Контрольно-измерительные приборы и устройства насосных станций

Для обеспечения нормальной работы насосных станций необходимо контролировать следующие технологические параметры: расход подаваемой жидкости, давление на напорных коллекторах (или водоводах) и на каждом насосе, уровни в приемных резервуарах, вакуум во всасывающих линиях и вакуум-котле, температуру подшипников (у крупных насосов). Для этих целей применяют приборы технологического контроля: расходомеры, манометры, уровнемеры, вакуумметры и т. п. Кроме этих приборов, на насосных станциях применяют электроизмерительные приборы: амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, счетчики электроэнергии. Описание электроизмерительных приборов приводится в курсе электротехники.

Основными показателями работы насосной станции являются подача и давление, поэтому основными измерительными приборами являются расходомеры и манометры.

Пружинные манометры (рис. 8.8, а) применяют для измерения развиваемого насосами давления. Их устанавливают на напорных патрубках насосов, а также на напорных трубопроводах, отходящих от станции. На крупных насосных станциях применяют самопишущие манометры, (см. рис. 8.8, б), которые непрерывно регистрируют давление на круговых или ленточных диаграммах. На автоматизированных станциях применяют также электроконтактные манометры, которые включают цепи управления или сигнализации при достижении установленных границ давления (максимального или минимального).

Рис. 8.8. Манометры

а — пружинные: тип / и // — для монтажа соответственно свободного н щитового; б — самопишущий


Рис. 8.9. Турбинный водосчетчик

/ — турбинка; 2 — корпус; 3 — регулятор; 4 — струевыпрямитель; 5 — стрелка-указатель

Рис. 8.10. Схема расходомера переменного перепада

/ — диафрагма; 2 — камера диафрагмы; 3 — дифманометр

Верхний предел измерения манометров выбирают таким, чтобы при нормальной работе станции их показания находились в пределах верхней четверти шкалы. Например, на станции, развивающей давление 0,75 МПа (7,5 кгс/см2), необходимо устанавливать манометры с верхним пределом измерения 1 МПа (10 кгс/см2). При этом следует иметь в виду, что верхний предел измерения манометра всегда должен быть больше максимального давления, развиваемого насосом или насосной станцией.

Разрежение во всасывающих трубопроводах измеряют с помощью вакуумметров, установленных на всасывающих патрубках насосов. Если во всасывающих патрубках может возникнуть избыточное давление, например, когда насосы некоторое время работают под заливом, то на этих патрубках следует устанавливать манова-куумметры — приборы, которые могут измерять и вакуум и избыточное давление. В этих случаях можно применять также манометры абсолютного давления.

Для измерения расхода подаваемой насосами жидкости используются расходомеры, а для измерения количества воды, поданной за какой-то период времени, — водосчетчики. Водосчетчикн по конструкции могут быть крыльчатыми и турбинными. На насосных станциях применяют, как правило, турбинные водосчетчики. Принцип действия такого прибора (рис. 8.9) основан на том, что число оборотов вертушки (турбинки), помещенной в трубе, пропорционально количеству прошедшей через трубу воды. Вращение турбинки через редуктор передается счетному механизму, который указывает количество, м3, протекшей через него воды. Водосчетчики применяют для учета количества поданной воды на водопроводных насосных станциях с подачей до 3400 м3/сут или при равномерной подаче до 140 м3/ч. Турбинные водосчетчики выбирают, пользуясь прил. 11. Достоинством турбинных водосчет-чиков является простота их конструкции и обслуживания, а также небольшая стоимость. Для установки турбинных водосчетчиков требуется прямой участок трубопровода длиной, равной пяти—восьми диаметрам трубы перед счетчиком и двум—трем диаметрам после него.

Расход и количество воды в трубопроводах больших диаметров измеряют расходомерами переменного перепада (рис. 8.10). Прин- » цип действия таких расходомеров основан на измерении перепада давления, образующегося в результате стеснения потока жидкости сужающим устройством. Согласно уравнению Бернулли, перепад давления пропорционален квадрату расхода, поэтому основное уравнение расхода для этих измерительных устройств имеет вид:

где С — множитель, учитывающий принятые единицы измерения; a — коэффициент расхода, зависящий от типа сужающего устройства и относительного размера его отверстия; d — диаметр отверстия сужающего устройства; ?р-—перепад давления; р — плотность жидкости.

где С — множитель, учитывающий принятые единицы измерения; a — коэффициент расхода, зависящий от типа сужающего устройства и относительного размера его отверстия; d — диаметр отверстия сужающего устройства; Ар-—перепад давления; р — плотность жидкости.

На рис. 8.10 и 8.11 приведены соответственно диафрагма, труба и сопло Вентури. Диафрагмы вызывают относительно большие потери напора (30—60 % перепада), поэтому их устанавливают на трубах небольшого диаметра или в тех случаях, когда эти дополнительные потери не играют существенной роли в общем балансе энергетических затрат.

Сопла Вентури не создают больших потерь и, кроме того, они надежнее диафрагм, так как в них не задерживаются загрязнения. Но они дороже диафрагм и серийно в комплекте с расходомерами пока не поставляются. Трубы Вентури создают минимальные потери напора (10—12 % перепада). Их изготовляют согласно ГОСТ 23720—79. Они громоздки, поэтому, как правило, их устанавливают на водоводах вне здания насосной станции и применяют для измерения больших расходов воды или расходов сильно загрязненных жидкостей, например сточных вод.

Точность измерения расхода с помощью сужающих устройств зависит от того, насколько правильно они установлены, и, в частности, от наличия прямых участков трубопровода длиной, равной не менее 10—30 диаметров трубы перед ними и трем — пяти диаметрам после них. Поэтому сужающие устройства часто устанавливают в специальных колодцах (камерах) вне здания насосной станции.

Для измерения и регистрации перепада давлений применяют дифманометры-расходомеры. Различают показывающие и самопишущие дифманометры. Те и другие изготовляют как с интеграторами, суммирующими расход за определенный промежуток времени, так и без них. Выпускаются также дифманометры-датчики, которые не имеют шкалы или диаграммы, а предназначены только для формирования сигналов, пропорциональных перепаду давления. Эти сигналы воспринимают и регистрируют вторичные приборы — расходомеры. В таких случаях между датчиком и вторичным прибором может быть значительное расстояние.

По материалам сайта: http://www.nasosinfo.ru