- назначение приборов для специальных измерений, их конструкции, принцип действия;
уметь:
- вычислять количество отпущенной тепловой энергии,
- пользоваться различными устройствами для измерения количества тепловой энергии и приборами для специальных измерений.
Теоретические основы измерения количества тепловой энергии.
Устройства для измерения количества тепловой энергии. Типы, конструкции и принцип действия теплосчетчиков и тепломеров. Дымомсры, их конструкции и принцип действия.
Вычисление количества тепловой энергии, отпущенной с паром и горячей водой.
Назначение и классификация приборов для специальных измерений.
Тахометры и счетчики числа оборотов вала, их типы, конструкции и
принцип действия.
Газоанализаторы для системы водородного охлаждения турбогенератора. Указатели перемещения ротора и корпуса турбины. Виброметры.
Методические указания
Современный рынок инженерного оборудования предлагает полный спектр оборудования для учета потребления тепловой энергии на производственных предприятиях - теплосчетчиками.
Теплосчетчик представляет собой комплекс приборов, состоящий из тепловычислителя, первичного преобразователя расхода (расходомер) и датчиков температуры.
Тепловычислитель – компактное микропроцессорное устройство. На основании данных о расходе теплоносителя и значениях температуры на входе и выходе отопительного контура он определяет количество потребленной тепловой (а в некоторых моделях и расходуемой на охлаждение) энергии.
Прибор осуществляет вычисления с той или иной периодичностью, суммируя полученные значения. Результат этих расчетов выводится на дисплей. Как правило, пользователь имеет возможность получить их выраженными в удобных для него единицах измерения – ГДж, кВт•ч, МВт•ч. Данные накапливаются в течение расчетного срока (календарный месяц). Учет количества потребленного тепла – главная, но далеко не единственная функция вычислителя. Прибор визуально отображает и при необходимости сохраняет в памяти основные эксплуатационные характеристики системы отопления – текущие значения тепловой мощности, расхода и объема теплоносителя, температуры. Отображаемые на дисплее данные распределяются по разным уровням индикации (пользовательский, сервисный и т.д.). Переход с уровня на уровень и смена параметров достигаются нажатием кнопки управления (обычно достаточно одной кнопки). Распространенная функция микропроцессорных вычислительных модулей – мониторинг состояния теплосчетчика с выводом на дисплей кода обнаруженной неисправности и даты ее регистрации. Большинство теплосчетчиков оснащаются энергонезависимой памятью. Накопленные значения измеряемых величин будут сохранены в ней даже при продолжительном отсутствии электрического питания прибора. Для работы со всем семейством теплосчетчиков необходимо программное обеспечение . Оно позволяет установить параметры теплосчетчиков, получить, сохранить и анализировать данные архивов, обеспечить дистанционное считывание данных. Данные с теплосчетчиков могут быть переданы по выделенной линии (RS485), через GSM-модем, или интернет.
Принцип работы теплосчетчика состоит в измерении объемного расхода, температуры и давления теплоносителя в трубопроводах и последующем определении тепловой энергии (количества теплоты) и массы теплоносителя.
Для измерения скорости оборотов (частоты вращения) и линейной скорости применяются в тахометры, обеспечивающие режимы контактного и бесконтактного измерения.
При построении тахометров используются 3 (три) принципа:
- механический - контактный - классический, основан на механическом воздействии вращающегося вала с приемной частью тахометра - тахометрическим преобразователем (сегодняшние инструменты этой группы используют, как правило, цифровые технологии), приборы этой группы обеспечивают измерения скоростей в диапазоне до (10000...20000) оборотов в минуту;
- оптический (фото) – бесконтактный - основан на подсчете числа отраженных объектом импульсов светового потока. Приборы этой группы позволяют измерять значения скоростей в очень широком диапазоне (до 1 000 000 об./мин);
- стробоскопический - бесконтактный - использован стробоскопический эффект, заключающийся в следующем: прибор постоянно излучает короткие вспышки света, частота которых может регулироваться в достаточно широких пределах, пользователь регулированием частоты добивается синхронности вспышек с вращением исследуемого объекта. Если частота совпадает (равна или кратна) со скоростью (частотой) вращения объекта, то наблюдателю будет казаться, что объект неподвижен. Максимальная из всех подобных частот и будет характеризовать скорость вращения. Стробоскопы обеспечивают измерение скоростей в диапазоне от 100 об./мин до 20000 об./мин.
Виброметр — это прибор предназначенный для контроля и регистрации виброскорости,
виброускорения, амплитуды и частоты синусоидальных колебаний различных объектов. Применение вибродатчика, чувствительного к ускорению, дает возможность измерения и анализа не только ускорения, а также скорости и смещения механических колебаний. Нужное преобразование ускорения в скорость и смещение обеспечивают электронные интеграторы, которыми снабжено большинство современных виброизмерительных приборов. Основной задачей, решаемой с применением средств измерения и анализа вибрации на первом этапе, является борьба с вибрацией машин и оборудования путем снижения величин колебательных сил в источнике и оптимизации механических свойств отдельных узлов и элементов. Для балансировки роторов используются синхронные методы анализа вибрации, и в первую очередь вибрации на частоте вращения балансируемого ротора или другого вращающегося узла. Измерению в каждой из точек контроля подлежат амплитуда вибрации на частоте вращения ротора и ее фаза относительно опорного сигнала с датчика углового положения вала. Рекомендуемая точность измерений амплитуды порядка 5%, фазы - порядка 2% (5-7°). Основные проблемы балансировки связаны с возможностью появления на частоте вращения ротора значительных сил различной природы, которые частично или полностью не могут быть снижены за счет центробежных сил, создаваемых балансировочными массами. Обнаружение и идентификация этих сил требуют применения всего арсенала методов анализа вибрации, используемых диагностами. Виброметр состоит из датчика и блока измерительного. В качестве датчика для контроля вибрации используется пьезоэлектрический акселерометр изгибного типа, имеющий малую поперечную чувствительность и обеспечивающий высокую точность измерений в основном направлении.
Вопросы для самоконтроля:
Литература: [6]
Тема 2.7. Щиты управления и схемы теплотехнического контроля
Студент должен:
знать:
- компоновку щитов управления
- расположение приборов теплотехнического контроля;
уметь:
- читать и составлять функциональные схемы теплотехнического контроля.
Назначение и классификация щитов управления
Конструкция щитов и пультов.
Компоновка и оборудование щитов управления.
Принцип действия и устройство приборов теплотехнического контроля.
Функциональные схемы теплотехнического контроля..
Методические указания
Щиты и пульты выполняют функции постов управления и являются связующим звеном между объектом управления и оператором. На щитах и пультах концентрируются средства контроля и управления технологическим процессом (контрольные приборы, сигнальные устройства, аппаратура управления, автоматического регулирования и защиты). На их фасаде размещены мнемонические схемы, накладные надписи, поясняющие назначение отдельных панелей щита, осветительные устройства фасадных панелей и указательных рамок.
По назначению щиты могут быть подразделены на местные, агрегатные (индивидуальные и групповые), блочные и центральные (диспетчерские); выбор последних определяется принятой системой управления.
Под местным понимается щит, на котором монтируется аппаратура для контроля и управления частью технологической установки; щит размещается вблизи контролируемой установки.
Агрегатный щит — такой, на котором установлена аппаратура для контроля и управления одним (или группой) однотипным агрегатом (групповой щит) — котлом, печью, аппаратом или для управления технологическими установками, расположенными в одном помещении.
Блочным называется щит, на котором размещены приборы, предназначенные для обслуживания взаимосвязанных агрегатов, сблокированных в единую комплексную установку (например, котлоагрегат — турбогенератор).
Под центральным понимается щит, на котором установлены приборы и аппаратура для контроля и управления технологическим процессом цеха, завода или комплекса технологически связанных производств.
Помимо перечисленных щитов в системах автоматизации производственных процессов применяют вспомогательные (щиты неоперативного назначения) с приборами, служащими для учетных целей (самопишущими приборами, счетчиками), релейные щиты и щиты питания. Вспомогательные щиты можно устанавливать в любых помещениях и местах, удобных для их обслуживания.
По конструктивному оформлению щиты делятся на шкафные полногабаритные и малогабаритные, панельные полногабаритные и малогабаритные; пульты — на шкафные приставные и отдельно стоящие.
Шкафные щиты применяют в следующих случаях:
- при их установке в производственных помещениях, характеризующихся запыленностью, большой влажностью и возможностью механических повреждений аппаратуры и внутрищитовой проводки;