Оснащение котельных установок контрольно-измерительными приборами

Для обеспечения безопасной и экономичной работы котельной установки необходимо ее оснастить контрольно-измерительными приборами и автоматикой.

При эксплуатации котельной проводят следующие основные измерения:

1. По тракту топливоподачи и золоудаления

В крупных котельных установках на ленточном транспортере должны стоять автоматические весы. В котельных, работающих на жидком и газообразном топливе, устанавливаются объемные и скоростные расходомеры. Если котельная небольшая следует организовать учет подаваемого топлива, подсчитывая количество машин или вагонеток, поданных за определенный промежуток времени. Периодически следует брать пробу топлива на анализ и сверять данные анализа, с данными, указанными в накладных на топливо. В тракте золоудаления никаких эксплуатационных замеров обычно не производится.

2. По газовому тракту котельного агрегата

Измеряют разряжение в топке, за котлом, за экономайзером и за воздухоподогревателем, за золоуловителем и перед дымососом. Эти показания необходимы для оценки загрязненности котельных поверхностей нагрева и подсосов воздуха в отдельных местах. Температуру газов измеряют за котлом и экономайзером. Анализ газов делают только за последним элементом поверхности нагрева котельного агрегата и показания регистрируют.

3. По тракту питания котла водой

Замеряют расход на котельную в целом, давление ее на отдельных участках, температуру до деаэратора, после него и после водяного экономайзера. На барабане устанавливают водоуказательные стекла, сниженные указатели уровня воды и сигнализаторы предельных положений уровня воды.

4. По паровому тракту

Замеряют давление в барабане котла за пароперегревателем и перед потреблением пара в самой котельной. Замеряют и записывают температуру пара за пароперегревателем. Расходы пара из котла и потребление его внутри котельной замеряют и регистрируют. Замеряют и записывают расходы пара, отпускаемые потребителям.

5. По водоподготовке

Замеряют и регистрируют расход исходной воды, идущий на химическую очистку и после нее. Замеряют температуру воды ртутным термометром и давление по различным точкам тракта воды.

6. По пароводопогревательной установке

В основном измеряют расходы воды и пара, температуру воды до и после установки, а также давление по линии воды и пара. Регистрируют лишь расходы воды и температуру после установки.

7. По сетевым и подпитычным насосам

В основном измеряют расходы воды, подаваемой в сеть и на подпитку, давление в различных точках водяного тракта и температуру воды, поступающей из теплосети.

Почти все приборы состоят из воспринимаемой части – датчика, передающей части и вторичного устройства, по которому отсчитывают измеряемую величину. Вторичные приборы могут быть указывающими, регистрирующими и суммирующими (счетчиками).

Рассмотрим более подробно процесс измерения.

Измерение температуры

Наиболее часто температуру рабочих тел измеряют жидкостными стеклянными термометрами (в основном ртутными), электрическими термометрами сопротивления, термоэлектрическими термометрами и пирометрами излучения.

Ртутные термометры предназначены для измерения температуры в пределах от -35 до +800°С. В котельных установках пользуются техническими и лабораторными термометрами с ценой деления шкалы 0,5÷2°С.

Достоинства: наглядность показаний, простота установки и легкость производства отсчетов.

Недостатки: хрупкость, большая тепловая инерция, невозможность измерения в труднодоступных местах.

Измерение температуры электрическими термометрами сопротивления основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Основанный на данном принципе измерительный прибор состоит из тепловоспринимаемого элемента (термометра сопротивления), вторичного прибора для измерения электросопротивления, источника тока и соединительных проводов. Используется платина (-200÷+750°С), медь (-50÷+180°С). Платиновые термометры сопротивления позволяют измерять температуру с погрешностью ±0,1°С, а медные – до ±1°С.

Недостатки: большая тепловая инерция, необходимость применения сложных вторичных измерительных приборов, использование постоянного источника тока, невозможность установки в взрывоопасных местах.

Терморезисторы (рисунок) обладают более значительным по сравнению с металлами (в 5÷10 раз) коэффициентом электрического сопротивления и большим удельным сопротивлением. Датчики более компактны. Тепловая инерция составляет секунды, т.е. меньше инерции других тепловых приборов.

Недостатки: необеспеченность их взаимозаменяемости, необходимость их подбора и индивидуальной настройки элементов схемы в случае применения в измерительных приборах.

Термопары Термоэлектрический термометр состоит из термопары (рисунок) вторичного прибора (потенциометра) и соединительных проводов.

Преимущества: малые размеры и малая тепловая инерция. Диапазон температур от -200 до +2000°С. Позволяют определить температуру в точке сопротивления со средой.

Основным недостатком термопар является сравнительно небольшая по значению создаваемая ими термоэдс, особенно в диапазоне от 0÷100°С. Ввиду этого для измерения невысоких температур с высокой точностью применяют термобатареи (рисунок) и диффузионные термопары (рисунок).

Для регистрации используются потенциометры много точечные или одноточечные типов КСП, ЭПП-09 и ПС1.

Пирометры: по принципу действия они разделяются на оптические, радиационные и фотоэлектрические.

Измерение оптическим пирометром основано по методике сравнения яркости излучения видимых лучей нагретого тела при длине волны 0,65 мкм с яркостью излучения нити накаливания пирометрической лампы, регистрируемой о руки. Оптический пирометр типа ОППИР (рисунок)

Шкалы оптических, радиационных и фотоэлектрических пирометров градуируются по излучению абсолютно черного тела соответственно в градусах яркостной, радиационной и цветовой температуры.

Эти методы измерения не обеспечивают высокой точности измерения температуры и поэтому применяются для общей оценки режимов работы топочных устройств (для измерения температуры факела). Диапазон измерения температур с помощью ОППИРа от 800 до 2000°С.

РАПИР – радиационные пирометры (рисунок)

В радиационных пирометрах световые и тепловые лучи нагреваемого тела направляются при помощи собирательной линзы или отражательного зеркала на теплочувствительный элемент (термобатарею или термометр сопротивления), соединенный с милливольтметром или потенциометром.

Применение радиационных пирометров требует использования специальных стационарных приспособлений для защиты прибора от чрезмерного нагрева, выброса пламени и пыли из топки. Требуется установка специальных палильных трубок, на дно которых визируется телескоп прибора. Трубки изготавливают из карборунда или карбофракса.