Установка и использование измерительных ПД в АСКУЭ.

Установка конкретного ПД для измерения давления в напорном трубопроводе должна производиться таким образом, чтобы исключить или свести к минимуму влияние на процесс измерения и эксплуатации прибора таких дестабилизирующих и опасных факторов, как:

1) высокие температуры среды энергоносителя и внешней окружающей среды,

2) вибрации трубопровода,

3) химическая агрессивность среды энергоносителя,

4) взрывоопасность среды энергоносителя и внешней среды,

5) электромагнитные помехи и радиация.

С учетом предельных характеристик ПД и конкретных условий окружающей среды преобразователи устанавливаются и закрепляются

1) либо непосредственно на трубе в месте измерения давления,

2) либо дистанционно на настенной панели с подводкой к измеряемой среде посредством соединительных трубок (рукавов) и, если необходимо, разделителей мембранных (РМ) или сосудов уравнительных и уравнительных конденсационных.

Кроме того, в обоих случаях подключение ПД осуществляется, как правило, через вентильный (клапанный) блок, позволяющий:

1)отключить через запорный вентиль прибор от точки измерения,

2)с целью контроля и поверки прибора в рабочих условиях подключить параллельно прибору через уравнительный вентиль другой контрольный (образцовый) прибор или другую среду (например атмосферный воздух),

3)через спусковой (продувочный или дренажный) вентиль удалить скопившийся газ или конденсат из измерительной полости прибора или соединительной трубки.

При измерении давления химически агрессивных сред необходимо:

1) либо использовать ПД с соответствующими защитными характеристиками (например, с защитным фторопластовым слоем наружной стороны измерительной мембраны или со встроенной внутренней защитно-разделительной мембраной из коррозионно-стойкого материала типа, например, титана или тантала),

2) либо применять внешние выносные РМ, которые могут соединяться с ПД непосредственно через штуцер прямым монтажом или капиллярным монтажом через соединительную трубку. Использование внешних РМ позволяет применять обычные ПД в условиях, превышающих их защитные характеристики: в агрессивной среде, при наличии в среде твердых осадков и абразивов, в вязкой среде (например, мазуте), при повышенных санитарно-гигиенических требованиях к процессу измерения (среды медицинских или пищевых продуктов).

Внешние разделители содержат, как правило, замкнутую полость между 2-мя РМ, наполненную инертной жидкостью (например силиконовым маслом). Передача давления от РМ к измерительной мембране ПД через соединительные трубки также осуществляется посредством жидкости, заполняющей эти трубки.

На практике часто вместо РМ используются устаревшие безмембранные разделительные сосуды, в которых часть сосуда заполняется измеряемой средой, а другая часть со стороны ПД и соединительной трубки - передаточной, или разделительной жидкостью. Такое решение при измерении жидких сред может со временем привести к смешиванию в результате диффузии измеряемой и разделительной сред, то есть утрате самой разделительной функции с соответствующими последствиями, а при измерении газовых сред - к диффузии газа в разделительную среду с переводом ее в 2-фазное состояние с потерей функции несжимаемости, что ведет к росту погрешности измерения давления.

Соединительные металлические трубки используются прежде всего с целью снижения температуры измерительной или передаточной среды до допустимого температурного диапазона работы конкретного ПД. Для этого трубки выполняются без тепловой изоляции, а их длина выбирается так, чтобы в месте установки прибора температура среды не превышала допустимого значения. При длинной соединительной трубке (обычно ее длина не превышает нескольких 10-ков м) у места ее присоединения к трубопроводу устанавливается дополнительный запорный вентиль для отключения трубки в случае аварии.

Трубки не должны вносить дополнительные погрешности в измерение давления, поэтому заполняются 1-фазной несжимаемой передаточной средой, а также присоединяются к трубопроводу и прокладываются так, чтобы исключить образование в них 2-фазных сред - газовоздушных пузырей («газовых мешков») при измерении давления жидких сред или конденсата при измерении давления газовых сред (Рис.5.15,16).

Это достигается подключением трубок к горизонтальному трубопроводу с середины его профиля при измерении давления жидких сред и сверху - при измерении газовых сред, а также прокладкой соединительных трубок с уклоном в сторону, обеспечивающую удаление газов (уклон вниз) или конденсата (уклон вверх) в измеряемую среду трубопровода. В этих же целях необходимо размешать ПД для жидких сред ниже уровня отбора давления, а для газовых сред - выше этого уровня. Если такие условия трудновыполнимы, то в соединительных линиях предусматривают газосборники со спусковыми клапанами (их функцию в ряде случаев могут выполнять уравнительные клапаны) или конденсатосборники с дренажными клапанами (вентилями) для периодического удаления побочной среды. Соединительные трубки должны быть защищены от переменных воздействий внешних источников тепла или холода (за исключением естественного постоянного теплообмена с окружающей средой).

ЗК - запорный клапан, УК - уравнительный клапан, СК - спусковой клапан, ДК - дренажный клапан. КС - конденсационный сосуд, ЖД - жидкость. Рис.5.15. Схемы установки ПД (ДИ/ДА) на трубопровод для измерения давления газа, жидкости и пара при размещении ПД ниже (а, в, д) или выше (б, г, е) уровня отбора давления

При измерении давления водяного пара с использованием соединительных трубок невозможно избежать образования 2-фазной среды в процессе охлаждения пара и передачи его давления через трубки на удалённый ПД. Поэтому здесь необходим резкий переход от пара к конденсату - становится несжимаемой передающей разделительной средой. С этой целью передача давления осуществляется либо через трубку с сифоном (U-образным или кольцевым), в котором скапливается охлаждающийся конденсат, играющий роль водяного затвора, или через трубку с уравнительным конденсационным сосудом, который поддерживает постоянным уровень конденсата в системе передачи давления пара (Рис. 5.15 д, е). Особенно важно поддержание постоянства и равенства уровней конденсата в соединительных трубках при измерении дифманометром перепада давления пара на сужающем устройстве (диафрагме) в расходомерах переменного перепада давления (Рис. 5.16).

В АСКУЭ измерение давлений энергоносителей необходимо производить как в расчетных, так и в и технологических целях. Так, согласно российским «Правилам учета тепловой энергии и теплоносителей», действует, требование регистрации давления сетевой (теплофикационной) воды в подающем и обратном трубопроводах на узле учета потребителя, причем это требование не связано с точностью учета теплоносителя (при обычном давлении вода несжимаема), а носит технологический характер - контроль режима теплопотребления и обязательств энергоснабжающей организации.

Аналогичные цели преследует измерение давления в трубопроводах холодного и горячего водоснабжения, в мазутопроводах. Вместе с тем измерение давления в трубопроводах газо- и пароснабжения принципиально важно, в первую очередь, для учета расхода и количества энергоносителя, а также соответствующего тепла (при учете перегретого пара без измерения давления не обойтись, а при учете насыщенного пара можно выбрать на альтернативной основе измерение либо давления, либо температуры). Типовые величины давлений, измеряемых в рамках АСКУЭ промпредприятия, обычно принадлежат диапазону 0...20 ати (0-2 МПа).

5.2.5. Общие рекомендации

1.Выбор первичных (измерительных ПД или цифровых манометров с унифицированным электросигналом) СИ давления и вторичных средств АСУ ТП или АСКУЭ предприятия должен производиться не случайным, фрагментарным, а системным образом в рамках единого и полного проекта, учитывающего как существующее, ранее смонтированное оборудование, так и установку нового.

2.Выбор первичных СИ давления должен осуществляться в зависимости от их применения для коммерческого или тех. учета энергоносителей, а также от их использования для измерения давления в расчетных или технологических целях. В случае коммерческого учета следует выбирать приборы более высокого класса по точности, надежности и стабильности, чем в случае технического и тем более технологического контроля.

3.Выбор или модернизация первичных СИ давления должен обязательно выполняться с учетом их совместимости (информационной, электрической, сетевой) с устройствами среднего уровня АСУ ТП или АСКУЭ (контроллерами, многофункциональными преобразователями).

4.Выбор первичных СИ давления должен производиться с учетом соответствия их хар-к конкретным задачам, условиям и особенностям эксплуатации (вид среды, предполагаемый диапазон давления и температуры, требуемая точность, наличие дестабилизирующих факторов, необходимый тип выходного сигнала и т.п.). Следует особое внимание уделять анализу хар-к надёжности и помнить, что самый дорогой путь - это выбор устройства по минимальной стоимости.

5.Монтаж первичных СИ давления должен производиться с учетом всех дестабилизирующих факторов и с использованием, если необходимо, дополнительных средств: вентильных блоков, разделителей мембранных, сосудов уравнительных, соединительных трубок и т.д.

Контрольные вопросы

1. Тензорезисторы. Принцип действия.

2. Тензодатчики. Основные конструктивные особенности.

3. Общие схемы использования тензодатчиков.

4. Влияние соединительных апроводов на метрологические характеристики тензодатчиков.

5. Давление, его виды и единицы измерения.

6. Классификация манометров.

7. Классификация преобразователей давления.

8. Преобразователи давления общепромышленные. Основные характеристики.

9. Особенности преобразователей давления в АСКУЭ.

10. Основные схемы установки преобразователей давления в промавтоматике.

11. Общие рекомендации по выбору преобразователей давления для промавтоматики.