УДК 62-1/-9
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ В ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ
№17,
Технические науки
Мухаметзянов Расим Галимзянович
Накипов Наиль Нагимович
Яруллин Ильнур Габдулхаевич
Ключевые слова: ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ; ПОГОДНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ; ПРИБОРЫ УЧЕТА; ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ; РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ; ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ; ТЕПЛОВЫЧИСЛИТЕЛЬ; ТЕРМОМЕТР; МАНОМЕТР; HEAT EXCHANGERS; WEATHER REGULATION; METERING DEVICES; CONTROL DEVICES; TEMPERATURE CONTROLLER; TEMPERATURE SENSOR; HEAT EXCHANGER; THERMOMETER; PRESSURE GAUGE.
Структура приборов РУиК
Анализируя существующие средства регулирования, контроля и учета, можно дать некоторую структурную классификацию приборам, по предмету регулирования.
1. Регулирование:
— Тепловая нагрузка;
— Температура;
— Давление;
— Расход.
2. Учет:
— Теплоносителя греющего;
— Теплоносителя нагреваемого;
— Тепловой энергии.
3. Контроль
— Температура;
— Давление;
— Перепад давлений;
— Температурный напор.
Далее подробнее расскажем о вышеуказанных приборах.
Регулирование температуры нагреваемой среды на выходе из теплообменника и расхода на нагревающей среды на входе в теплообменник.
Регулирование поверхностных теплообменников, заключается в поддержании постоянства температуры одного из теплоносителей на выходе из теплообменника. Для регулирования температуры продукта выходе из поверхностных теплообменников, используют регулятор температуры [1].
Как работают регуляторы
Сразу разберемся с принципом, с помощью которого снижают температуру подогреваемой воды. Регулятор температуры воды в системе водоснабжения снижает проходящее через теплообменник количество сетевой воды двумя способами:
Уменьшая сечения труб на входе или выходе неполным закрытием запорной арматуры.
Направляя часть греющего теплоносителя в обратку. Трубопровод, по которому это делают, называется байпас.
Любой регулятор температуры систем водоснабжения состоит минимум из двух узлов:
— датчик, который контролирует температуру горячей воды на выходе теплообменника или сетевой воды на подаче в него;
— исполнительное устройство, которое управляет потоками сетевой воды перед бойлером.
Также, в большинстве современных устройств есть блок управления, который анализирует показания датчика и по заданным значениям или программе управляет исполнительными механизмами. В ЦТП такой блок называется контроллер.
Принцип работы терморегуляторов предельно прост и основан на использовании энергии теплового расширения жидкости в замкнутом контуре. Замкнутый контур образован полостью датчика температуры соединённого импульсной трубкой с сильфоном термопривода. В зависимости от диапазона регулирования, рабочей средой заполняющей сильфон и датчик может быть жидкость, газ, парафин или газоконденсатная смесь.
Датчик регулятора монтируется в месте поддержания температуры. При нагреве объём рабочей среды увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Изменение объёма в замкнутой полости (датчик — импульсная трубка — сильфон термопривода) приводит к изменению давления.
С ростом давления сильфон термопривода вытягивается, давит на шток клапана, изменяя положение затвора и автоматически уменьшая расход через регулятор температуры. При снижении температуры воды относительно заданного значения — давление в сильфоне понижается, сжимая его и поднимая шток регулятора.
По реакции на увеличение температуры воды, регуляторы делятся на те, которые с ростом температуры открываются, и те, которые закрываются, при этом следует учесть, что каждый привод регулирует температуру в определённом диапазоне [2].
Схема работы терморегуляторов, для теплообменников системы ГВС показана на рис.1.
Рис.1. Схема работы терморегуляторов, для теплообменников системы ГВС
Приборы учета.
Как было сказано ранее, в тепловых пунктах для теплообменников ведется учет тепловой энергии и теплоносителя. Так как конструкция теплосчетчика предусматривает в составе приборы учета теплоносителя (расходомеры), то их мы описывать не будем, а перейдём сразу к рассмотрению приборов учета тепловой энергии.
Счетчик тепла — это сложный комплекс приборов, требующий грамотного подбора, установки и обслуживания. Современный теплосчетчик работает в полностью автоматическом режиме, регистрируя все параметры теплоносителя, вычисляя количество тепла и архивируя данные в энергонезависимой памяти [3].
Теплосчетчик состоит из первичных преобразователей (набор датчиков), водосчётчиков (расходомеров) и вторичного преобразователя (тепловычислитель).
Принцип работы теплосчетчика заключается в измерении объема, поступившего в систему отопления и вытекшего из нее теплоносителя, его температуру на входе и выходе и расчете, на основании этих данных, количества потребленного тепла и теплоносителя. Схема узла учета тепла с независимым учетом горячего водоснабжения представлена на Рис. 2.
Рис. 2. Схема узла учета тепла с независимым учетом горячего водоснабжения
Приборы контроля.
В основном в теплообменниках приборы контроля можно разделить на:
— показывающие, служащие для замеров параметров персоналом ЦТП.
— датчики, оправляющие данные в контроллер или вычислитель, для управления элементами теплового пункта.
Подробнее рассмотрим показывающие приборы контроля. К ним относят следующие приборы:
— для измерения температуры. Как правило, в тепловых пунктах применяются показывающие стеклянные жидкостные термометры.
— для измерения давления. Для этого, в тепловых пунктах применяются пружинные манометры.
Заключение.
В данной работе рассмотрены приборы регулирования, учета и контроля, устанавливаемые на теплообменных аппаратах, применяемых в центральных тепловых пунктах. Показана структура приборов РУиК, рассмотрены конструкция, принцип действия и характеристики приборов.
Список литературы
- Проектирование схем автоматизации промышленных теплообменников и выпарной установки. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Н.И. Ларионова. Нижнекамск. 2006 г.
- Автоматическое регулирование объектов теплоэнергетики. Учебное пособие. Г.А. Липатников, М.С. Гузеев. Владивосток 2007 г.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник. // Кн. 2. — 5-е изд. перераб. и доп. — СПб.: Политехника, 2004. — 412 с.
- Пырков В.В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование. // Киев. 2008 г.
- Справочник по теплообменникам: в 2-х т. / пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. — 352 с.
- Д.Л.Анисимов. Организация системы учета. Коммунальный комплекс России, №11’2008. С.22