Измерение давления и температуры воды. Манометры. Термометры.

Основными параметрами, характеризующими состояние среды в трубо­проводах пара и горячей воды, являются давление и температура. Для без­опасной эксплуатации трубопроводы должны быть оснащены приборами для измерения этих параметров. Показывающие приборы позволяют пер­соналу визуально считывать данные измеряемых величин. Датчики входят в состав систем автоматизации, позволяющих дистанционно контролиро­вать состояние трубопроводов пара и горячей воды и управлять ими.

Манометры

Для измерения давления рабочей среды применяют показывающие пру­жинные манометры. Основной частью прибора является изогнутая пусто­телая трубка из латуни (рис. ниже). Ее неподвижный конец через штуцер со­единен с трубопроводом, а подвижный (запаянный) при помощи рычага — с зубчатым сектором.

Пружинный манометр

Сектор сопряжен с шестеренкой, на оси которой насажена стрелка. Под влиянием давления среды трубка стремится выпрямиться, ее подвижный конец перемещается. Рычаг отклоняет на некоторый угол зубчатый сектор, который поворачивает шестеренку и, следовательно, стрелку манометра.
При рабочем давлении стрелка манометра должна находиться во второй трети шкалы. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, указывающая допустимое давление. Взамен красной черты допускается прикреплять к корпусу манометра красную пластинку, плотно прилегающую к стеклу. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны. Шкала должна быть расположена вертикально или с наклоном вперед до 30° для улучшения видимости.

Точность измерения характеризуется погрешностью — отклонением ре­зультата измерения от истинного значения измеряемой величины. Класс точности прибора определяется пределом допускаемой погрешности — наибольшей погрешностью прибора, при которой он может быть признан годным и допущен к применению. У показывающих пружинных маноме­тров бывают следующие классы точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У манометра с классом точности 1,5 результат измерения должен отличаться от истинно­го значения не более чем на 1,5 %. Класс точности манометров на трубопро­водах пара и горячей воды должен быть не ниже:

• 2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см²);
• 1,5 — при рабочем давлении 2,5—14 МПа (25—140 кгс/см²);
• 1,0 — при рабочем давлении более 14 МПа (140 кгс/см²).

При установке манометра на большой высоте его показания могут быть плохо видны, поэтому к диаметру прибора предъявляются определенные требования: чем выше устанавливается манометр, тем больше должен быть его диаметр 

 Требования к диаметру манометра

Сифоновые трубки

Перед манометром должен быть трехходовой кран или аналогичное устройство для продувки и отключения манометра. Для увеличения срока службы пружина манометра не должна взаимодействовать с паром, а только с водой. Перед манометром, установленным на паропроводе, должна быть сифонная (петлевая) трубка диаметром не менее 10 мм, которая защищает прибор от пульсаций давления и высоких температур. Она может быть различной длины, но обязательно должна иметь изгибы, которые де­лают по двум причинам: они удаляют манометр от среды, которая имеет вы­сокую температуру, и способствуют лучшему заполнению ее конденсатом. Между манометром и сифонной трубкой устанавливают трехходовой кран. С его помощью производят продувку трубки и проверку манометра путем установки на нуль.

Поверительное стекло

Манометры должны проходить периодическую метрологическую по­верку не реже 1 раза в 12 месяцев, если иные сроки не установлены доку­ментацией на прибор. При поверке манометр снимается с трубопровода или агрегата для определения точности показаний. После поверки на ма­нометр устанавливаются клеймо или пломба, на которых указаны квартал и год проведенной поверки. Проверка исправности манометров обслуживающим персоналом проводится согласно производственной ин­струкции путем установки стрелки на нуль с помощью трехходового крана или заменяющих его запорных вентилей в следующие сроки:

• для трубопроводов с рабочим давлением до 1,4 МПа (14 кгс/см²) — не реже одного раза в смену;
• для трубопроводов с рабочим давлением 1,4—4,0 МПа (14—40 кгс/см²) не реже одного раза в сутки;
• для трубопроводов с рабочим давлением свыше 4 МПа, а также для всех трубопроводов, установленных на тепловых электростанциях, — в сро­ки, установленные инструкцией, утвержденной главным инженером.

О результатах проверки делают запись в сменном журнале.

Манометры не допускаются к применению в следующих случаях:

• отсутствует пломба или клеймо о проведении поверки;
• истек срок поверки манометра;
• стрелка манометра после отключения не возвращается к нулевой от­метке шкалы на величину, превышающую половину допускаемой по­грешности;
• разбито стекло, имеются другие повреждения манометра, которые мо­гут отразиться на правильности показаний.

Для контроля давления пара и воды в составе систем автоматизации применяются различные датчики давления. Датчики МИДА-13П предна­значены для преобразования избыточного давления жидкостей и газов в унифицированный сигнал постоянного тока или постоянного напряжения в системах контроля давления.

Датчик МИДА-ДИ-13П

Датчик (рис. выше) состоит из первичного тензопреобразователя и электрон­ного блока (вторичного преобразователя). Штуцер 7, мембрана 3 с жестко закрепленным кристаллом полупроводникового чувствительного элемента алюминиевые проводники 5, приваренные к кристаллу и на выводы кол­лектора 6, конструктивно образуют тензопреобразователь, который через выводы коллектора подключен к электронному блоку 7. Выход электрон­ного блока подключен к выходному разъему датчика 8, установленному на основании Электронный блок защищен кожухом 11. Дополнительная за­щита от влаги и пыли осуществляется крышкой 12.

Давление среды, находящейся в рабочей полости 2 штуцера 1, воздейству­ет на металлическую мембрану 3 и на полупроводниковый чувствительный элемент 4. В результате деформации чувствительного элемента меняется сопротивление резисторов, соединенных в мостовую схему, которая пита- ется стабилизированным напряжением с электронного блока. Изменение сопротивления плеч моста приводит к изменению напряжения, снимаемо­го с мостовой схемы. Электронный блок усиливает сигнал мостовой схемы и преобразует его в выходной сигнал датчика. Периодическая поверка дат­чика проводится не реже 1 раза в 3 года.

Термометры

Для измерения температуры среды применяют различные термометры:

• термометры расширения — жидкостные, манометрические;
• измерительные электрические системы — термопары сопротивления с измерительными мостами и термопары с потенциометрами.

Принцип действия жидкостных термометров основан на различии коэф­фициентов объемного расширения жидкости и стеклянной трубки, в кото­рую эта жидкость налита. Жидкостной термометр представляет собой тон­кую стеклянную трубку, имеющую капиллярное отверстие, переходящее в нижней части в пустотелый стеклянный шарик — резервуар. Этот шарик, а также часть капиллярной трубки заполняются ртутью, спиртом или дру­гой жидкостью. Трубка прикрепляется к пластинке с делениями, нанесен­ными через градус.

Жидкостные термометры применяют как показывающие приборы, их устанавливают в специальную гильзу, вваренную в трубопровод. Гильзу за­полняют машинным маслом для улучшения передачи тепла термометру. При температурах выше 200 °С гильзу заполняют медными опилками. Жид­костные термометры изготавливают прямыми или изогнутыми под углом 90, 120 и 135° с пределами шкал от 0 до 500 °С.

Действие манометрических термометров  основано на увеличе­нии давления жидкости, газа или пара с повышением температуры. Рабочее вещество заключено в замкнутой системе, состоящей из термобаллона, ка­пиллярной трубки и манометра. Манометрические термометры в зависимо­сти от рабочего вещества подразделяют на три вида: жидкостные, газовые и паровые. Жидкостные термометры заполняют различными жидкостями, газовые — инертным газом (азот), паровые — легкокипящими жидкостями (спирт, этил, хлорэтил). Термобаллон помещается в среду, температура ко­торой измеряется. При увеличении температуры давление в термобаллоне растет, что передается по капиллярной трубке в манометр. Манометриче­ские термометры могут применяться для измерения температуры воды и пара до +550 °С.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры: с увеличением температуры электрическое сопротивление проводников, применяемых в качестве термометров сопротивления, растет. Термометры сопротивления изготавливают из платиновой, медной или никелевой про- волоки. При этом платину применяют для температур не более 500 °С, ни­кель — 200 °С и медь — 150 °С.

Принципиальная схема манометрического термометра

Конструкция термометра сопротивления показана на рисунке ниже. В защит­ной оболочке 1 помещена спираль 2, сопротивление которой увеличива­ется или уменьшается с изменением температуры. Спираль намотана на изолированном стержне 3, укрепленном в колодке 4. Концы спирали при­соединены к зажимам 5, к которым подключаются через ввод 6 провода, со­единяющие термометр сопротивления с измерительным прибором, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия.

Термометр сопротивления

Вернуться к списку