Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Теплотехнический контроль на АЭС - файл 1.doc


Лекции - Теплотехнический контроль на АЭС
скачать (4477.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc4478kb.21.11.2011 23:14скачать

1.doc

1   2   3   4   5   6   7

Б 2.3 Приборы для измерения давления, разрежения
Единицы измерения .

За основную единицу измерения давления принята техническая атмосфера, равная давлению, которое испытывает 1 см2 плоской поверхности под действием равномерно распределенной перпендикулярной к поверхности нагрузки в 1 кГ. Эту единицу сокращенно называют кГ/см2.




F=1кГс




S=1см2
В качестве единиц измерения давления также принимаются:

- метр водяного столба (м. вод. ст);

- миллиметр водяного столба (мм вод. ст);

Эти единицы давления связаны следующими соотношениями:

- 1кГс/ см2 =735,56 мм рт ст при 00 1МПа-10 кГс/ см2

- 1кГс/см2=10 м вод. ст при40 1КПа-100 кГс/ см2

- 1кГс/см2=10 000 кГс/м2 1Па-

- 1кГс/см2=0,9678 атм.

1 атм=1,0332кГс/ см2=10,332 м вод ст при40С
При измерения давления различают абсолютное давление Ра, избыточное давление - Р и разрежения - Рh.

Под абсолютным давлением подразумевается полное давление, под которым находится жидкость, пар или газ.

- Абсолютное давление - Ра=Р+Рб

- Атмосферное давление - Рб=Ра-Р

- Избыточное давление - Р=Рб+Ра

- Разрежение - Рh=Рб-Ра

Для измерения давления различают следующие средства измерения:

манометр - измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давления в том числе:

манометр абсолютного давления - для измерения давления отсчитываемого от абсолютного нуля;

манометр избыточного давления - для измерения разности между абсолютным давлением измеряемой среды и давлением окружающей среды, как правило равным атмосферному;

вакууметр - для измерения давления разреженного газа;

мановакууметр - для измерения избыточного давления и давления разреженного газа;

дифференциальный манометр - для измерения разности двух давлений.

По принципу действия различают следующие виды манометров:

- жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др);

- грузопоршневые;

- деформационные (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембранной);

- электрические (емкостные, пьезоэлектрические, сопротивления);

- ионизационные (электронные, магнитные электроразрядные, радиационные);

- термокондуктометрические (терморезистивные, электрические);

- комбинированные (тензорезистивные - комбинация деформационного с плоской двухслойной мембраной и электрического тензосопротивления и др.).

Для измерения давления, разрежения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0160 Па до 01000 Мпа. Они выпускаются показывающими и самопишущими. Кроме того выпускаются измерительные преобразователи, которые линией связи соединены с показывающими вторичными приборами, расположенными на щитах управления. Диапазон измерения (разница между значениями давления, соответствующими нижнему и верхнему пределам измерений) манометров, вакууметров и мановакууметров определяется рядом:

1:1,6; 2,5; 4 и 610n

где n - любое целое положительное или отрицательное число. Для дифманометров вместо 6 берется 6,3.

Для уменьшения относительной погрешности измерения, диапазон измерения прибора или измерительного преобразователя должен выбираться таким образом, чтобы номинальное давление было не менее 3/4 диапазона измерения при мало меняющемся давлении и не менее 2/3 в случае переменного давления.

Манометры и измерительные преобразователи (рис. 12, 13, 14) устанавливаются как правило вблизи точек измерения (отбора давления) в местах удобных для обслуживания. Исключения составляют средства измерения давления систем внутриреакторного контроля и ряда других систем АЭС, которые располагаются на значительном расстоянии от точек отбора. При несоответствии уровней расположения точек отбора давления и манометров возможно возникновение систематической погрешности, вызванной давлением столба жидкости в импульсной линии.

Установка манометров, отбор давления и прокладка импульсных линий регламентируется внутриведомственными нормами и типовыми чертежами. Эти документы устанавливают, как должны подключаться манометры и измерительные преобразователи к точкам отбора давления в зависимости от рода измеряемой среды, температуры, давления, диаметра трубопровода, степени запыленности, агрессивности, вязкости и других условий, которые влияют на нормальную работу всей установки для измерения давления.
Вспомогательные устройства к средствам измерения давления, разрежения и разности давлений.

Для предохранения внутренней полости чувствительного элемента от попаданий измеряемой среды (агрессивной, горячей или кристаллизующей), а также от попадания сред, несущих твердые частицы или сред, из которых выпадают осадки, применяются разделительные сосуды и мембранные разделители.

Разделители типов РМ5319 и РМ5320 рассчитаны на давление 2,5МПа (25 кГс/см2), а РМ5321 и РМ5322 - на давление 460 МПа (40600 кГс/см2).

Разделители РМ5320 и РМ5322 выполняются с открытой мембраной для кристаллизующихся, выделяющих осадки или несущих твердые взвешенные частицы сред. По специальному заказу сторона мембраны, соприкасающаяся с измеряемой средой, может быть покрыта пленкой фторопласта, а прокладка изготовлена из фторопласта.

Дополнительная погрешность измерения, вносимая разделителями, не должна превышать 1%.

Самыми распространенными приборами давления в нашей промышленности и на АЭС являются манометры, далее преобразователи давления Caпфиp 22. Вот об этих двух приборах мы и поговорим подробнее.

^ Манометры с одновитковой трубчатой пружиной предназначены для измерения избыточного давления (рис. 15).




Рис. 12. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления для измерения давлений агрессивной или вязкой жидкости. Прибор выше отборного устройства.




Рис. 13. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления.

,




Рис. 14. Схема трубных соединений манометров, установленных вблизи от места отбора давления.

1 – трубка «Бурбона»; 2 – регулировочные винты; 3 – ось трубки (разм. стрелки манометра); 4 – трубка; 5 - ; 6 - ; 7 – винт статической регулировки; 8 – сектор зубчатый; 9 – пробка; 10 – поводок
Рис. 15. Манометры с одновитковой трубчатой пружиной.

Мановакууметры предназначены для измерения избыточного давления и разрежения.

Вакууметры - для измерения разрежения газообразных сред.

Действие приборов основано на использовании деформации одновитковой трубчатой пружины по влияниям измеряемого давления. Трубчатую пружину называют еще и трубкой “Бурдона”. Трубчатая пружина 2 одним концом впаяна в держатель 1, который оканчивается ниппелем и резьбой М20х1,5 для присоединения к источнику измеряемого давления.

Другой конец пружины соединен с передаточным механизмом 4. В манометрах применяются секторный или рычажный передаточный механизм.

Секторный передаточный механизм состоит из поводка 5, сектора 6 и трубки 7, на ось которой насажена стрелка 8.

Рычажный передаточный механизм в отличие от секторного состоит из поводка и крючка.

Для установок, в которых превышение давления сверх установленного недопустимо (подведомственное правилами оборудование) и в которых это давление должно быть зафиксировано, применяются манометры с контрольной стенкой или красной чертой.

Красная черта наносится на шкале прибора против значения предельно допустимого давления и только в пределах второй трети шкалы.

Для измерения давления кислорода, водорода, ацетилена, аммиака применяются манометры специального исполнения. Корпусы этих манометров имеют окраску по ГОСТу 2405-52. Для специального исполнения приборов принята окраска, которая определяется в зависимости от видов газов следующим образом:

Таблица 2 Окраска корпусов манометров


Вид газа

Цвет окраски

Водород

Темно-зеленый

Ацетилен

Белый

Другие горючие газы

Красный

Аммиак

Желтый

Хлор и фосген

Защитный

Кислород

Голубой

Другие негорючие газы

Черный


В приборах с корпусом из пластмассы черного цвета в указанный цвет окрашивается кольцо, принимающее стекло прибора. Выделение этих манометров в отдельную группу вызвано необходимостью принимать те или иные меры предосторожности при пользовании приборами.

На ЗАЭС применяются манометры и вакууметры электроконтактные типа ЭКМ 14, предназначенные для измерения давления и разрежения нейтральных взрывоопасных жидкостей, газов и для сигнализации при достижении минимального или максимального рабочего давления или автоматического двухионизационного регулирования.

Приборы работают только на главных, не пульсирующих нагрузках и рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха минус 40оС до плюс 600 С.

По принципу действия приборы аналогичны техническим манометрам с одновитковой трубчатой пружиной.

Для сигнализации при достижении пределов рабочего давления служат электрические контакты, связанные с двумя указателями, которые могут быть установлены вручную на два заданных значения в пределах всей шкалы.

Следующий тип приборов - это преобразователи давления Сапфир 22 ДИ, 22ДИB, 22ДB, 22ДA.
^ Б 2.4 Приборы измерения расхода жидкостей и газов
Общие сведения об измерении расхода.

После того, как мы разобрали две темы о приборах измерения температуры, давления и разрежения, приступим к следующим видам приборов - это приборы измерения расхода жидкостей и газов.

Расходом называется количество вещества, проходящего в единицу времени через сечение данного технологического участка, канала.

Различают объемный расход, например л/с, м3/г и т.п.; и массовый расход, например кг/мин, г/с и т.п. Средства измерения расхода вещества называются расходомерами или преобразователи расхода, если они не имеют шкалы. Кроме расходомеров широко используются счетчики количества вещества, служащие для измерения количества вещества, прошедшего через счетчик за какой-либо промежуток времени.

Некоторые приборы обеспечивают одновременное измерение расхода и количества, они называются расходомерами со счетчиком.

Самое широкое распространение среди средств измерения расхода получили расходомеры переменного перепада давления, которые используют зависимость перепада давления на сужающем устройстве, установленном в трубопроводе от расхода.

Расходомеры переменного перепада давления применяются для измерения средних и больших расходов - от 1м3/2 и более в трубопроводах от 50мм (в отдельных случаях от 12 мм и более).

В химии часто применяются ротаметры, являющиеся наиболее распространенной разновидностью расходомеров постоянного перепада давления (рис. 16) и деференциально-трансформаторные ротаметры электрические типа РЭ (рис. 17). Ротаметры могут измерять очень малые расходы различных сред, в том числе агрессивных.

Выпускаются электромагнитные расходомеры, основанные на зависимости ЭДС, возникающей при движении электропроводящей жидкости в магнитном поле, от расхода этой жидкости. Они принимаются для измерения расхода электропроводящих сред в трубопроводах диаметром 2-3600 мм.

Рис. 16 Индикатор расхода (ротаметр) стеклянный типа РС-3А.



Рис. 17. Схема ротаметра типа РЭ.

Для трубопроводов больших размеров выпускаются зондовые электромагнитные преобразователи, измеряющие скорость в одной или нескольких точках сечения, по которым определяется расход.

^ Тахометрические расходомеры и счетчики количества используют зависимость частоты вращения тела (установленного в трубопроводе) от скорости давления среды или ее объема. Это наиболее точный метод измерения, который получил очень широкое распространение за рубежом для коммерческих расчетов. Погрешность таких расходомеров может быть не более 0,25 % для жидкостей и 0,5% для газов. Однако почти все они имеют ограниченный срок службы. Исключение составляют шаровые расходомеры с гидродинамическим подвесом, но конструкция их разбора не обеспечивает высокой точности измерения. Остальные типы расходомеров имеют ограниченное применение.

Расходомеры с сужающим устройством (рис. 18 а, б, в).

Различают расходомеры со стандартными и специальными сужающими устройствами. Принципиальным преимуществом их является возможность определить градуированную характеристику расчетным путем. Для стандартных и специальных сужающих устройств должны быть соблюдены следующие условия измерения:

- движение потока до и после сужающего устройства должно быть стандартным;

- измеряемая cреда должна заполнять все поперечное сечение трубопровода до и после сужающего устройства;

- во внутренней полости прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства не должны скапливаться осадки в виде пыли, песка, металлических предметов и других загрязнений;

- на поверхности сужающего устройства не должен образовываться отложения, изменяющие его геометрию или конструктивные ритмы.

Кроме того, для стандартных сужающих устройств поток должен быть турбулентным, и при прохождении через сужающее устройство среда не должна менять своего фазового состояния (жидкость не должна испаряться хотя бы частично, надо конденсироваться).

В настоящее время в комплект для измерения расхода применяемый на ОП ЗАЭС (рис.19, 20, 21, 22), входит:

1- сужающее устройство;

3 - соединительных импульсных линий с соответствующими вентилями;

5 – дифференциально - трансформаторного датчика типа ДМ или преобразователей давления типа ДМ7-МИ; ДСЭ-МИ (с компенсацией магнитных потоков) и Caпфир 22ДИ (изменение электрического сопротивления).

Специальные сужающие устройства изготавливаются в соответствие требованиями РД50-411-83. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств. Специальные сужающие устройства применяются на трубопроводах диаметром меньше 50 мм и при малых числах Рейнольдса (Re), что позволяет использовать их и для вязких жидкостей.


Рис. 18 Сужающее устройство и принцип действия расходомера с переменным перепадом давления.
Р
ис. 19. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода пара.
Р
ис. 20. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода пара.



Рис. 21. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода неагрессивной жидкости.
Рис. 22. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода агрессивной или вязкой жидкости.

Вспомогательное оборудование для расходомеров с сужающими устройствами.

Для того, чтобы передать перепад давления от сужающего устройства к дифманометру или преобразователю давления без искажения, применяют различные типы вспомогательного оборудования. Например: при измерении расхода водяного пара, импульсные линии, соединяющие сужающие устройства с датчиком, заполнены конденсатом. Для того чтобы исключить влияние уровня и плотности конденсата в этих линиях, на передаваемый период давления (Р), необходимо поддерживать уровень конденсата в этих линиях постоянным и одинаковым, а также обеспечить равенство температур конденсата в обеих линиях. Для обеспечения постоянства уровня конденсата в импульсных линиях служат уравнительные конденсационные сосуды (2). Равенство температур обеспечивают прокладкой обеих импульсных линий в непосредственной близости одна от другой.

Применяются также уравнительные сосуды (2) для исключения влияния плотности жидкостей в импульсных линиях. Это типа СУМ-63-1, СУМ-63-3, СУМ-63 на давление 6,3 МПа (63кгс/см2), СУМ-250-2 25 МПа (250 кгс/см2) и т.д.

В ряде случаев измерения давления и разностей давления (Р) возникает необходимость защиты датчика от воздействия агрессивных сред или при применении вязких сред, например мазута, не допустить их попадания в импульсную линию. Для этого применяется разделительные сосуды или мембранные разделители. Это типы СРС-63-1-А, СР-250-2-А, СРС-400-2-А, СРС-63, СРС-250 и т.д.

Цифровые обозначения соответствуют, на какое давление (в кгс/см2) они рассчитаны во время работы.

Устройство и принципы работы камерной диафрагмы (сужающего устройства).

В основу принципа действия переменного перепада измерения перепада давления на сопротивлении, введенном в поток жидкости или газа.

Любая движущая система, характеризующаяся соотношением ее кинетической и потенциальной энергией. Для жидкостей или газов, протекающей в трубопроводе, кинетическая энергия будет определяться скоростью движения среды через поперечное сечение в трубопроводе, а потенциальная - давлением в трубопроводе.

При увеличении скорости протекания среды, давление падает и наоборот, т.е. происходит превращение одного вида энергии в другой.

Это явление широко используется при создании преобразователей расхода переменного перепада. В трубопровод, в котором необходимо измерить расход, вводят сопротивление, уменьшающее площадь поперечного сечения трубы. В месте установки сопротивления скорость жидкости резко возрастает. Если измерять давление до сопротивления и непосредственно за ним, то разность давлений (перепад) зависит от скорости потока, а следовательно, и от расхода. Такое сопротивление, устанавливаемое в трубопроводах, нагнетается сужающим устройством. В качестве сужающих устройств в системах контроля расхода широко применяют нормальные диафрагмы. Комплект диафрагмы (рис. 23) состоит из диска 4 с отверстием, кромка которого с плоскостью диска составляет 45 %.

Рис. 23. Схема обвязки расходомерной диафрагмы.

Диск помещается между корпусами кольцевых камер 3 и 6. Между фланцами 2 и камерами 3 и 6 установлены уплотняющие прокладки.

Отборы давления 5 до и после диафрагмы берут из кольцевых камер.

До диафрагмы давление в трубопроводе Р11. Непосредственно перед диафрагмой давление возрастает до величины Р1 и резко снижается до Р2 за диафрагмой. Затем давление в трубопроводе выравнивается и становится меньше чем Р11 на величину потерь на диафрагме. Установлено, что перепад давления Р на диафрагме:

Р= Р1 - Р2 (15)

будет равен: Р= kQ2, (16)

где k- коэффициент, зависящий от свойств жидкости и геометрических размеров устройства;

Q - расход Среды (j/r, м3/r).

Применение сужающих устройств ограничено диаметрами трубопроводов (d50 мм) и следовательно, величиной измеряемого расхода (не менее 25 м3/r).

Измерительные приборы и преобразователи давления для измерения расхода жидкостей и газа.

В качестве измерительных приборов и передающих преобразователей в комплекте с преобразователями переменного перепада для измерения расхода применяют поплавковые мембранные дифференциальные манометры, а также преобразователи давления типа Caпфир 22 ДД, которые применяются у нас на ЗАЭС.

Преобразователи давления (в дальнейшем Caпфир22) предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - давления избыточного, абсолютного, гидростатического, разрежения, разности давления (Р) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый входной сигнал.

Caпфир 22ДД при работе с блоком извлечения корня БИК-1 используется для получения линейной зависимости между выходным сигналом и измеряемым расходом.
^ Б 2.5 Средства измерения уровня жидкости и сыпучих тел
Общие сведения об измерении уровня.

Уровень является одним из важных параметров в ряде технологических процессов. В химической промышленности измерение уровня составляет до 40% всех измерений. В реакторном отделении отборных точек для измерения уровня составляет более 200 из них на системе УВ-40 замеров.

Условия измерения уровня самые разнообразные – кипящие жидкости при высоких давлениях и температурах (барабаны энергоблоков, выпарные установки и др), агрессивные жидкости (кислоты, щелочи, жидкий хлор, гидразин, аммиак) неагрессивные жидкости в емкостях 20м3 и более.

Наибольшее применение и распространение для измерения уровня жидкостей получили гидростатический и поплавковый методы измерения. Несколько менее распространены буйковые и емкостные методы. Акустический, индуктивный, высокочастотный и др методы получили ограниченное распространение. Они применяются в том случае, когда нет возможности вести контроль другими выше указанными методами.

Очень широко распространены сигнализаторы и реаг.уровня, которые могут срабатывать с погрешностью в доле миллиметров при достижении уровнем жидкости чувственного элемента.

^ Гидростатические уровномеры

Я вам коротко изложил об общих сведениях измерения уровня. В следующих лекциях я расскажу вам конкретно о самых распространенных методах измерения уровня (гидростатическом и поплавковом)

^ Гидростатический метод измерения уровня:

принцип действия основан на измерении гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня. Как правило, гидростатическое давление жидкости измеряют при помощи дифференциальных манометров, преобразователей давления (Сапфир 22ДД), которые располагают ниже резервуара, сосуда (в котором измеряют уровень). В этом случае возникает влияние столба и плотности жидкости в импульсных линиях на результаты измерения.

Схемы подключения дифманометром и уравнительных сосудов к резервуарам при измерении гидростатическим методом приведено на рис. 24.

Для защиты внутренних полостей дифманометра от воздействия агрессивной жидкости, а также для предотвращения попадания в импульсные трубки вязких и кристаллизующих сред, применяются разделительные сосуды и мембранные разделители.

В поплавковых уравнителях уровень определяется по положению поплавка, частично погруженного в жидкость. Как правило, положение такого поплавка в сосуде определяется по ленте или сбросу, прикрепленным к поплавку.

Принцип действия буйковых уровнемеров основан на измерении действующей на буек выталкивающей силы, зависящей от степени погружения буйка в жидкость, т.е. уровня жидкости. Измерение выталкивающей силы производится по уравновешивающему усилию, развиваемому устройством обратной связи.

Различают электросиловые и теплосиловые устройства обратной связи с электрическим (УБ-Э) или пневматическим (УБ-П) унифицированным выходным сигналом.

В последнее время выпускаются промышленностью и уже применяются на ЗАЭС и в частности в РО преобразователи Сапфир 22ДИ-Вн - буйковые (рис. 25).


Рис. 24. Дифманометрический уровнемер с прямой (а) и обратной (б) шкалой.

Рис. 25. Устройство измерительного блока Сапфир 22ДУ-ВН.

Б 2.6 Измерение состава газовых смесей.
Большинство газоанализаторов выпускаются для измерения одного или нескольких определенных компонентов газовой смеси. К ним относятся термокондуктометрические, термохимические, оптико-акустические, термомагнитные и ряд других газоанализаторов. Эти газоанализаторы применяются для измерения малых, средних и больших концентраций анализируемых компонентов.

Для измерения микроконцентрации определенного компонента применяется фотоколориметрические, химиконесущие, резонансного поглощения и некоторые другие газоанализаторы.

Особое место среди анализаторов занимают хроматографы и массспектометры. Они позволяют проводить как качественный, так и количественный анализ состава газовых смесей, в том числе измерять очень малые концентрации (до 10-3%). Масс-спектометры выпускаются в основном лабораторного типа, а хромотографы - как лабораторного, так и промышленного типа. Время анализа в промышленных хромотографах может достигать 15-20 мин и более.

^ Термокондуктометрические и термохимические газоанализаторы используют отличие теплопроводности анализируемого компонента от теплопроводности других компонентов соответственно (термохимические газоанализаторы) применяются для анализа горючих компонентов газовой смеси. это типы ТП2220, ТП2221, ТП5501-1, СГГ-1, ТП1120 (55011).

^ Термомагнитные газоанализаторы. Их работа основана на движении в неоднородном магнитном поле при наличии температурного градиента парамагнитных частиц - молекул кислорода и оксидов азота. Это явление называется термомагнитной конвенцией. Газоанализаторы типа МН5106 измеряют проценты содержания кислорода от 0 до 10% (рис. 26).

Измерение состава и свойств жидкостей, газов, сыпучих и твердых тел

При работе мощных электроблоков и их вспомогательного оборудования возникает необходимость измерения сансодержания, электрической проводимости, концентрации растворов, концентрации водородных ионов рН, ионов натрия рNа, содержания кислорода О2, борной кислоты и других параметров, характеризующих работу энергоблока в целом или отдельных его частей, причем, в различных участках технологической схемы эти параметры могут иметь существенные различия, например солесодержание питательной воды и продувки ПГ.
^ Б 2.7 Приборы для измерения мехвеличин
Сейчас мы с Вами рассмотрим еще один из типов приборов. Это приборы для измерения мехвеличины. Это приборы, а вернее датчики реле уровня жидкости (ДРУ1) в гидроамортизаторе, которые применяются непосредственно в реакторном отделении на системах УВ10, 20, 30, 40 (ПГ), УД10, 20, 30, 40 (ГЦН), УР20 - конденсатор объема, УР10 - конденсатор деаэратор. Всего их у вас в наличии 62 шт.

Принцип работы основан: при изменении положения технологического трубопровода, установки изменяет уровень жидкости в гидроамортизаторе. Далее с помощью дифманометрического датчика (ДУП) сигнал передается в схему сигнализации.

Рис. 26. Принципиальная схема электромагнитного газоанализатора.
Перейдем к следующему устройству, это устройство относительного расширения ротора (УК ОРР), предназначено для измерения и регистрации на диаграммной ленте величины расширения ротора, относительно корпуса турбины, сигнализации о достижении предельных значений расширения и выдачи нормированного сигнала 0-5 мА постоянного тока.

УК ОРР работает в комплекте с датчиком ОРР (рис. 27), который предназначен для преобразования осевого перемещения гребня ротора в изменение электрического сигнала. Датчик устанавливается в картере опорного подшипника, предназначен для работы при температуре до плюс 80оС и защищен от воздействия паров турбинного масла.

Вторичный прибор КСД1-049 (рис. 28), предназначен для отсчета по шкале, регистрации на диаграммной ленте, сигнализации предельных значений относительно расширения ротора, а также выдачи нормированного сигнала постоянного тока 0-5 мА. Шкала прибора отградуирована в зависимости от установки УК ООР (ЦВД - 5-0-5 + мм) и (ЦНД-3 -0-45 + мм) - рис. 26.

Устройство и работа прибора

Преобразование расширения ротора турбины относительно корпуса в электрический сигнал осуществляется дифференциально-трансформаторным датчиком ОРР (рис. 28), выходное напряжение которого изменяется пропорционально перемещению гребня ротора турбины.

Измерения выходного напряжения датчика ОРР осуществляется вторичным прибором КСД1 и основано на компенсационном принципе измерения.

Первичные обмотки датчика ОРР и дифференциально - трансформаторного датчика прибора соединяются последовательно и на них подается напряжение переменного тока 24 В от силового трансформаторного прибора.

Вторичные обмотки включаются встречно и в общую дифференциально - трансформаторную схему

Измерительная схема сфазирована таким образом, что при изменении напряжения на выходе датчика ОРР на входе усилителя прибора появляется напряжение небаланса

Е = Е1 - Е2, где (17)
Е1 - э.д.с. на выходе датчика ОРР;

Е2 - э.д.с. на выходе датчика прибора.
Усиленное полупроводниковым усилителем напряжение небаланса Е приводит во вращение реверсивный эл.двигатель, который с помощью профильного кулачка (лекала) будет перемещать сердечник датчика прибора до того момента, пока это напряжение не станет равным нулю.

Одновременно происходит перемещение указателя шкалы, показывающего значение измеряемой величины (рис. 29).

В датчике предусмотрена третья дополнительная обмотка для корректировки нулевого положения сердечника.


Р
ис. 27. Датчик ОРР.





Рис. 28. Схема электрическая принципиальная.




Рис. 29. Шкала устройства контроля ОРР.

Большое значение в работе УК ОРР имеет правильная установка датчика ОРР и включает в себя:

прокладку кабелей между датчиком и вторичной аппаратурой;

монтаж вторичной аппаратуры;

установку датчика ОРР на турбине.

Проводка от разъемов датчиков до клеммной коробки турбин выполняется неэкранированным маслостойким проводом в отдельной трубе.

Линии связи между клеммной коробкой турбины и прибором КСД1, установленном на блочном щите, должна быть выполнена пожильно экранированным проводом сечением не менее 0,75 мм2.

Схема внешних связей показана на рис. 30.

Установка датчика ОРР осуществляется в картере подшипника на специальном приспособлении (рис. 31), обеспечивающем перемещение датчика в осевом направлении при проверке работоспособности устройства контроля ОРР.

Приспособление состоит из неподвижного основания поз.1, которое крепится на турбине. Перемещение ползуна с датчиком осуществляется через коническую передачу винтом, который приводится во вращение вручную маховиком с лимбом поз.4. При повороте маховика на один оборот, ползун с датчиком перемещается на 1 мм.

Контроль перемещения датчика осуществляется механическим индикатором поз.6.

Для фиксации подвижной части приспособления имеется стопор поз.7. Сам датчик устанавливается на призонах поз.8.

При установке датчика на турбине необходимо выдержать зазор между средним керном датчика и гребнем турбины 1,2  0,05 мм.

Температура в месте установки датчика в турбине не должна превышать плюс 80оС.

Во время эксплуатации устройства ОРР периодически, 1 раз в смену, проверить работоспособность прибора КСД1. Для чего необходимо нажать кнопку “Контроль”. При исправном приборе указатель шкалы должен установиться на отметке шкалы “К”.

Сейчас перейдем к следующему устройству контроля - это устройство контроля осевого сдвига ротора УК ОСР, оно служит для контроля осевого положения ротора турбин, предупредительной и аварийной сигнализации, а так же защиты турбины при недопустимом осевом сдвиге, который может произойти при износе или выплавлении баббита колодок упорного подшипника.

В настоящее время это устройство ОСР заменены на другие. Это устройство осевого смещения УИОС-1. Они различаются между собой ступенями защиты. УК ОСР две ступени защиты, что явно недостаточно было, что приводило к ложным срабатываниям защит. Новое устройство (УИСО-1) имеет три ступени защиты. Они в настоящее время установлены на всех 6-ти блоках ЗАЭС. Поэтому более подробнее остановимся именно на УИОС-1.


Рис. 30. Схема внешних подключений прибора КСД1-049.
Р
ис. 31. Приспособление для установки датчика ОРР на турбине.

УИОС-1 (далее устройство), является стационарным контрольно - сигнальным устройством. Предназначено для непрерывного, круглосуточного контроля относительного осевого перемещения роторов основного и вспомогательного оборудования электростанций и выдачи “предупредительного” и “аварийного” сигналов в систему сигнализации и защиты.

Устройство состоит из одноканальных комплектов технических средств, позволяющих комплектовать любое, заранее заданное, многоканальное построение.

Одноканальный комплект технических средств состоит из вихретокового преобразователя перемещений и блока измерений. Вихретоковый преобразователь неразъемный и состоит из чувствительного элемента и преобразователя параметрического типа, соединенных кабелем длинной не более 5м. Сам чувствительный элемент устанавливается (закрепляется) на объекте (турбине) непосредственно в местах измерения перемещений.

Измерительные блоки устанавливаются на блочном щите управления. Каждый блок соединяется с параметрическим преобразователем однопроводным экранированным кабелем типа МГШВЭ. Наиболее допустимое расстояние по длине кабеля от блока до преобразователя - 300 м.

Блок измерительный имеет:

  • аналоговый унифицированный нормированный выход по постоянному току 0-5 мА на нагрузку 0-2 кОм для подключения внешнего регистрирующего устройства или выносного показывающего прибора;

  • индикаторный нормированный выход мгновенных значений виброперемещений с амплитудой 0-5 В на RR нагр. не менее 10 кОм;

  • четыре релейных выхода с нормально открытыми (разомкнутыми) контактами из них: два выхода на сигнализацию по предупредительному уровню смещения (на удаление и на приближение) и два выхода на сигнализацию по аварийному уровню смещения (один по удалению, другой по приближению).

Диапазон измерения осевого смещения составляет 2,0 мм. Допустимая основная приведенная погрешность составляет не более 6%.

Диапазон измерения уставок уровней сигнализации от 10% до 80% диапазона измерения смещений. Время готовности устройства к работе после включения в сеть не менее 5 мин.

Во время эксплуатации устройство должно подвергаться осмотру на каждой смене. При этом проверяется:

  • наличие питающего напряжения. Должна быть подсветка и показания стрелочного указателя;

  • правильность установки зазора между датчиком и валоприводом при включенной кнопке “Зазор” на передней панели блока измерительного. При начальной установке датчика на объекте контроля стрелка прибора должна находиться на середине шкалы. При приближении объекта контроля к датчику, показания прибора пропорционально перемещению уменьшаются, а при удалении - увеличиваются.


Для индикации (проверки) исправности связи используются кнопки измерительного блока “ЗАЗОР” и “ПРОВ.”.

При исправной линии связи при нажатии кнопки “ПРОВ.” стрелка прибора устанавливается на середине шкалы (50%).

При обрыве стрелка прибора устанавливается вблизи середины шкалы, а при нажатии “ЗАЗОР” - отклоняется вправо от упора.

При коротком замыкании в линии связи загорается красный светодиод на шильдике устройства, при нажатии кнопки “ЗАЗОР” стрелка уходит вправо до упора, а при нажатии кнопки “ПРОВ.” - влево до нуля.
Сейчас перейдем к следующему устройству - это устройство контроля прогиба ротора. Это устройство предназначено для контроля тепловой деформации ротора турбины. Контроль прогиба осуществляется в режиме вращения ротора валоповоротным устройством.

В комплект устройства входит:

первичный преобразователь, которым является датчик прогиба ротора рис. 33. Он предназначен для преобразования зазора между датчиком и ротором в изменение электрического сигнала на выходе датчика;

вторичный прибор КСД1 служит для счета по шкале и регистрации на диаграммной ленте величин прогиба ротора.

Устройство контроля прогиба ротора представляет собой следующую систему, основанную на компенсационном принципе измерения с компенсацией небаланса в эл.цепи датчиков прогиба ротора, расположенных диаметрально противоположно возле ротора турбины. Датчики прогиба ротора работают на принципе индуктивного метода измерения линейных перемещений с применением дифференциально-трансформаторной схемы. Принцип работы схемы аналогичен УКОРР.

Шкала прогиба ротора переградуируется (рис. 32).


Рис. 32. Шкала прогиба ротора.
Цена одного малого деления шкалы соответствует 0,008 мм, одного большого деления - 0,04 мм.

Переходим к следующему устройству - это устройство контроля угловой скорости. (ДУС-1), т.е. датчик угловой скорости, который служит для преобразования частоты вращения ротора турбины в частоту синусоидального сигнала. ДУС-1 представляет собой бесконтактное электромагнитное устройство, состоящее из турбины (рис. 33, 34).двухполюсного статора и составной шестерни, диаметр которой зависит от типа





Рис. 33. Датчик прогиба ротора.
Р
ис. 34. Датчик угловой скорости ДУС-1.
Р
ис. 35. Схема датчика угловой скорости.

Двухполюсный статор датчика состоит из:

- 1 - магнитопровода П-образного;

- 2 -двух катушек, расположенных на полюсах магнитопровода 1;

- 4 - магнита постоянного;5 - экрана, выполненного из мягкой стали СТО;

- 2 - корпуса с крышками 6, в котором помещены все элементы датчика, на внешней стенке которого укреплен разъем 7.

Схематически датчик угловой скорости двухполюсного статора 1 составной шестерни 2.

Работа ДУС-1 заключается в следующем: при вращении ротора происходит перераспределение магнитного потока магнита 4 и магнитопровода 3, связанное с периодическим изменением магнитной проводимости рабочих воздушных зазоров, образованных полюсами. Вследствие этого в катушках 5 индуктируется э.д.с., частота которой пропорциональна угловой скорости вращения ротора. Действующее значение э.д.с. в правой и левой катушках 5 равны между собой, а фазы гармоники э.д.с. отличаются на половину периода основной гармоники.

При встречном включении правой и левой катушки э.д.с., наводимые в них, алгебраически суммируются.

При этом нечетные гармоники складываются, а четные вычитаются, что дает возможность получить менее искаженную форму выходного сигнала.

Рассмотрим кратко следующее устройство - это устройство контрольно - сигнальное ВВК-331. Оно предназначено для специальных цепей контроля параметров стационарных неимпульсных вибраций и формирование аналоговых и дискретных сигналов, зависимых от эффективного значения виброскорости подшипников турбины при ее пуске в стационарном режиме под нагрузкой.

В зависимости от необходимого количества точек измерения и способов установки вибропреобразователей пьезоэлектрических, число измерений каналов устройств может меняться от 4 до 20.

Устройство ИП-7 применяются для контроля осевого смещения ротора ТПН. ИП-7 предназначено для бесконтактного измерения осевого смещения (сдвига) вала ротора паровой турбины, преобразования величины смещения в унифицированный сигнал постоянного тока, сигнализации и формирования сигнала отключения оборудования при достижении заданного предельного значения смещения.

Устройство ИП-7 состоит из:

обмотки возбуждения вихретокового преобразователя;

блока вихретокового преобразователя;

блока контроля.

- элементов крепления обмотки возбуждения и блока.

Сейчас давайте разберем работу структурной схемы устройства ИП-7 (рис. 36).

Напряжение с выхода преобразователя поступает в блок контроля, где преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока, сравнивается с нуль - органами с заданными напряжениями (уровнями) сигнализации и защиты.

Р
ис. 36. Структурная схема устройства ИП-7.

При равенстве или превышении напряжений преобразователя уровней сигнализации нуль - органы 1, 2, 3, 4 включают исполнительные реле К1, К2, К3, К4, которые своими контактами замыкают цепи электрической сигнализации.

Нуль - орган 5 сравнивает напряжение преобразователя с уровнями соответствующими началу и концу рабочего диапазона измерения осевого сдвига ротора. Выход значения напряжения за пределы значений рабочего диапазона, сигнализируется как “отказ” устройства. Это происходит также при обрывах и коротких замыканиях в обмотке возбуждения, схеме соединений или при неисправностях электрорадиоэлементов.

Исправность нуль - органов защиты (3, 4) контролируется специальной схемой, назначение которой исключить ложные команды отключения оборудования при неисправности нуль - органа.

Необходимо обратить внимание на то, что устройство ИП-7 выполняет функции защиты оборудования, оно должно работать непрерывно. При исправной работе ИП-7, сигнализируется светодиодом “КОНТР-И”. Если появилась неисправность в самом устройстве, светодиод выключается и замыкаются контакты реле цепи “ОТКАЗ”. Поэтому работа с выключенным светодиодом “КОНТ-И” категорически не допускается!

Для проверки работоспособности необходимо отключить защиту от осевого сдвига и действовать следующим образом:

  • тумблер “РАБ-ПРОВ” перевести в положение “ПРОВ”;

  • резистором “ПРОВ”, имитируя осевое смещение ротора, проверить срабатывание сигнализации, схемы контроля неисправности.

Обращаю Ваше внимание на то, что все работы, связанные с работой в цепях ТЗБ, блокировки, сигнализации на ЗАЭС, выполняются только по составленной программе выполнения работ согласно имеющейся инструкции “О порядке вывода оборудования в ремонт и ввода его в эксплуатацию после ремонта на ЗАЭС”. ОО.ПТ.ГГ.ИН.03.А.
1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (4477.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации