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.


Аннотация: В данной работе будут рассмотрены приборы регулирования, учета и контроля (РУиК), устанавливаемые на теплообменных аппаратах, применяемых в центральных тепловых пунктах (ЦТП). Будет показана структура приборов РУиК, рассмотрены конструкция, принцип действия и характеристики приборов.

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

  1. Проектирование схем автоматизации промышленных теплообменников и выпарной установки. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Н.И. Ларионова. Нижнекамск. 2006 г.
  2. Автоматическое регулирование объектов теплоэнергетики. Учебное пособие. Г.А. Липатников, М.С. Гузеев. Владивосток 2007 г.
  3. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник. // Кн. 2. — 5-е изд. перераб. и доп. — СПб.: Политехника, 2004. — 412 с.
  4. Пырков В.В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование. // Киев. 2008 г.
  5. Справочник по теплообменникам: в 2-х т. / пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. — 352 с.
  6. Д.Л.Анисимов. Организация системы учета. Коммунальный комплекс России, №11’2008. С.22