Расчет котельной

Термоэлектрические термометры построены на способности металлов и сплавов образовывать в паре (спае) термоэлектродвижущую силу, зависящую от температуры спая.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Пирометры работает по принципу измерения излучаемой нагретым телом  энергии, зависящей от температуры тел.

 

Термометры  расширения

Физические свойства тел  измерять свой объём в зависимости  от нагрева широко используются для измерения температуры используются спирт, ртуть, пентан.

Жидкостные стеклянные термометры ( рис. 11,9) состоят из стеклянного капилляра с небольшим резервуаром

внизу, заполненного термометрической жидкостью, и стеклянного корпуса.

В качестве термометрической жидкости в термометрах расширения применяются:

- ртуть при измерении  температуры от - 35 до +650'С -керосин от 0 до +300'С

-топуон от-80 до+100'С

-спирт от -80 до +80' С

-пентан от -200 до +20'С

Ртутные термометры применяются  для измерения температуры от - 30 до +650'С, причем верхний предел измерения  термометров, в которых в капилляре  над ртутью удален воздух, составляет примерно 300'С, а для измерения более высоких температур капилляр заполняется инертным газом (аргоном) под давлением. Эти условия диктуются тем, что ртуть затвердевает при температуре минус 38,9'С,а кипит при плюс 375'С. Низкие температуры (доминус 100'С) измеряются с помощью спиртовых термометров. Для температуры доминус 200'С в качестве термометрической жидкости применяется пентан.

Термометры изготавливаются  прямыми и изогнутыми под углом 90,135,120'. Это делается для удобства их установки.

Для установки стеклянных термометров в местах замера температуры и предохранения их от повреждения применяются металлические оправы, снабженные фланцем или ниппелем ( рис.11,10). Оправа или позволяет термометру соприкасаться со средой и осуществлять работу его под давлением, близким к атмосферному или изолирует его от непосредственного соприкосновения со средой. Стеклянные термометры просты в эксплуатации, взрывобезопасны, но обладают большой инерцией, шкала их плохо видима, не допускаются дистанционную передачу и автоматическую запись температуры.

В металлической оправе инертность термометра увеличивается. Для уменьшения времени запаздывания зазор между защитной оправой и хвостовиком заполняется маслом ( при температуре изменения до 150'С), железными опилками ( при температуре до 650'С) Электрическое сопротивление большинства чистых металлов при росте температуры увеличивается, а окислов (полупроводников)- уменынается. Зная зависимость между температурой и сопротивлением, можно по сопротивлению вещества определить его температуру.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Комплект термометра сопротивления  состоит из первичного прибора - термометра сопротивления, являющегося тепловоспринимающим элементом, и вторичного прибора, определяющего изменения электрического сопротивления и отградуированного в градусах Цельсия.

 

 

Тепловоспринимающие элементы преимущественно изготавливаются из платиновой проволоки диаметром 0,05-0,07 мм ( обозначаются ТСП) или из чистой медной электролитной проволоки диаметром 0,1 мм ( обозначаются ТСМ)

В качестве вторичных приборов применяются равновесные и неравновесные мосты и логомеры. Питание приборов осуществляются от постороннего источника тока. Измерительные приборы позволяют подключить к ним несколько термометров сопротивления.

Устройства и  работа платинового термометра сопротивления

Платиновая проволока  наматывается на стоящую пластинку 2 с зубчатыми краями. Эта пластинка с обеих сторон изолируется слюдяными накладками 1, которые вместе с пластинкой 2 связываются серебряной лентой 3 в общий пакет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

К концам платиновой обмотки  припаиваются два серебряных вывода (ленты) 4, которые присоединяются к зажимам, находящимся на выходной головке термометра. Выводы изолируются фарфоровыми изоляторами и вместе сэлементом сопротивления помещаются в алюминиевую трубку 5, служащую внутренним защитным чехлом.

Чехол помещается в наружную защитную оболочку из стали. “Стб”  с подвижным или неподвижным  штуцером 7. Для крепления термометра в месте измерения. На свободном конце наружной оболочки имеется алюминиевая головка 8 с выводами, которые закрепляются на бакелитовом вкладыше. Измерение температуры с помощью ТСП от 0 до 650'С , от -200 до +500'С

Медный термометр сопротивления  устроен аналогично платиновому. Выводные концы у него выполнены из медной проволоки.

 

 

 

 

Измерение температуры от -50 до +100'С. Стальная наружная оболочка обеспечивает работу термометров сопротивления в среде, находящейся под давлением 30 кгс/см^А2

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Логометр магнитоэлектрический типа ППр-51

 

Одним из наиболее распространенных вторичных приборов является магнитоэлектрический логометр типа ППр-51. Этот прибор измеряет соотношение токов, протекающих в рамках подвижной системы, питаемых от общего источника питания(рис.11.12.) Работа логометра основана на взаимодействии поля постоянного магнита полей, вызванных токами, протекающими в двух рамках подвижной системы, жестко соединенных друг с другом под определённым углом (10-20'С). Рамки помещены в зазоре между полюсными наконечниками постоянного магнита и сердечником. На оси рамок укреплена показывающая стрелка.

Вращающие моменты направлены встречно.

Равновесие подвижной  системы определяется размером воздушного зазора и соотношением токов в рамках, изменяющихся в зависимости от сопротивлений термометра.

Угол поворота рамок  и показывающей стрелки пропорционален отношению токов в рамках. Рамки 4 (рис. 11.13) включены в диагональ мостовой схемы, образованной постоянными сопротивлениями R1,R2,R3,R6, сопротивлениями уравнительных катушек Ryp, с линиями и сопротивлением термометра ТС. Сопротивления R4,R5, предназначены для температурной компенсации и изменения угла отклонения стрелки. Эквивалентное сопротивление Rk служит для периодической поверки пагометра. Питание прибора осуществляется от источника постоянного тока напряжением 4.В.

 

Термоэлектрические  пирометры

В спае двух разнородных  металлов под действием температуры  возникает электрический ток (термо-ЭДС), который может быть зафиксирован электрическим прибором. Зная зависимость термо- ЭДС оттемпература спая, можно шкалу электрического прибора проградуировать в градусах Цельсия и измерять температуру вещества.

Спай двух разновидных  металлов называют термопарой. Место  спая проводников называется рабочим концом термопары. Свободные концы термопары подсоединяются к измерителю термо-ЭДС, и этот комплект называется термоэлектрическим пирометром.

В качестве измерителя термо-ЭДС  применяются показывающие и самопишущие  милливольтметры. Термоэлектрические пирометры применяются для измерения температуры от 200 до 1800'С Термопары помещаются в фарфоровые цилиндрики, а затем в защитные оболочки из металла или керамики (рис. 11.14.) Преимуществами термоэлектрических пирометров являются малый размер рабочего элемента, возможность измерения температуры в одной точке, отсутствие постороннего источника тока, высокая точность измерений, нечувствительность к вибрации; взрывобезопасность.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

В настоящее время допущены к применению в качестве стандартных термопары пяти типов:

ТПП-платинородий- платина (для измерения температуры при  кратковременном применении до 1600'Си до 1300'С при длительном применении.

ТПР-платинородий 30%- платинородий 6% (для измерения температуры до 1800'С при кратковременном применении и от 300 до 1600 ⁰С при длительном применении)

ТХА- хромель-алюмель=1300 ⁰С,tдл= 100 ⁰С)

ТХК- хромель-копель=800 ⁰С.tдл=600 ⁰С);

ТНС- из сплавов НК-СА (tдл=300-1000 ⁰С).

Кроме этих применяются  и нестандартивированные термопары: железо-копель (до 600-800 ⁰С), медь-копель (до 300-500 ⁰С), медьконстантан и железо-константан (до 350-700 ⁰С), вольфрам-графит, карборунд- графит, вольфрам- молибден.

Общим недостатком термопар является окисляемость их термоэлектродов, особенно при высоких температурах.

1.8.Общие принципы автоматического  регулирования.

 Для многих технологических  установок, теплотехнических агрегатов и машин технологические процессы, происходящее в них, характеризуются одной регулируемой величиной. В этом случае автоматическое регулирование таких установок осуществляется с помощью одного автоматического регулятора, а вопрос решения системы автоматического регулирования сводится к выбору оптимального типа регулятора в соответствии с технологическими требованиями процесса.

При централизованной системе  теплоснабжения, являющейся основой для войсковых объектов, в качестве источников тепловой энергии, как правило, применяются отопительно- производственные паровые котлы типа ДКВР-10/13. Эти котлы являются сложными агрегатами, а технологические процессы сжигания топлива и производства теплоносителя определенного качества характеризуется несколькими разнообразными по физической природе и величине параметрами, как правильно, связанными между собой определёнными зависимостями.

Таким образом, при регулировании  одного из этих параметров в той  или иной мере будет изменяться и  другие параметры

 

К таким параметрам можно  отнести:

Паропроизводительность  котлоагрегата, т.е. расход пара, выдаваемый котлом в единицу времени, для покрытия нагрузки,

т/ч

 Давление пара в  барабане котла, кгс/см^{^}2  

 Температуру пара, ⁰С

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

 Расход питательной  воды, контролируемый обычно по  уровню воды в барабане котла,R,мм рт.ст.;

количество топлива  и воздуха, подаваемое в топку  котла, и их оптимальное состояние для обеспечения нормального режима горения.

 

Действительно, при изменении  отбора пара с котла ( изменение нагрузки) изменяются давление пара в барабане котла и его температура. Для обеспечения соответствия между нагрузкой и расходом пара, снимаемого с котла, необходимо восстановить давление и температуру пара в барабане, что осуществляется за счет измерения расхода топлива .В то же время для осуществления оптимального процесса горения это потребует измерения в расходе в расходе воздуха, подаваемого в топку, т.е. выдерживания оптимального соотношения между расходом топлива и воздуха.

Изменение процесса горения, в свою очередь, приводит к измерению  разрежения в топке котла и уровня воды в барабане, что требует восстановления этих параметров за счет изменения отсоса топочных газов и расхода питательной воды.

При автоматическом регулировании  параметров, определяющих процессы сжигания топлива и производства теплоносителя, в качестве объекта регулирования принимается котлоагре- гат.

     Основной  задачей системы автоматического  регулирования является обеспечение котла топливом, воздухом и водой с таким условием, чтобы его паропроизводительность в каждый момент соответствовала отбору пара потребителями.

При этом качестве выдава — ёмкого котлом пара (т.е. его давление и температура) должна быть определенным и постоянным, а процесс сжигания топлива должен осуществляется наиболее экономично.

 

1.9.Общие принципы построения  системы “Кристалл”

Для автоматического регулирования  паровых котлов применяют исключительно  типовые промышленные системы регулирования. Так, до недавнего времени в котельных, оборудованных паровыми

котлами малой мощности, для автоматического регулирования  процесса горения использовалась электрогидравлическая система типа АГКММ (автоматика горения котлов малой мощности), серийно выпускавшаяся Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА). Наряду с простотой и невысокой стоимостью эта система имела ряд конструктивно-эксплуатационных недостатков. Кроме того, существенным недостатком системы АГКММ являлась невозможность её применения в системах автоматического регулирования других теплотехнических параметров котельных установок, как, например, уровня воды в барабане котла, температуры прямой сетевой воды на выходе из бойлера, давления в деаэраторе давления и температуры редукционного пара и т.д.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата