуумметров для измерения и регулирования давления Методические
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ 1-1. Определить величину индукции магнитного поля, создаваемого горизонтальным отрезком проводника длиной l = 10 см с током i = 10 А в точке над ним на высоте 5 м. Найти
МАНОМЕТРЫ: МАНОМЕТРЫ ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ СЕРИИ 10 Корпус сталь. Штуцер медный сплав. Стандартное исполнение стр. 4 Сварочные стр. 6 Котловые стр. 7 С электроконтактной приставкой стр. 8 МАНОМЕТРЫ ВИБРОУСТОЙЧИВЫЕ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) 1 Расширение пределов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.08 ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ АТОМОВ РТУТИ И НЕОНА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАРЯДА ЯДРА АТОМА НЕОНА 1. Цель работы Целью настоящей работы является изучение линейчатых спектров атомов,
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС «ВИП» ИНН 6662058814 КПП 667201001, Юридический адрес: 620142, г. Екатеринбург, ул. Щорса, 7 Почтовый адрес: 620102, г. Екатеринбург, ул.
Автор: И.Пиданов, инженер метролог, ОАО «Запорожогнеупор», г. Запорожье Метрологическое обеспечение измерительного канала АСУ ТП На ОАО «Запорожогнеупор» для обжига огнеупорных изделий используются туннельные
Терморегулятор электронный микропроцессорный МПРТ -11 Технический паспорт Инструкция по эксплуатации г. Санкт-Петербург Терморегулятор предназначен для управления работой нагревательных приборов, отопи
Глава 5.5 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЛИФТОВ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ 5.5.1. Настоящая глава Правил распространяется на электрооборудование лифтов (подъемников) напряжением до 600 В, грузоподъемностью 50
1 Давление, его виды и единицы измерений Давление является одним из важнейших физических параметров, и его измерение необходимо как в расчетных целях, например для определения расхода, количества и тепловой
Лабораторная работа 4 Двигатель постоянного тока Цель: изучение принципа работы двигателя постоянного тока с последовательным и параллельным возбуждением и их характеристик. Машина постоянного тока может
Специализированный учебно-научный центр - факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Школа имени А.Н. Колмогорова Кафедра физики Общий физический практикум Лабораторная работа 3.3 Измерение сопротивлений при помощи
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Электрические цепи 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике................... 1 2 Московская физическая олимпиада...........................
Физика. класс. Вариант - Критерии оценивания заданий с развёрнутым ответом C Летом в ясную погоду над полями и лесами к середине дня часто образуются кучевые облака, нижняя кромка которых находится на
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО» В.И. Кочубей СПЕКТРОФЛУОРИМЕТР
МАСТЕР - М Регулятор температуры электромеханический Руководство по эксплуатации АВ 28 Содержание 1. Общие указания... 3 2. Технические характеристики..3 3. Комплектация 3 4 Требования безопасности....3
Задачи для подготовки к экзамену по физике для студентов факультета ВМК Казанского госуниверситета Лектор Мухамедшин И.Р. весенний семестр 2009/2010 уч.г. Данный документ можно скачать по адресу: http://www.ksu.ru/f6/index.php?id=12&idm=0&num=2
Схемы и детали сборки станка фрезерного по металлу модели «КОРВЕТ 611» Схемы сборки станка «КОРВЕТ 611» (Рис. 1.1 1.4) Рис. 1.1 Рис. 1.2 Рис. 1.3 Рис. 1.4 Детали сборки станка «КОРВЕТ 611» (Рис. 1.1 1.4)
Министерство образования и науки РФ Совет ректоров вузов Томской области Открытая региональная межвузовская олимпиада 2013-2014 ФИЗИКА 8 класс II этап Вариант 1 1. В двух цилиндрических сообщающихся сосудах
Измери тели - Рег уляторы многоканальные МИР-7200 Конструктивное исполнение крепление на DIN рейке Рис. 11. Вариант исполнения каналов коммутации А, Б, В Рис.12. Вариант исполнения каналов коммутации Г
Код ОКП 42 1871 Датчик-реле температуры ДРТ-1 Назначение, исполнение и принцип действия Датчик-реле температуры ДРТ-1 (далее по тексту датчик) предназначен для контроля температуры технологических сред
Лабораторная работа 47 Определение длины световой волны при помощи интерференционных колец Лабораторная работа 47 Определение длины световой волны при помощи интерференционных колец Цель работы: изучение
37.102.25199.13054 Лист 1 Листов 12 Передняя подвеска Регулировка углов установки передних колес Касается: Автомобилей семейства «Волга» ГАЗ-3111, 31113 СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие положения...2 2. Оборудование
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КАБЕЛИ, ПРОВОДА И ШНУРЫ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ЖИЛ И ПРОВОДНИКОВ ГОСТ 7229-76 (СТ СЭВ 2783-80) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПАСПОРТ Привода прямого действия (термостаты) серии V2,V4,V8. 1 Содержание: 1. Общие сведения об изделии....3 2. Назначение изделия...3 3. Основные технические данные и характеристики....3
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Полоцкий государственный университет» ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В СИСТЕМАХ ТГВ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ
ГОСТ 8.217-87 УДК 621.314.224.089.6:006.354 Группа Т88.8 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ Государственная система обеспечения единства измерений ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА Методика поверки State system for ensuring
Техническое описание ПР 80, ПР 870 Шкафы распределительные серии ПР 80, ПР 870 Техническое описание ТУ -9 ИГПН..078 ТУ ГОСТ Р. (МЭК 049--9) Назначение и область применения Шкафы предназначены для электрической
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ В РАСТВОРЕ Цель работы: изучение принципа работы поляриметра и определение удельного вращения раствора и концентрации глюкозы в растворе. Приборы и принадлежности: поляриметр,
Экзамен в 8 классе общеобразовательной школы включает в себя проверку знаний теоретических (1 вопрос) и практических в виде навыков решения задач (1 задача). На экзамене можно пользоваться линейкой и калькулятором.
3 Цель работы: ознакомиться с отражательной дифракционной решеткой. Задача: определить с помощью дифракционной решетки и гониометра длины волн линий спектра ртутной лампы и угловую дисперсию решеткит Приборы
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ. ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ. В любой точке вентиляционной системы имеется три давления, которые можно сравнить с атмосферным давлением, непосредственно окружающим
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет
EN 215-1 RTD 3100 RTD 3102 RTD 3120 RTD 3150 MAX RTD 3560 Область применения Радиаторный терморегулятор серии RTD - автоматический пропорциональный регулятор с маленьким относительным диапазоном регулирования.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» «УТВЕРЖДАЮ» Декан АВТФ С. А. Гайворонский 2010
ООО «Энергопром Украина» www.energo-prom.com.ua [email protected] т.:+38-057-762-80-52 БЛОК ПИТАНИЯ БП-24И Руководство по эксплуатации СНЦИ.436241.002 РЭ ООО «Энергопром Украина» www.energo-prom.com.ua
1 000520 2 Изобретение относится к управляющему механизму прерывателя электрической цепи с изолирующим корпусом, защищающим пару контактов, неподвижного и подвижного, причем подвижный контакт, поддерживаемый
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА УДК 36.4 КИПЕНИЕ АЦЕТОНА НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРУБАХ С ПРОДОЛЬНЫМ ОРЕБРЕНИЕМ В КОЛЬЦЕВОМ КАНАЛЕ А.В. ОВСЯННИК, Н.А. ВАЛЬЧЕНКО, Д.А. ДРОБЫШЕВСКИЙ, М.Н. НОВИКОВ, Е.А. КОРШУНОВ Учреждение
Для регулирования и оптимизации функционирования котловых агрегатов технические средства стали применяться еще на начальных этапах автоматизации промышленности и производства. Сегодняшний уровень развития этого направления позволяет значительно повысить рентабельность и надежность котельного оборудования, обеспечить безопасность и интеллектуализацию труда обслуживающего персонала.
Задачи и цели
Современные системы автоматизации котельных способны гарантировать безаварийную и эффективную эксплуатацию оборудования без непосредственного вмешательства оператора. Функции человека сводятся к онлайн-мониторингу работоспособности и параметров всего комплекса устройств. Автоматизация котельных решает следующие задачи:
Объект автоматизации
Как объект регулирования является сложной динамической системой со множеством взаимосвязанных входных и выходных параметров. Автоматизация котельных осложняется тем, что в паровых агрегатах очень велики скорости протекания технологических процессов. К основным регулируемым величинам относят:
- расход и давление теплоносителя (воды или пара);
- разряжение в топке;
- уровень в питательном резервуаре;
- в последние годы повышенные экологические требования предъявляются к качеству приготавливаемой топливной смеси и, как следствие, к температуре и составу продуктов дымоудаления.
Уровни автоматизации
Степень автоматизации задается при проектировании котельной или при капитальном ремонте/замене оборудования. Может лежать в диапазоне от ручного регулирования по показаниям контрольно-измерительных приборов до полностью автоматического управления по погодозависимым алгоритмам. Уровень автоматизации в первую очередь определяется назначением, мощностью и функциональными особенностями эксплуатации оборудования.
Современная автоматизация работы котельной подразумевает комплексный подход - подсистемы контроля и регулирования отдельных технологических процессов объединяются в единую сеть с функционально-групповым управлением.
Общая структура
Автоматизация котельных выстраивается по двухуровневой схеме управления. К нижнему (полевому) уровню относятся приборы локальной автоматики на базе программируемых микроконтроллеров, реализующие техническую защиту и блокировку, регулировку и изменение параметров, первичные преобразователи физических величин. Сюда же причисляют и оборудование, предназначенное для преобразования, кодирования и передачи информационных данных.
Верхний уровень может быть представлен в виде графического терминала встроенного в шкаф управления или автоматизированного рабочего места оператора на базе персонального компьютера. Здесь отображается вся информация, поступающая от микроконтроллеров нижнего уровня и датчиков системы, и производится ввод оперативных команд, регулировок и уставок. Кроме диспетчеризации процесса решаются задачи оптимизации режимов, диагностики технического состояния, анализа экономических показателей, архивирования и хранения данных. При необходимости информация передается в общую систему управления предприятием (MRP/ERP) или населенным пунктом.
Современный рынок широко представлен как отдельными приборами и устройствами, так и комплектами автоматики отечественного и импортного производства для паровых и водогрейных котлов. К средствам автоматизации относят:
- оборудование управления розжигом и наличия пламени, запускающее и контролирующее процесс горения топлива в топочной камере котлоагрегата;
- специализированные сенсоры (тягонапоромеры, датчики температуры, давления, газоанализаторы и т. д.);
- (электромагнитные клапаны, реле, сервоприводы, частотные преобразователи);
- панели управления котлами и общекотельным оборудованием (пульты, сенсорные мнемосхемы);
- шкафы коммутации, линии связи и энергообеспечения.
При выборе управления и контроля наиболее пристальное внимание следует уделить автоматике безопасности, исключающей возникновение нештатных и аварийных ситуаций.
Подсистемы и функции
Любая котельной включает в себя подсистемы контроля, регулирования и защиты. Регулирование осуществляется путем поддержания оптимального режима горения заданием разряжения в топке, расхода первичного воздуха и параметров теплоносителя (температуры, давления, расхода). Подсистема контроля выводит фактические данные о функционировании оборудования на человеко-машинный интерфейс. Приборы защиты гарантируют предотвращение аварийных ситуаций при нарушении нормальных условий эксплуатации, подачу светового, звукового сигнала или останов котлоагрегатов с фиксацией причины (на графическом табло, мнемосхеме, щите).
Коммуникационные протоколы
Автоматизация на базе микроконтроллеров сводит к минимуму использование в функциональной схеме релейных коммутаций и контрольных электролиний. Для связи верхнего и нижнего уровней АСУ, передачи информации между датчиками и контроллерами, для трансляции команд на исполнительные устройства используют промышленную сеть с определенным интерфейсом и протоколом передачи данных. Наибольшее распространение получили стандарты Modbus и Profibus. Они совместимы с основной массой оборудования, используемого для автоматизации объектов теплоснабжения. Отличаются высокими показателями достоверности передачи информации, простыми и понятными принципами функционирования.
Энергосберегающие и социальные эффекты автоматизации
Автоматизация котельных полностью исключает возможность аварий с разрушением капитальных строений, гибелью обслуживающего персонала. АСУ способна круглосуточно обеспечить нормальное функционирование оборудования, свести к минимуму влияние человеческого фактора.
В свете непрерывного роста цен на топливные ресурсы не последнее значение имеет и энергосберегающий эффект автоматизации. Экономия природного газа, достигающая до 25 % за отопительный сезон, обеспечивается:
- оптимальным соотношением "газ/воздух" в топливной смеси на всех режимах работы котельной, коррекцией по уровню содержания кислорода в продуктах сгорания;
- возможностью индивидуальной настройки не только котлов, но и ;
- регулированием не только по температуре и давлению теплоносителя на входе и выходе котлов, но и с учетом параметров окружающей среды (погодозависимые технологии).
Кроме того, автоматика позволяет реализовать энергоэффективный алгоритм отопления нежилых помещений или зданий, не используемых в выходные и праздничные дни.