E N D
учебное пособие для слесарей, выполняющих работы по монтажу, техническому обслуживанию и эксплуатации газового и газоиспользующего оборудования иностранного производства на объектах газопотребления преподаватель АНО ДПО УКК «Мособлгаз» Строкань Е.И.
5.КИП и средства автоматизации • 5.1.КИП
средства измерения В зависимости от устройства, характера фиксирования показаний и назначения приборы разделяют на: - показывающие; - самопишущие; - интегрирующие; - сигнализирующие. Показывающие- на которых можно определить значение измеряемого параметра в каждый данный момент. Регистрирующие (самопишущие) – фиксирующие значение измеряемого параметра во времени на диаграмме. Интегрирующие (суммирующие) – суммирующие измеряемую величину во времени (расход вещества или электроэнергии). Сигнализирующие– наряду с определением значения измеряемого параметра, подающие сигнал в систему регулирования, безопасности или сигнализации. Для контроля параметров, наблюдение за которыми необходимо при эксплуатации, следует предусматривать показывающие приборы. Для контроля параметров, изменение которых может привести к аварийному состоянию оборудования, - сигнализирующие и показывающие приборы. Для контроля параметров, учёт которых необходим для анализа работы оборудования или хозяйственных расчётов, - регистрирующие или суммирующие приборы
Многие контрольно-измерительные приборы состоят из двух частей: первичного прибора – устанавливаемого непосредственно в месте измерения; вторичного прибора – связанного с первичным прибором и показывающего, записывающего или суммирующего получаемую информацию. • В показывающих приборах отсчетным устройством является шкала и стрелка. На шкале нанесены отметки соответствующие некоторому значению измеряемой величины. Промежуток между двумя соседними отметками называется делением шкалы, а разность значений величин, соответствующих соседним отметкам - ценой деления шкалы. Пределы измерений прибора – наибольшее и наименьшее значение измеряемой данным прибором величины. • В процессе работы агрегатов, печей и других топливоиспользующих установок требуется выполнение различных видов измерений, таких как: • - давление; • - температура; • - расход; • уровень воды в барабане или какой-либо другой емкости; - состав газов; • Проект в зависимости от назначения оборудования должен предусматривать его оснащение: • б) средствами измерения уровня жидкой рабочей среды; • в) средствами измерения давления; • г) средствами измерения температуры рабочей среды;
СП 42-101-2003 Присоединение КИП и приборов автоматики к газопроводам предусматривается с помощью металлических труб, если иного не предусмотрено требованиями паспорта на прибор или оборудование. • ▪ Эксплуатация газового оборудования с отключенными технологическими защитами, блокировками, сигнализацией и КИП, предусмотренными проектом не допускается. • поверка манометров. • Проверка исправности действия манометров должна проводиться в следующие сроки: • а) для котлов с рабочим давлением до 1,4 МПа включительно - не реже одного раза в смену; • б) для котлов с рабочим давлением свыше 1,4 МПа до 4 МПа включительно - не реже одного раза в сутки (кроме котлов, установленных на тепловых электростанциях); • в) для котлов, установленных на тепловых электростанциях, по инструкции в соответствии с графиком, утвержденным техническим руководителем (главным инженером) электростанции. • О результатах проверки делается запись в сменном журнале. • Проверка исправности манометра производится с помощью трехходового крана или заменяющих его запорных вентилей путем установки стрелки манометра на нуль. • Не реже одного раза в 12 месяцев манометры должны быть поверены в установленном порядке. • по принципу действия основную группу приборов для измерения давления можно подразделить на следующие: • жидкостные; • деформационные (пружинные, мембранные,сильфонные ); • грузопоршневые; • электрические и др. • приборы для измерения давления
К жидкостнымотносятся манометры, принцип действия которых основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений, давлением столба жидкости. • К жидкостным относится U-образный манометр, состоящий из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости. • В деформационном манометре от измеряемого давления зависит степень деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы. • В состав деформационных входит пружинный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина; сильфонный, функционирующий на основе сильфона, мембранный - на основе мембраны или мембранной коробки. • К деформационным отнесен манометр с вялой мембраной, в котором измеряемое давление воспринимается вялой мембраной и преобразуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устройством. • В грузопоршневыхприборах, имеющих, в большинстве случаев, в качестве рабочего тела жидкость и зачастую называемых жидкостными, измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым весом поршня с грузоприемным устройством, и грузов с учетом сил жидкостного трения. • Электрические манометры функционируют по принципу зависимости одного из электрических параметров чувствительного элемента первичного преобразователя от величины давления. • К жидкостным манометрам относятся двухтрубные (U –образные) и однотрубные (чашечные). Они используются для измерения давления до 1000 мм вод. ст. В качестве рабочей жидкости в них используется вода, этиловый спирт, ртуть. • жидкостные манометры
мановакуумметр U – образный Показывающий прибор типа ПР – предназначен для измерения избыточного давления, разрежения, перепадов давления величиной до 630 мм вод.ст. Состоит из стеклянной измерительной трубки U- образной формы (2) укрепленной на вертикальном основании (1). Между концами трубки укреплена шкала (3) с нулевой отметкой посередине. Измерительная трубка заполняется рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы. Один конец трубки сообщается резиновой трубкой с измеряемой средой, а второй с атмосферой. (5)- петля для вывешивания Под действием давления рабочая жидкость в « плюсовой» трубке опускается, в «минусовой» - поднимается. Измеряемое давление равно сумме отсчетов по каждой трубке. Если рабочая жидкость не вода, то Рист.= ħизм. · ρж. У жидкостных стеклянных манометров указателем служит уровень (мениск) рабочей жидкости в измерительных трубках. • Если рабочей жидкостью является вода или спирт, то вследствие хорошей смачиваемости стекла образуется вогнутый мениск и отсчет производится по нижней его границе. В случае применения в качестве рабочей жидкости ртути образуется выпуклый мениск, и отсчет производится по его верхней границе. Измерения производятся в мм вод. ст., Па. • Проверка работоспособности: • — внешний осмотр; • — проверка герметичности резиновых шлангов; • — не реже одного раза в смену “ посадкой” на ноль; • Если при “посадке” на ноль граница окажется ниже нулевой отметки, нужно долить в манометр рабочую жидкость до нулевой отметки.
ПРУЖИННЫЕ МАНОМЕТРЫ Предназначены для измерения избыточных средних и высоких давлений от 0,6 до 60 кгс/см². Диаметр корпуса может быть 60, 100, 160, 250 мм. По конструктивному оформлению бывают: ОБМ 1 - без фланца, штуцер радиальный; ОБМ 1Б - с фланцем и радиальным штуцером; МОШ - с фланцем и осевым штуцером; МТП - без фланца с радиальным штуцером; Манометры с одновитковой трубчатой пружиной изготавливаются чаще всего показывающими. Манометры разделяются на технические, контрольные и образцовые. Показывающие технические манометры имеют класс точности 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4. Для измерения давления газа используются трубчатые пружинные манометры классом точности не ниже 1,5.) Контрольныеманометры типа МКО являются переносными приборами, служащими для точных периодических измерений давления, а также для поверки технических манометров на рабочем месте. С целью повышения надежности показаний - пружины этих манометров изготавливают из бронзы и стали высокого качества, класс точности – 0,6. Образцовыепружинные манометры типа МО применяют для поверки технических и контрольных манометров класс точности 0,4. Манометры не допускаются к применениюв следующих случаях: а) если манометр не имеет пломбы или клейма с отметкой о проведении поверки; б) если истек срок поверки манометра; в) если стрелка манометра при его отключении не возвращается на нулевую отметку шкалы, на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного манометра; г) если разбито стекло или имеются другие повреждения манометра, которые могут отразиться на правильности его показаний.
показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной. Принцип действия основан на уравновешивании изменения давления силами упругой деформации чувствительного элемента – трубчатой пружины. Через входной штуцер внутрь, внутрь трубчатой пружины под давлением поступает измеряемая среда. Под действием этого давления пружина деформируется, конец её перемещается и рычагом отклоняет на некоторых угол зубчатый сектор. Зубчатый сектор находится в зацеплении с шестеренкой, сидящей неподвижно на оси вместе с указательной стрелкой, которая перемещается вдоль шкалы и указывает величину давления. 1. Штуцер с резьбой 20х1,5 2. Указательная стрелка Шестеренка, неподвижно сидящая на оси вместе с указательной стрелкой 3. Шкала 4. Корпус 5. Одновитковая трубчатая пружина или манометрическая пружина (изогнутая пустотелая латунная трубка овального сечения) 6. Спиральная пружина 7. Рычаг 8. Зубчатый сектор 9. пробка с шарнирной осью 10. Тяга 11.держатель
мембранные тягонапоромеры Мембранные тягонапоромеры являются показывающими приборами. Наибольшее распространение получили следующие приборы: типа ТММП - тягомер; НММП - напоромер; ТНМП - тягонапормер; Предназначены для измерения избыточного давления, разрежения, имеют пределы измерения - 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 4000 кгс/м². Приборы имеют класс точности 2,5. • Поводок • Указательная стрелка • Рычаг • Тяга • Ось • Рычаг с отверстиями • Спиральная пружина • винт настройки • Герметичная мембранная коробка, состоящая из 2-х гофрированных мембран из бериллиевой бронзы, сваренных или спаянных по периметру • Штуцер с импульсной трубкой для подвода измеряемой среды • Корректор нуля
схема показывающего мембранного тягомера с профильной шкалой. В прямоугольном корпусе при помощи штуцера закреплена упругая мембранная коробка, состоящая из двух спаянных по краям гофрированных дисковых мембран, изготовленных их бронзы. Внутренняя полость мембранной коробки сообщается с измеряемой средой, а полость корпуса прибора - с атмосферой. При помощи поводка жесткий центр мембранной коробки соединен с поводком, сидящем на оси, которая закреплена на скобообразной плоской пружине. На этой же оси закреплена указывающая стрелка с противовесом. Конец стрелки перемещается вдоль профильной шкалы. Спиральная пружинка (волосок) закрепленная одним концом на оси стрелки, а другим на неподвижной части прибора, служит для обеспечения плавности хода. Принцип действия основан на уравновешивании избыточного давления (разрежения) силами упругой деформации мембранной коробки. В коробку подается импульс измеряемого давления, что вызывает движение жесткого центра верхней мембраны, которое через передаточный механизм перемещает стрелку. Стрелка совпадает с делением шкалы, показывает величину измеряемого давления (разрежения). Для установки стрелки прибора на начальную отметку шкалы служит корректор нуля. При вращении винта корректора происходит изгиб пружины и передвижение рычажной системы, связанной со стрелкой. У тягонапоромеров - ноль в середине шкалы, у напоромеров - слева, у тягомеров - справа.
места отбора импульсов разрежения Разрежение увеличивается по мере отдаления от топки, где оно равно 1-5мм вод.ст. (10-50Па), к основанию дымовой трубы (к всасывающему патрубку дымососа), где разрежение у котлов составляет: - с естественной тягой — 10-20мм вод. ст. (100-200 Па): - сискусственной тягой —20-60м вод.ст. (200-600 Па). В качестве датчиков контроля тяги применяют: 1. Датчики напора-и-тяги 2. Температурные датчики ( ДАТ- датчик аномалии тяги ). Они устанавливаются под колпаком тягопрерывателя и реагируют на опрокидывание тяги. 3. Блок АБ по контролю за работой вентилятора в системе коаксиальных газоходов. Датчики контроля за понижением тяги – являются датчиками АБ и играют важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации установок. Для измерения разрежения в топке и газоходах используются стеклянные жидкостные тягонапоромеры типа ТНЖ-Н или ТДЖ, а также мембранные тягонапоромеры типа ТНМП. В качестве датчиков используются приборы типа ДНТ, или мембранные датчики-реле.
приборы для измерения температуры Температура является мерой теплового состояния или степенью нагретости тела. Измерить температуру какого-либо тела непосредственно, не представляется возможным, так как в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Определение температуры вещества производят посредством наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества. Это 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. Принцип действия термометров расширения основан на свойстве, тел изменять под действием температуры объем, а, следовательно, и линейные размеры. В жидкостных стеклянных термометрах в качестве рабочих тел применяют ртуть и органические жидкости – этиловый спирт, толуол, пентан и др. Ртутные термометры по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями имеют более широкий диапазон измерения температуры. При нормальном давлении ртутным термометром можно измерять температуры в пределах от -39ºС до 357ºС. Стеклянные термометры с органическими заполнителями пригодны для измерения температур в пределах от -190ºС до 100ºС. Если заполнить пространство капилляра над ртутью инертным газом (азотом), то можно использовать такой термометр для измерения температур до 500ºС и выше. • термометры расширения
Ртутныестеклянные термометры изготавливаются двух видов: с вложенной шкалой и палочные. Термометр со вложенной шкалой имеет заполненный ртутью резервуар (1), капиллярную трубку (2), пластинку из молочного стекла с нанесенной на ней шкалой (3) и наружную цилиндрическую оболочку (4), в которой укреплен капилляр и пластинка со шкалой. Палочный термометр состоит из резервуара, соединенного с толстостенным капилляром, 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 изготавливают со вложенной шкалой и для удобства установки имеют тонкую прямую или изогнутую под углом 90, 120 или 135º нижнюю хвостовую часть с резервуаром на конце, целиком погружаемую в измеряемую среду. • Применяют два способа установки ртутных термометров: в защитных гильзах и без них, то есть путем погружения термометров в измеряемую среду. • Чаще всего термометры устанавливают в защитных гильзах, предохраняющих их от поломок Зазор между термометром и гильзой заполняется машинным маслом при измерении температур до 150ºС, а при измерении более высоких температур – медными опилками.
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 предназначаются для измерения температур в пределах от -150ºС до 600ºС. Класс точности таких термометров 1÷2,5. Замкнутая система прибора, заполненная рабочим веществом, состоит из термобаллона, погружаемого в измеряемую среду, трубчатой манометрической пружины, воздействующей посредством тяги на стрелку или перо прибора, капиллярной трубки, соединяющей пружину с термобаллоном. 1.Капиллярная трубка 2.Манометрическая пружина 3.Тяга 4.Зубчатый сектор 5.Термобаллон 6.Шестеренка 7.Ось (на оси закреплены стрелка, шестеренка, ведущий поводок) 8.Указательная стрелка 9.Ведущий поводок 10,11. Ведомые поводки 12., 13. Указатели пределов сигнализации 14,15. Неподвижные предельные контакты. 16. Шкала 17. Клеммная коробка
Термобаллон изготовляется из стальной или латунной трубки, закрытой с одного конца, а другим концом соединенной с капилляром. При нагреве термобаллона увеличение давления рабочего вещества в нем передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает ее перемещение. Соединительный капилляр изготавливается из 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. Для заполнения жидкостных манометрических термометров применяется ртуть, ксилол, толуол, при начальном давлении 15 – 20 кгс/см². • В парожидкостных манометрических термометрах рабочим веществом служат низкокипящие органические жидкости: хлористый метил, ацетон, бензол и др. • При установке манометрического термометра в трубопроводах термобаллон помещается в середину потока. Термобаллон газовых или жидкостных термометров может занимать любое положение, а парожидкостных – вертикальное или слегка наклонное. При измерении температуры сред с большим давлением или агрессивных, термобаллон устанавливают в защитной гильзе, заполненной маслом или медными опилками.Класс точности манометрических термометров может быть 1,0 и 1,5.
термометры сопротивления Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. При нагревании металлы увеличивают свое сопротивление, следовательно, измеряя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о величине температуры проводника. Термометры сопротивления применяются для измерения температур в диапазоне от -260ºС до 750ºС (в отдельных случаях до 1000ºС). В качестве вторичных приборов, работающих с термометрами сопротивления, применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и логометры. Сами термометры сопротивления не являются показывающими приборами, а служат лишь датчиками. • Термометры сопротивления изготавливаются из тонкой металлической проволоки (2) , намотанной на каркас (1) из электроизоляционного материала (слюды, кварца, пластмассы) и помещенной в металлический защитный чехол (9) с головкой (11) для подключения соединительных проводов (3). • 1.Платиновая проволока 2.Слюдяная пластинка с насечкой • 3.Слюдяные накладки 4.Серебряная лента, укрепляющая слюдяной пакет 5.Серебряные выводы . 6.Медная проволока 7.Каркас • 8.Головка 9.Штуцер 10.Защитная оболочка • Вторичный электроизмерительный прибор измеряет величину сопротивления и показывает соответствующую температуру среды. • Стандартные технические термометры сопротивления имеют следующие условные обозначения: платиновые – ТСП, медные – ТСМ.
термоэлектрические преобразователи (термопары) Действие термоэлектрических преобразователей основано на 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. • Головка термопары • Насадка • Фарфоровые изоляторы • Защитный чехол • Жароупорный наконечник • Термоэлектроды • Горячий спай • Холодный спай • Соединительные провода • Клеммы гальванометра • Гальванометр • Шкала гальванометра • Стрелка гальванометра • а и б электроды соединенный сваркой в электроды приваренные к дну защитного чехла Термопреобразователь состоит из термопары и подключенного к ней соединительными проводами вторичного электроизмерительного прибора. Величина термоэлектродвижущей силы (Т.Э.Д.С.), развиваемой термопарой, зависит от материала термоэлектродов, а также от температуры рабочего и свободных концов термопары. Наибольшее распространение для промышленных термопар получили следующие материалы: хромель, алюмель, копель, платинородий, платина
биметаллические термометры Принцип работы основан на упругой деформации, которая возникает под влиянием температуры двух металлических пластин, прочно соединенных между собой, которые имеют разные температурные коэффициенты линейного расширения. При этом, биметаллическая полоска искривляется в ту сторону материала, коэффициент линейного расширения которого меньше. В результате такой деформации, при помощи кинематического узла, изгиб преобразуется во вращательное движение стрелки, которая, в свою очередь, показывает на шкале термометра измеряемое значение температуры.
приборы для определения состава газа Приборы для количественного анализа состава газов называются газоанализаторами. Существуют ручные (переносные) и автоматические газоанализаторы. Первые служат для контрольных и лабораторных измерений, а вторые - для непрерывного анализа газов в дымоходе Благодаря большой точности измерения ручными газоанализаторами пользуются при испытаниях и наладке работы котлоагрегатов, а также для поверки автоматических газоанализаторов. По принципу действия газоанализаторы делятся на химические, хроматографические, магнитные и электрические. переносные химические газоанализаторы Химические газоанализаторы по своему назначению разделяются на газоанализаторы для сокращенного и полного (общего) анализа газа. Химические газоанализаторы производят определение отдельных компонентов газовой смеси путем избирательного поглощения (абсорбции) их соответствующими химическими реактивами. газоиндикаторы Газоиндикаторы (газоанализаторы, течеискатели) позволяют определить содержание в воздухе одного или общей суммы нескольких газов. Действие этих приборов основано на изменении физических или химических свойств воздуха при появлении в нём примеси определённого газа. Предназначены для нахождения места утечки газа, с целью недопущения загазованности котельной. Приборы переносные, включаются на время.
сигнализаторы загазованности • СП 7.2 Помещения зданий всех назначений (кроме жилых), в которых устанавливается газоиспользующее оборудование, работающее в автоматическом режиме, должны быть оснащены системами контроля загазованности и обеспечения пожарной безопасности (датчик загазованности, пожарный извещатель и электромагнитный клапан) с автоматическим отключением подачи газа и выводом сигналов на диспетчерский пункт или в помещение с постоянным присутствием персонала, если другие требования не регламентированы соответствующими нормативными документами. • Оснащение газифицированных помещений жилых зданий (квартир) системами контроля загазованности и обеспечения пожарной безопасности может осуществляться по требованию заказчика. Помещения с установленным в нем газоиспользующим оборудованием должны быть оснащены системой контроля воздуха по содержанию в нем окиси углерода и метана. • При установке теплогенераторов с открытой камерой сгорания или отводом продуктов сгорания газа непосредственно в помещение должен быть дополнительно обеспечен технологический контроль уровня содержания оксида углерода в воздухе помещений с выдачей звукового и светового сигналов, а также с автоматическим отключением подачи газа к газоиспользующему оборудованию. • Сигнализаторы - стационарные приборы предназначенные для непрерывного автоматического контроля содержания метана и угарного газа в воздухе котельных и других коммунально-бытовых и производственных помещений, выдачи сигнализации (световой и звуковой) в случае возникновения в контролируемом помещении концентраций газа при аварийной ситуации.
В котельных с постоянным присутствием обслуживающего персонала датчики приборов устанавливаются датчик для контроля наличия метана в 30 см под перекрытием - датчик на наличие угарного газа на расстоянии 150-180 см над уровнем пола или рабочей площадки там, где пребывание оператора вероятно и продолжительно во время рабочей смены. Это место за рабочим столом в зоне дыхания у фронта котла. В котельных, полностью автоматизированных, обслуживание которых осуществляется периодически, датчики приборов контроля устанавливаются у входа в помещение, а сигнализация от прибора контроля выводится на пульт дежурного оператора. При появлении в помещении аварийных значений концентрации контролируемых газов срабатывает соответствующий датчик. С него электрический сигнал поступает на базовый прибор, где включается световая и звуковая сигнализация. В комплекте с сигнализатором должен быть смонтирован электромагнитный клапан-отсеательна газопроводе при входе в помещение. По команде сигнализатора он отключает подачу газа в помещение при загазованности. Сигнализаторы, контролирующие состояние загазованности, должны срабатывать при возникновении в помещении концентрации газа (природного), не превышающей 20% от нижнего концентрационного предела распространения пламени. Сигнализация должна срабатывать на двух порогах (уровнях) концентрации СО в рабочей зоне. Сигнализация первого уровня "Порог 1" должна срабатывать при достижении предельно допустимой концентрации СО в рабочей зоне, равной 20 +-5 мг/м3 (ПДК р.з.), при этом включается прерывистый световой сигнал. Сигнализация второго уровня "Порог 2" должна предусматриваться при достижении концентрации СО, равной 95 - 100 мг/м3 (5 ПДК р.з.), при этом должны включаться непрерывный световой и звуковой сигналы.
система контроля за загазованностью Сигнализатор загазованности Виды и сроки проверки сигнализаторов. Проверка сигнализаторов загазованости должна выполняться с помощью контрольных газовых смесей, в сроки указанные производителем.