Слесарь по контрольно-измерительным

Слесарь по контрольно-измерительным

Приборам и автоматике

Основные термины и понятия

Термодинамика – наука о закономерностях превращения энергии.

Термодинамическая система – совокупность материальных тел, взаимодействующих как между собой, так и с окружающей средой.

Окружающая или внешняя среда – все материальные тела, находящиеся за пределами границ термодинамической системы.

Параметры состояния – условия, при которых рассматриваются состояния вещества. Наиболее распространенными параметрами состояния являются абсолютная температура, абсолютное давление и удельный объем.

Термодинамический процесс – совокупность изменяющихся состояний термодинамической системы при изменении хотя бы одного из параметров.

Теплопроводность – процесс переноса тепла от более нагретых тел к менее нагретым при их соприкосновении.

Теплоемкость – способность тела (материи) поглощать определенное количество тепла при нагревании и отдавать его при охлаждении.

Энтальпия (теплосодержание) – от греческого слова нагревать, определяет энергетическую ценность тела, материи.

 Для измерения тепловых величин применяют внесистемные единицы, за основу которых взята калория (кал) или килокалория (ккал). Килокалория (ккал) равна количеству тепла, которое необходимо передать 1 кг воды при атмосферном давлении для повышения его температуры на 1°С. 1 ккал =4,18 х 10³Дж.

Разновидностью закона сохранения энергии является первый закон термодинамики: теплота и работа при определенных условиях могут преобразовываться друг в друга в эквивалентных количествах.

Можно и так: энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит из одного вида в другой в различных физических и химических процессах.

Другими словами, за счет некоторого количества тепла можно совершить эквивалентную работу, т.е.

где Q – количество теплоты, ккал;

A – совершаемая работа, кгс/м;

L – тепловой эквивалент работы, полученный опытным путем и равный 1/427ккал/кгс/м

Если первый Закон термодинамики характеризует процессы превращения энергии с количественной стороны, (то есть устанавливает количественное соотношение между теплом и работой при их взаимном превращении), то второй Закон термодинамики характеризует качественную сторону этих процессов (то есть определяет условия при которых происходят эти превращения).

Согласно второму Закону термодинамики невозможно превратить в работу все тепло, подведенное к рабочему телу.

Часть тепла необходимо отдать другому телу с более низкой температурой, то есть холодному источнику (конденсатору турбины, окружающей среде, в которую выбрасываются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания или уходящие газы с котлов).

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ФИЗИКИ, ХИМИИ, ТЕПЛОТЕХНИКИ.

Физические и химические изменения тел.

Физические теля могут претерпевать различные изменения. Если у тела изменяются форма или физическое состояние, но не происходит образование новых веществ, то это физическое изменение. Например: При кипении в котле вода превращается в пар, а при охлаждения из пара снова образуется вода. При таянии льда образуется вода, а при замерзании воды - лед. В этих примерах новых веществ не образуется.

Если изменение вещества происходит с образованием других веществ, то это химическое изменение или химическая реакция. Например: при сжигании любого топлива, (уголь, мазут, газ) в котлах образуются газообразные продукты сгорания (дымовые газы). Химические реакции в котле

Физическое состояние тел

Различают три физических состояния тел: твердое, жидкое и газообразное. Эти состояния тел зависят от сил притяжения между молекулами тела, от расстояния между молекулами и от подвижности молекул.

В котельной практике применяют материалы и вещества, находящиеся в трех состояниях. Например: Оборудование котельных изготовляют и монтируют из твердых тел (металлы и сплавы, кирпич и т.д.). В котлах нагревают воду - жидкое тело, вода превращается в пар - газообразное

тело. В качестве топлива используют уголь - твердое тело, мазут - жидкое тело и природный газ.

 Твердые тела имеют большую силу притяжения между молекулами, малое расстояние между молекулами и малую подвижность молекул. Твердые тела имеют форму и сохраняют свой объем. Для сжатия или разделения твёрдого тела надо приложить определенную силу.

В жидких телах сила притяжения между молекулами значительно меньше, чем у твердых тел, а расстояние между молекулами и их подвижность значительно больше, чем у твердых тел.

Из-за этого жидкости не имеют определенной формы, а принимают форму того сосуда, в котором находятся. Это свойство жидкости используется при контроле за уровнем воды в паровом котле. Если соединить паровой котел с водомерным стеклом, то уровень воды в водомерном стекле будет равен уровню воды в котле. Это принцип сообщающихся сосудов.

Жидкости практически не сжимаются, а объем ее измеряется объемом сосуда (котла), в котором она находится. В газообразных телах (воздух, пар, горючие и дымовые газы) сила притяжения между молекулами очень мала, а расстояние между молекулами и их подвижность очень велики. Поэтому газы имеют большую текучесть, быстро распространяются в пространстве, т.е, летучи. Они не имеют определенного объема и формы, а принимают объем и форму сосуда, в котором находятся. Газы легко сжимаются.

При изменении температуры тела или давления возможен переход тела из одного состояния в другое. Например, металл при нагревании плавится, газ пропан при повышении давления переходит в жидкое состояние. Если воду охладить ниже 0°С, то она превратившись в лёд, разорвет стенки сосуда, в котором находится. Поэтому из неработающих трубопроводов при низких температурах воздуха сливают воду.

Атмосферное давление

Атмосферным называется давление воздуха (атмосферы) на Землю и на все предметы, находящиеся на ней (в т.ч. на наружные стенки котлов и трубопроводов). Это давление также называется барометрическим, так как оно измеряется барометрами. Обозначается Р_бар.

На уровне моря при температуре 0°С на каждый см² любого тела действует атмосферное давление Р_бар = 1,033 кгс/см². Такое давление принято называть физической атмосферой (атм.). Это давление равно давлению, которое может создать столб воды сечением 1 см² и высотой

10 м33 см = 10330 мм. водяного столба (мм. вод. ст.)

На практике атмосферное давление измеряют в мм ртутного столба. Так как ртуть тяжелее воды в 13,6 раза, то давление столба воды сечением I см²и высотой 10330 мм равно давлению столба ртути сечением 1см² и высотой 10330мм. вод.ст : 13,6 = 760 мм.рт.ст

 Такое давление при температуре наружного воздуха называют нормальным атмосферным давлением или физической атмосферой (атм)

1атм = 1,033кгс/см² =760 мм.рт.ст-101300 Па~1013 кПа~0,1МПа;

1мм. рт. ст=133 Па; 1мм. вод.ст. = 10 Па.

Температура тел.

Температура тела характеризует степень нагрева тела и зависит от скорости движения молекул. Температура тела увеличивается при получении тепла и уменьшается при отдаче тепла. Единицей измерения температуры является градус.

В системе СИ применяется термодинамическая шкала с началом отсчета от абсолютного нуля. По этой шкале температура измеряется в градусах Кельвина (°К). Абсолютный нуль характеризуется полным отсутствием движения молекул и равен 273°К.

В котельной практике применяют практическую стоградусную шкалу. По этой шкале температура измеряется в градусах Цельсия (°С).

Эта шкала имеет 2 постоянные точки:

а) плавления льда - принимается за 0°С

б) кипения воды при давлении 760 мм. рт. ст. - принимается за 100° С.

Температура в термодинамической шкале обозначается Т, а в практической шкале - t .

Эти температуры связаны между собой соотношением:

T = t +273,15 K; T = T – 273,15° C.

Плотность тел.

Плотность вещества - это величина, равная отношению массы тела к единице объема. Обозначается буквой р (ро). Измеряется в кг/м³

Различные вещества имеют различную плотность. Плотность зависит от давления, температуры. Чем больше давление, тем больше плотность и чем выше температура, тем меньше плотность

Например: плотность стали - 7900 кг/м³, алюминия - 2700 кг/м³, угля - 1200-1500 кг/м³, воды -1000 кг/ м³, мазута около 950кг/ м³, воздуха -1,29 кг/м³, водяного пара - 0,8 кг/м³,

метана - 0,72 кг/м³.Относительной плотность пара или газа называется величина отношения плотности газа к плотности воздуха. Обозначается буквой Р_о, Р_о- безразмерная величина                        

Р_о= Р_газа / Р_{воздуха}

Если Р_о> 1, то газ тяжелее воздуха и при утечках из газопроводов будет опускаться

вниз (пропан - бутан), если Р_о. < 1, то газ легче воздуха и будет при утечках подниматься вверх, (природный газ и т.д.).

Электростатика.

Электрическое поле. Тела с избытком заряженных частиц электронов или с их недостатком называются заряженными частицами. При избытке электронов в теле тела приобретают отрицательный заряд, а при недостатке электронов –положительный заряд. Заряженные тела особым образом действуют на окружающую их среду. Это распространяющееся от заряженных тел действие называется электрическим полем. Кроме того заряженные тела оказывают воздействие друг на друга. Известно что одинаково заряженные тела отталкиваются друг от друга, а разноименно заряженные притягиваются. Это взаимодействие названо по имени ученого физика - Закон Кулона, который изучал это явление. Закон Кулона гласит: сила взаимодействия двух заряженных прямо пропорциональна произведению зарядов на этих телах и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Т.е. чем сильнее заряды тем сильней они взаимодействуют, но сила этого взаимодействия резко убывает (по квадратной характеристике) с увеличением расстояния. Кроме того сила взаимодействия зависит от среды в которой находятся заряды, а именно электрической проницаемостью среды (вещества).

Из закона кулона следует, что заряд распространяет в окружающую среду электрическое поле и оказывает силу на такие же заряды. Электрическое поле характеризуется его напряженностью. Напряженность поля –сила действующая на заряд в 1кл (один кулон) расположенный в рассматриваемой точке поля. Сила, а соответственно напряженность поля резко падает с удалением от заряда.

Проводники, диэлектрики, полупроводники. Все вещества по электрическим свойствам разделяются на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники имеют свободные электрические заряды (электроны) При приложении к проводникам электрического поля электроны в них приходят в движение. Т.е. электрическое поле создает ток в проводниках. Диэлектрики не имеют свободных электронов и поэтому по иному ведут себя в электрическом поле. Электроны в диэлектриках жестко связаны с ядрами молекул вещества, но под действием поля электроны смещаются в молекулах в сторону заряда, происходит поляризация диэлектрика. При увеличении напряженности поля до некоторого предела ядра молекул не могут удерживать электроны и происходит электрический пробой диэлектрика. При этом диэлектрик ведет себя как проводник.

Полупроводники имеют особые свойства, отличные от проводников и диэлектриков. Полупроводники при определенных условиях могут как проводить электрический ток так и не проводить. Эти особые свойства полупроводников используются в полупроводниковых приборах.

Потенциал. Разность потенциалов. В случае, если тело заряжено положительно имеет недостаток электронов, то говорят оно имеет положительный потенциал. Если тело имеет избыток электронов, заряжено отрицательно и имеет отрицательный потенциал. Оценивается в Вольтах (в). Потенциал различных точек обычно сравнивают с потенциалом земли, который принято считать равным 0в. Если тела имеют различные по величине заряды, говорят о разности потенциалов. Соединив такие тела проводником, получим электрический ток. Под действием электрического поля ток будет течь от тела с большим зарядом к телу с меньшим зарядом.

Электрическая емкость. Конденсаторы. Схемы соединения конденсаторов. Электрическая емкость характеризует способность устройства состоящего из двух проводников разделенных диэлектриком накапливать электрические заряды. Прибор состоящий из двух пластин разделенных диэлектриком называется конденсатор. Конденсатор предназначен для накопления электрического заряда. Емкость конденсатора –количество заряда, который способен накопить конденсатор оценивается в Фарадах и зависит от площади пластин, расстояния между платинами и электрической проницаемости среды между пластинами. Чем больше площадь пластин, чем меньше расстояние между ними и выше электрическая проницаемость, тем больший заряд способен накопить конденсатор.

Конденсаторы могут соединяться последовательно и параллельно. От схемы соединения будет зависеть общая емкость конденсаторов. При параллельном соединении конденсаторов емкость каждого суммируется:

При последовательном соединении общая емкость всех конденсаторов определяется по формуле:

Конденсаторы применяются для сглаживания пиковых токов в цепях и источниках питания, для разделения переменной и постоянной составляющей токов, для отсеивания помех и шумов в электрических цепях, в качестве времязадающих элементов в реле выдержки времени. Современные электролитические конденсаторы и ионисторы (конденсаторы большой емкости) могут применяться в различных приборах для питания микросхем запоминающих устройств при временном отсутствии внешнего питания.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. При параллельном соединении конденсаторов их общая емкость складывается из емкостей отдельных конденсаторов. При последовательном соединении их общая емкость уменьшается. На практике применяется как последовательное и параллельное соединение так и комбинированное.

Необходимо помнить, что действие электрических полей оказывает негативное влияние на работу приборов. При работе с высокочувствительными устройствами принимают меры препятствующие накапливанию статических зарядов могущих повредить прибор (работают в специальных заземленных костюмах, заземляют жало паяльника) Длинные рядом расположенные высоковольтные провода образуют емкость и способны накапливать электрический заряд, который может быть травмоопасен. Для снятия электростатического заряда необходимо применять заземление.

Например: при работе на высоковольтной установке после отключения внешнего питания согласно правилам необходимо проверить напряжение попарно на каждой из фаз и между фазой и нулем. После чего для снятия возможного статического электричества необходимо замкнуть три фазы между собой, а затем заземлить.

Переменный ток. Основные понятия.

Простейший генератор переменного тока. Представляет собой проводник вращающийся в постоянном магнитном поле. Проводник пересекает линии магнитного поля и в нем индуктируется напряжение. Величина этого напряжения зависит от силы магнитного поля, скорости движения проводника в этом поле, длины проводника, а так же угла, под которым проводник пересекает линии магнитного поля.

Так как проводник вращаясь постоянно меняет угол под которым он пересекает линии магнитного поля, то ток в нем будет изменяться согласно синусоидальному закону. Это означает, что ток будет менять свое направление и значение. Промежутки времени через которые значения переменного тока повторяются называются периодом Т. Количество периодов за единицу времени называется частотой переменного тока n. По стандарту принята частота переменного тока в сети равна 50 герц. Это означает, что за 1 сек. ток меняет свое значение 50 раз, совершая при этом 50 полных периодов.

Переменный ток постоянно меняет свое значение и в каждый момент времени (мгновение) имеет мгновенное значение. Это значение с течением периода изменяется от минимума к максимальному значению (амплитудному) и обратно. Действия тока не определяют ни амплитудным, ни мгновенным значением. Для оценки действия, производимого переменным током, его сравнивают с действиями теплового эффекта постоянного тока. Для синусоидального переменного тока и напряжения, действующие значения меньше максимальных в  раз. Электроизмерительные приборы показывают действующие значения тока или напряжения.

Активное и реактивное сопротивление переменному току. Так же как и постоянному току проводники оказывают переменному току электрическое сопротивление, называемое активным сопротивлением. Для переменного тока так же как и для постоянного справедлив законно Ома.

В цепи может присутствовать емкость и индуктивность, которые оказывают переменному току реактивное сопротивление, а в цепи с постоянным током реактивное сопротивление отсутствует. Следовательно для расчета электрической цепи с переменным током с помощью закона Ома необходимо учитывать как активное, так и реактивное: (емкостное и индуктивное) сопротивление.

Емкостью обладают конденсаторы включенные в цепь, а кроме того сама цепь может обладать собственной емкостью (фарад). Эта емкость оказывает сопротивление току называемое емкостным сопротивлением Х_С. Емкостное сопротивление зависит от величины емкости С, а так же от частоты тока n. Чем больше емкость и частота тока, тем меньше сопротивление.

       Индуктивностью обладает любая катушка включенная в цепь, будь то катушка реле или обмотка электродвигателя, оказывает сопротивление электрическому току, но в отличие от емкостного сопротивления при повышении частоты и индуктивности индуктивное сопротивление Х_L увеличивается.

Как было бы логично предположить, для получения общего реактивного сопротивления необходимо сложить индуктивное и емкостное сопротивление, однако индуктивное и емкостное сопротивления оказывают противоположные влияния на ток (напряжения на катушке и на конденсаторе всегда действуют навстречу друг другу). Поэтому формула расчета реактивного сопротивления выглядит так:

Необходимо отметить, что на преодоление активного сопротивления током тратится энергия которая переходит в тепло и теряется безвозвратно, на преодоление же реактивного сопротивления энергия не тратится, а циркулирует переходя из одного вида в другой. На самом деле ток не может течь через конденсатор, поскольку между обкладками есть разрыв. Переменный ток только перезаряжает конденсатор. При заряде конденсатор оказывает сопротивление току, но при разряде он отдает энергию в цепь. Индуктивность оказывает сопротивление нарастающему току поскольку создается магнитное поле препятствующее его прохождению. При падении напряжения индуктивность будет поддерживать ток за счет ЭДС самоиндукции. Другой особенностью цепи переменного тока содержащего емкость и индуктивность является несовпадение фаз напряжения и тока. Ток отстает от напряжения. Это отставание характеризуется коэффициентом смещения фаз φ.

Корпус

Статор

Ротор

Контактные кольца

Щеточный механизм

Регулирование частоты вращения асинхронных машин осуществляется введением в цепь ротора реостата, изменением количества полюсов обмотки статора, изменением частоты тока в статоре.

Введение реостата в цепь ротора эффективный и дешевый способ, но неэкономичный т.к в реостате происходит значительная потеря энергии.

Изменение количества полюсов трудоемкий процесс требующий внесения изменения в конструкцию двигателя и позволяет менять скорость вращения только ступенчато.

Изменения частоты питающего напряжения производится с помощью полупроводниковых частотных преобразователей. Позволяет плавно менять частоту вращения двигателей в широких пределах с сохранением жестких механических характеристик двигателя.

Основным достоинством синхронных двигателей является их высокий коэффициент мощности cosф.
Синхронный двигатель, у которого коэффициент мощности больше 1, потребляющий опережающий ток из сети, компенсирует реактивную мощность других индуктивных приемников энергии, включенных в эту сеть. Магнитное поле в машине создается постоянным током, протекающим по обмотке возбуждения. Обмотки возбуждения получают питание из сети переменного тока через полупроводниковые выпрямители. Роторы выполняют с полюсами равномерно расположенными по окружности ротора. Полюс состоит из сердечника, полюсного наконечника и обмотки возбуждения, помещенный на сердечнике полюса. При вращении поле статора увлекает за собой полюса ротора, так что магнитные поля статора и ротора вращаются синхронно.
Пуск в ход синхронного двигателя непосредственным включением его в сеть невозможен, так как результирующий вращающий момент за один оборот поля статора относительно неподвижного ротора равен нулю. Поэтому для пуска в ход двигателя необходимо предварительно увеличить число оборотов ротора до синхронной скорости или близкой к ней, это достигается путем асинхронного пуска. Асинхронный пуск синхронного двигателя заключается в следующем. В полюсах наконечника ротора синхронного двигателя укладывается пусковая обмотка, выполненная в виде беличьего колеса, подобно короткозамкнутой обмотке ротора асинхронной машины. Обмотка статора двигателя включается в трехфазную сеть и пуск его производится так же, как пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. После того, как двигатель разовьет скорость, близкую к синхронной (95%), обмотка возбуждения включается в сеть постоянного тока и двигатель входит в синхронизм, то есть скорость ротора увеличивается до синхронной.
При пуске в ход двигателя обмотка возбуждения замыкается на сопротивление примерно в 10-12 раз больше, чем сопротивление самой обмотки. Нельзя обмотку возбуждения при пуске в ход оставить разомкнутой или замкнуть накоротко. Если при пуске в ход обмотка возбуждения окажется разомкнутой, то в ней будет индуктироваться очень большая ЭДС, опасная как для изоляции обмотки, так и для обслуживающего персонала. Повышение ЭДС объясняется тем, что при пуске в ход поле статора вращается с большой скоростью относительно неподвижного ротора и с такой же скоростью пересекает проводники обмотки возбуждения, имеющей много витков. Основным недостатком синхронных двигателей является потребность в отдельном источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения.

       Трансформаторы. Устройство и назначение трансформатора.

Трансформа́тор (преобразовывать) — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток. Трансформатор предназначен для преобразования переменного тока посредством электромагнитной индукции.

Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных на магнитопровод- (сердечник) из магнитопроводящего материала. Различают броневые и стержневые трансформаторы. Броневые – заключают обмотку внутри себя. Стержневые заключают магнитопровод внутри обмотки. При подаче переменного тока на одну из обмоток трансформатора во второй возникнет аналогичный переменный ток такой же частоты. Напряжение и ток во вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации К. Коэффициент трансформации наиважнейшая характеристика трансформатора.

Где: N₁ и N₂ количество витков первичной и вторичной обмотки соответственно.

Повышающие и понижающие трансформаторы применяют для повышения напряжения тока с целью передачи его по проводам ЛЭП на значительные расстояния и последующего понижения напряжения для питания потребителей.

Трансформатор является неотъемлемой частью блоков питания. В блоках питания трансформатор преобразует высокое напряжение сети до требуемого напряжения, которым питаются потребители.

Устройство машин постоянного тока.Электрические машины постоянного тока предназначены для преобразования механической энергии в электрическую - это генераторы, а электрическую в механическую - двигатели. Электромашины постоянного тока применяются там, где требуется широкое регулирование скорости. Машина имеет неподвижную и вращающуюся части. Неподвижная часть является индуктирующей, т.е. создающей магнитное поле, а вращающаяся – индуктируемой.

Неподвижная часть машины состоит из полюсов и станины. Полюс представляет собой электромагнит, создающий магнитное поле. Полюса крепятся на станине болтами. Обмотка полюса намотана из изолированного медного провода. Обмотки всех полюсов соединяются последовательно. На станине кроме полюсов крепятся щиты с подшипниками, удерживающие вал машины. Вращающаяся часть машины (якорь) состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. Эти листы изолированы друг от друга лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. Обмотка якоря выполняется из медного изолированного провода или медных стержней, и укладываются в пазы якоря. Все секции обмотки соединяются между собой последовательно, образуя замкнутую цепь и подключаются к коллекторным пластинам. Для подачи тока в обмотку якоря используются щетки. Через щетки и пластины коллектора ток пойдет через одну и секций обмотки якоря. Обмотка притянется под действием магнитного поля к одному из полюсов индуктора повернув якорь на некоторый угол. Повернувшись якорь подставит щеткам другие пластины коллектора и ток пойдет уже по другой секции обмотки. Процесс повторится. Так якорь будет вращаться. Если же наоборот вращать якорь, то в секциях обмотки якоря будет индуцироваться ток. Такая машина будет называться генератором.

 

Электрические схемы.

Электрической схемой называется графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов, и показывающее соединения этих элементов.
В зависимости от назначения применяется 4 вида схем:

1. Структурная схема - определяет основные функциональные части прибора или установки, назначение и взаимосвязи функциональных частей. Этой схемой пользуются в эксплуатации для общего ознакомления с прибором или электроустановкой.

2. Функциональная схема - разъясняет процессы в отдельных функциональных цепях прибора или установки. Ею пользуются при изучении принципа работы, а так же при наладке и ремонте.

3. Принципиальная схема - определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о работе прибора или установки. Эта схема служит основой для разработки схем соединений и подключений, так называемой монтажной схемы.

4. Монтажная схема или схема соединений и подключений показывает соединения составных частей прибора или установки и определяет провода, жгуты и кабели, которыми осуществляются эти соединения. Она также показывает внешние подключения и используется при монтаже, наладке, ремонте и эксплуатации.

Принципиальные схемы выполняют совмещенными и разнесенными. При совмещенном способе составные части элементов изображают на схеме вблизи друг от друга.
При разнесенном способе элементы располагают в разных местах схемы или на разных листах таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены более наглядно. На принципиальных схемах для изображения отдельных элементов применяют условные графические обозначения, которые для облегчения их запоминания содержат наиболее характерные особенности этих элементов. Условные графические изображения стандартизированы. Контакты всех аппаратов изображаются в нормальном положении, то есть в таком, когда на аппарат не производится внешних воздействий, для электромагнитного аппарата - подача питания на его катушку, для кнопки с пружиной - нажатие ее и так далее. В соответствии с этим все контакты разделяются на нормально открытые (н.о) или замыкающие (з) и нормально закрытые (н.з) или размыкающие (р). Каждый аппарат в схеме должен иметь условное, только ему присущее, буквенно-цифровое обозначение.

Для полного понимания происходящих в цепи процессов необходимо уметь правильно читать электрические схемы. Для этого необходимо знать условные обозначения. С 1986 года вступил в силу стандарт, который во многом убрал разночтения в обозначениях, имеющиеся между европейскими и российскими ГОСТами.

В электрических схемах встречаются два вида обозначений: графические и буквенные.
Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов представлены в таблице:

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Диод
Стабилитрон
Тиристор
Фотодиод
Светодиод
Фоторезистор
Солнечный фотоэлемент
Транзистор
Конденсатор
Дроссель
Сопротивление

Электрические машины постоянного тока

Асинхронные трехфазные электрические машины переменного тока –

В зависимости от буквенного обозначения эти машины будут, либо генератором, либо двигателем.
При маркировке электрических цепей соблюдают следующие требования:

Участки цепи, разделенные контактами аппаратов, обмотками реле, приборов, машин и другими элементами, маркируют по-разному.

Участки цепи, проходящие через разъемные, разборные или неразборные контактные соединения, маркируют одинаково.

В трехфазных цепях переменного тока фазы маркируют: «А», «В», «С», в двухфазных – «А», «В»; «В», «С»; «С», «А», а в однофазных – «А»; «В»; «С». Ноль обозначают буквой – «О».

Участки цепей положительной полярности маркируют нечетными числами, а отрицательной полярности – четными.

Рядом с условным обозначением силового оборудования на чертежах планов дробью указывают номер оборудования по плану (в числителе) и его мощность (в знаменателе), а у светильников – мощность (в числителе) и высоту установки в метрах (в знаменателе).

Требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» к манометрам

1. На каждом паровом котле должен быть установлен манометр, показы­вающий давление пара.

На паровых котлах паропроизводительностыо более 10 т/ч и водогрей­ных котлах теплопроизводительностью более 21 ГДж/ч (5 Гкал/ч) обяза­тельна установка регистрирующего манометра.

Манометр должен быть установлен на барабане котла, а при наличии у кот­ла пароперегревателя — и за пароперегревателем, до главной задвижки.

На прямоточных котлах манометр должен быть установлен за пароперег­ревателем, перед запорным органом.

Установка манометра на жаротрубных котлах и котлов вертикального типа не обязательна.

2. У каждого парового котла должен быть установлен манометр на пита­тельной линии перед органом, регулирующим питание котла водой.

Если в котельной будет установлено несколько котлов паропроизводитель­ностыо менее 2,5 т/ч каждый, допускается установка одного манометра на общей Питательной линии.

3. При использовании водопроводной сети взамен второго питательного насоса в непосредственной близости от котла на этой водопроводной сети должен быть установлен манометр.

4. На отключаемом по воде экономайзере манометры должны быть уста­новлены на входе воды, до запорного органа и предохранительного клапана и на выходе воды — до запорного органа и предохранительного клапана.

При наличии манометров на общих питательных линиях до экономайзе­ров установка их на входе воды в каждый экономайзер не обязательна.

5. На водогрейных котлах манометры устанавливаются на входе воды в ко­тел и на выходе нагретой воды из котЛа до запорного органа, на всасывающей и нагнетательной линиях циркуляционных насосов с расположением на одном уровне по высоте, а также на линиях питания котла или подпитки теплосети.

6. Класс точности манометров должен быть не ниже:

• 2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см²);

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

•  1,0 — при рабочем давлении более 14 МПа (140 кгс/см²).

7. Шкала манометра выбирается исходя из условия, что при рабочем давлении стрелка манометра должна находиться в средней трети шкалы.

8. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта на уровне деления, соответствующего рабочему давлению для данного элемента с уче­том добавочного давления от веса столба жидкости.

Взамен красной черты допускается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегаю­щую к стеклу манометра²⁹.

9. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были от­четливо видны обслуживающему персоналу, при этом шкала его должна быть расположена вертикально или с уклоном вперед до 30° для улучшения види­мости показаний.

Номинальный диаметр манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за манометром, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 5 м — не менее 160 мм, на высоте более 5 м—не менее 250 мм. При установке манометра на высоте более 5 м должен быть установлен сни­женный манометр в качестве дублирующего.

10. Перед каждым манометром должен быть установлен трехходовой кран или другое аналогичное устройство для продувки, проверки и отключения ма­нометра; перед манометром, предназначенным для измерения давления пара, кроме того, должна быть сифонная трубка условным диаметром не менее 10 мм.

На котлах с давлением 4 МПа (40 кгс/см²) и выше вместо трехходового крана должны устанавливаться вентили, позволяющие отключать манометр от котла, обеспечивать сообщение его с атмосферой и производить продувку сифонной трубки.

11. Манометры не допускаются к применению в следующих случаях:

• если на манометре отсутствует пломба или клеймо с отметкой о прове­дении поверки;

•  если истек срок поверки манометра;

• если стрелка манометра при его отключении не возвращается к нулевой отметке шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погреш­ности для данного манометра;

• если разбито стекло или имеются другие повреждения манометра, кото­рые могут отразиться на правильности его показаний.

12. Проверка исправности действия манометров должна проводиться в следующие сроки:

• для котлов с рабочим давлением до 1,4 МПа (14 кгс/см²) включительно — не реже одного раза в смену;

• для котлов с рабочим давлением свыше 1,4 МПа (14 кгс/см²) до 4 МПа (40 кгс/см²) включительно — не реже одного раза в сутки (кроме котлов, установленных на тепловых электростанциях);

• для котлов, установленных на тепловых электростанциях, — в соответ­ствии с графиком, утвержденным главным инженером.

О результатах проверки делается запись в сменном журнале.

13. Проверка исправности манометра производится с помощью трехходо­вого крана или заменяющих его запорных вентилей путем установки стрел­ки манометра на нуль.

Кроме указанной проверки администрация обязана не реже 1 раза в б ме­сяцев проводить проверку рабочих манометров контрольным рабочим мано­метром, имеющим одинаковые с проверяемым манометром шкалу и класс точности, с записью результатов в журнал контрольной проверки.

Не реже 1 раза в 12 месяцев манометры должны быть проверены с уста­новкой клейма или пломбы в порядке, предусмотренном Госстандартом России.

4.Приборы для измерения температуры

 

Приборы для измерения температуры классифицируются следующим образом

I. Термометры для измерения температуры контактным методом:

•   термометры расширения, использующие принцип теплового расшире­ния жидкости (жидкостные) или твердого тела (дилатометрические);

•   термопреобразователи сопротивления, использующие изменение элек­трического сопротивления веществ от температуры;

•   термоэлектрические преобразователи (термопары), использующие за­висимость между термоэлектродвижущей силой (термоЭДС), развиваемой термопарой (спаем) из двух различных проводников и разностью темпера­тур спая и свободных концов термометра;

•    манометрические термометры, использующие зависимость между тем­пературой и давлением газа или паров жидкости, а также между температу­рой и объемом жидкости в замкнутой термосистеме.

II. Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом:

•   яркостные пирометры, измеряющие яркость нагретого тела в данной длине волны;

•   радиационные пирометры, измеряющие температуру по тепловому из­лучению накаленного тела во всем спектре длин волн.

 

Диапазон измерения температуры, °С

 

Термометры расширения ……………………………………от-100 до 650

Манометрические термометры……………………………...от-100 до 600

Термометры сопротивления…………………………………от-260 до 1000

Термоэлектрические преобразователи ……………………..от -50 до 2500

Пирометры …………………………………………………...от -300 до 6000

Требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» к приборам для измерения температуры

 

1. У котлов, имеющих пароперегреватель, на каждом паропроводе до глав­ной задвижки должен быть установлен прибор для измерения температуры перегретого пара. У котлов с промежуточным перегревом пара приборы для измерения температуры должны устанавливаться на входе и выходе пара.

2. У котлов с естественной циркуляцией с перегревом пара паропроизво- дительностью более 20 т/ч, прямоточных котлов паропроизводительностью более 1 т/ч, кроме показывающих приборов, должны устанавливаться при­боры с непрерывной регистрацией температуры перегретого пара.

3. На пароперегревателях с несколькими параллельными секциями, по­мимо приборов для измерения температуры пара, устанавливаемых на об­щих паропроводах перегретого пара, должны быть установлены приборы для периодического измерения температуры пара на выходе из каждой сек­ции, а для котлов с температурой пара выше 500 °С — на выходной части змеевиков пароперегревателя, по одной термопаре (датчику) на каждый метр ширины газохода.

Для котлов паропроизводительностью более 400 т/ч приборы для изме­рения температуры пара на выходной части змеевиков пароперегревателей должны быть непрерывного действия с регистрирующими устройствами.

4. При наличии на котле пароохладителя для регулирования температу­ры перегрева пара до пароохладителя и после него должны быть установле­ны приборы для измерения температуры пара.

5. На входе воды в экономайзер и на выходе из него, а также на питатель ных трубопроводах паровых котлов без экономайзеров должны быть уста новлены приборы для измерения температуры питательной воды.

6. Для водогрейных котлов приборы для измерения температуры воды должны быть установлены на входе и выходе воды.

Допустимая температура горячей воды должна быть отмечена на шкале термометра красной чертой.

Для котлов теплопроизводительностью более 1,16 МВт (1 Гкал/ч) прибор для измерения температуры на выходе из котла должен быть регистрирующим.

7. При работе котлов на жидком топливе на топливопроводе в непосред­ственной близости от котла должен быть установлен термометр для измере­ния температуры топлива перед форсунками.

Допускается дистанционный контроль этой температуры с установкой вторичного прибора на щите управления котлом.

8. Для контроля за температурой металла и предупреждения повышения ее сверх допустимых значений при растопках, остановках и маневренных ре­жимах котла должны быть предусмотрены приборы для измерения темпера­туры стенки его элементов: барабанов, трубных решеток и др. Необходимость установки приборов, их количество и размещение должны определяться орга­низацией, проектирующей котел.

Манометрические термометры

Работа манометрического термометра (ГОСТ 8624) основана на прин­ципе изменения давления находящихся в замкнутой системе жидкости или газа при изменении температуры. Пределы измеряемых температур зависят от применяемого рабочего вещества и колеблются от минус 100 до плюс 600 °С.

 

Прибор состоит из термобаллона 1, гибкой капиллярной трубки 2 длиной до 60 м, соединяющей баллон с трубчатой пружиной 3 (рис. 3. 11). Повышение давления при нагреве жидкости передается пружине, которая расширяясь, воз­действует на тягу 4 и поворачивает стрелку показывающего (или перо самопи­шущего) термометра. Термобаллон как датчик устанавливают на контролиру­емом объекте, а его измерительный механизм (прибор) можно устанавливать в щитах и пультах. При пользовании манометрическими термометрами основ­ное внимание необходимо уделять обеспечению сохранности капилляра и плотности его соединения с термоблоком и вторичным прибором. Капилляр крепится к стенкам специальными скобами, а в необходимых случаях про­кладывается в трубе или под металлическим угольником. Следует избегать прокладки капилляра вблизи нагретых поверхностей, приборов отопления и т. п. Проверку манометрических термометров

 

 

.

 

 

Термометры называются газовыми (ТПГ, ТГС), если термосистема запол­нена азотом или аргоном, жидкостными (ТПЖ, ТЖС), если термосистема заполнена кремнийорганической полиметилсилоксановой жидкостью ПМС-5, и конденсационными (паровыми, парожидкостными — ТПП, ТКП, ТСМ), если термосистема заполнена низкокипящими жидкостями (фреоном, хло­ристым метилом, ацетоном), пары которых при измеряемой температуре ча­стично заполняют термобаллон. Шкалы манометрических газовых и жидко­стных термометров равномерные³⁰, у конденсационных — неравномерная (сжата на первой трети).

Для записи температуры применяют термометры манометрические са­мопишущие (рис. 3.12) одно- и двухзаписные газовые ТГС-711 и ТГ2С-711 и жидкостные ТЖС-711 и ТЖ2С-711 (с приводом диаграммы от синхронно­го микродвигателя 220В, 50ГЦ) или ТГС-712, ТГ2С-712, ТЖС-712 и ТЖ2С-712 (с приводом от часового механизма с 8-суточным заводом). Время одного обо­рота диаграммы 12 или 24 ч. Масса приборов однозаписных не более 15, двухзаписных — не более 17 кг. Класс точности 1 и 1,5.

Приборы предназначены для работы при температуре окружающего воз­духа 5-50 °С и относительной влажности до 80%. Диаметр термобаллонагазовых приборов 20, жидкостных — 12 мм, положение его может быть любым, а глубина погружения в контролируемую среду принимается по паспортнымданным. Приборы имеют габаритные размеры 340x280x124 мм

Манометрические электроконтактные термометры (ЭКТ) предназначе­ны для дистанционного измерения и сигнализации температуры нейтраль­ных сред. Они используются также для позиционного регулирования темпе­ратуры в указанных средах и в качестве датчиков отсечных устройств авто­матики безопасности. Эти термометры кроме основных частей, присущи:-; всем манометрическим термометрам (термобаллона, капилляра в обмотке и манометрической пружины, заключенной в корпус термометра), имеют электроконтактное устройство.

Электроконтактное устройство термометров типа ТПГ, ТПП и ТКП со­стоит из двух контактов (минимального и максимального), смонтированных на стрелках. Контакты устанавливаются на любое значение температурь: в пределах шкалы термометра и замыкаются подвижной стрелкой при дос­тижении заданной температуры (рис. 3.13).

Из манометрических термометров с электроконтактным выходом выпу­скаются:

• ТПГ-СК в пяти модификациях с пределами измерений от -50 до 400 °С и длиной капилляра 1,6-25 м;

• ТПП-СК в четырех модификациях с пределами измерений от -25 до 200 °С с длиной капилляра 1,6-16 м;

• ТКП-60СГ в четырех модификациях с пределами измерений от -25 дс 250 °С с длиной капилляра 1,6-6 м и одним контактом;

• ТПП4-Ш и ТПП4-1У (с взрывозащищенным сигнальным устройством) каждый в семи модификациях с пределами измерений от -10 до 300 °С и дли­ной капилляра 1,6-16 м;

• ТСМ-100 и ТСМ-200 с чувствительным элементом в виде многовитко- вой трубчатой пружины. Пределы измерений: ТСМ-100 — 0+400 °С, ТСМ-200 — 100-200 °С. Длина капилляра 1-16 м.

 

 

Контактная система ТСМ и ТПГ-СК состоит из минимального и макси­мального контактов, последовательно замыкающихся при повышении тем­пературы, причем минимальный контакт остается замкнутым до конца шка­лы; контакты имеют один общий провод.

Приборы ТПП4ТП и ТПП4-1У имеют расположенные в корпусе проме­жуточные реле (ТПП4-Ш) и блок-реле (ТПП-IV) с выводами на штепсель­ный разъем (ТПП-Ш) или на зажимы (ТПП-IV), к которым подсоединяют­ся цепи сигнализации и питание от сети 220В, 50Гц.

Показывающие приборы ТПГ4 и ТПЖ4 без дополнительных устройств предназначены для дистанционного измерения температуры в стационарных производственных условиях.

Пирометры

В котельной технике при наладочных работах или при теплотехнических испытаниях применяют оптические пирометры (ОППИР). Наибольшее рас­пространение получили оптические пирометры (визуальные с нитью пере­менного накала).

Принцип действия прибора основан на сравнении яркости тела с ярко­стью нити пирометрической лампы. При этом в качестве чувствительного элемента для фиксирования равновесия яркости двух одновременно рассмат­риваемых изображений тел служит человеческий глаз. Вследствие этого из­мерения температуры пирометром с нитью отличаются известной субъективностью, что следует иметь в виду при их применении. Диапазон измеряемых им температур от 700 до 8000 °С в видимой области спектра.

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ

 

Автоматизацией называется управление и контроль технологического процесса без непосредственного участия производственного персонала. Ав­томатизация может быть частичная и полная (комплексная). При частичной автоматизации автоматизируются отдельные участки производства и узлы оборудования; при комплексной — автоматизируется весь технологический цикл или процесс, все технологическое оборудование.

В понятие автоматизации включают: автоматическую технологическую сигнализацию отклонений рабочих параметров; автоматическую защиту и блокировку; дистанционное управление и контроль; автоматическое уп­равление и регулирование.

Автоматические системы регулирования подразделяются на два вида: зам­кнутые и разомкнутые.

В замкнутых автоматических системах регулирования существует зам­кнутая связь между объектом и регулятором как по прямому, так и по обрат­ному воздействию (например, автоматическое поддержание температуры объекта). В разомкнутых автоматических системах между объектом и регуля­тором существует только прямая связь (рис. 4.1).

 

Рис. 4.1. Структура автоматической системы регулирования:

а — разомкнутая система:

АР — автоматический регулятор;

О — объект; Х₁ — входное воз­действие;

Х₂~ внутреннее воздействие;

Х₃ — выходное воздействие;

б — замкнутаясистема: — входное воздействие; Х₂ — управляющее воздействие; Х₃ — внутреннее воздействие;

Х₄ — выходная величина;

В — структурная схема:

ИУ — измерительное устройство;

 АК — автоматический клапан;

ОС — орган сравнения (сумматор)

 

Автоматическая система или автоматический регулятор служат для под­держания контролируемой величины на заданном значении. Поэтому регу­лятор должен выполнять следующие функции:

•  измерять контролируемую величину;

•  сравнивать значение измеренной величины с заданным значением (за­данием), определять их рассогласование;

•  осуществлять регулирование процесса при получении сигнала рассог­ласования.

В систему регулирования входят следующие основные элементы:

Чувствительный элемент, являясь измерительным органом, предназнача­ется для измерения фактического значения регулируемой величины и пре­образования этой величины в сигнал управления;

Задатчик представляет собой устройство, с помощью которого задается требуемое значение регулируемой величины в системе регулирования;

Орган сравнения (сумматор) позволяет сравнить фактическое и заданное значения регулируемой величины;

Усилитель предназначается для усиления сигнала рассогласования орга­на сравнения;

Исполнительный элемент (механизм) является устройством, с помощью которого регулятор оказывает свое воздействие на регулируемый процесс для поддержания заданного значения контролируемой величины;

Управляющее воздействие представляет собой сигнал определенной величи­ны, сформированный регулятором для управления ре1улируемым объектом;

Сигнал обратной связи представляет воздействие регулируемого объекта на сам регулятор.

Каждый автоматический регулятор имеет порог чувствительности. Он характеризуется минимальным изменением значения контролируемого па­раметра, при котором происходит включение регулятора с целью поддержа­ния заданного значения этого параметра.

Вследствие инерционности звеньев регулятора и исполнительного меха­низма регулятору присуща такая характеристика, как инерционность; она проявляется в отставании времени начала перемещения регулирующего орга­на (исполнительного механизма) по отношению ко времени отклонения кон­тролируемого параметра от заданного значения. Поэтому инерционность систем автоматического регулирования (САР) ухудшает качество регулирова­ния технологического процесса.

Транспортное запаздывание в САР связано с временем распространения сигнала — транспортировки газов, жидкостей от места отбора до регулятора.

Поэтому такие характеристики САР, как инерционность и транспортное запаздывание, обязательно учитываются при определении устойчивости и ка­чества регулирования.

Объект, в котором поддерживается процесс автоматического управления (регулирования), называется объектом автоматического управления.

Автоматическим регулированием называется автоматическое поддержа­ние требуемых значений параметров объекта, осуществляемое методом из­мерения состояния объекта и воздействия на него регулирующего органа.

Изменения внешних и внутренних факторов, вызывающих отклонение ре­гулируемого параметра от заданного значения и нарушающие состояние рав­новесия объекта, называются возмущающим воздействием или возмущением.

Для нового равновесия САР автоматический регулятор должен отрабо­тать регулирующее воздействие, которое прикладывается к объекту.

Кроме того, по виду зависимости между значением регулируемого пара­метра и значением внешнего воздействия (возмущения) на объект регули­рования различают статическое и астатическое регулирование.

При статическом регулировании в установившемся режиме существу­ет определенная зависимость между величиной отклонения регулируемого параметра от заданного значения и величиной воздействующего возмуще­ния. В связи с этим в статических САР наблюдается остаточное отклонение регулируемого параметра от его номинального значения.

При астатическом регулировании в установившемся режиме отклоне­ние регулируемого параметра от заданного значения равно нулю.

Вследствие различных воздействий, приводящих к отклонению регули­руемого параметра от заданного значения, автоматическая система может вы­ходить из состояния равновесия.

Устойчивостью САР называется ее способность восстанавливать состо­яние равновесия, из которого она выводится под влиянием воздействий.

Основным показателем качества регулирования в установившемся режи­ме является точность поддержания регулируемого параметра.

В статических системах точность характеризуется величиной отклонения фактического значения регулируемой величины от его заданного значения, т. е. величиной ошибки. Поэтому в статических САР эта ошибка носит на­звание статической ошибки или статизма.

В астатических системах отклонение регулируемого параметра от задан­ного значения равно нулю, следовательно, статической ошибки не существует.

Динамическая ошибка в САР, т. е. максимальное отклонение регулируе­мой величины от заданного значения, характеризует качество регулирова­ния в переходном (неустановившемся) процессе.

В ряде случаев при регулировании по возмущению вместо понятия «ди­намическая ошибка» вводится другой показатель качества регулирования — перерегулирование.

Перерегулирование в САР представляет собой увеличение регулируемой величины от заданного значения при переходном процессе, при скачкооб­разных входных воздействиях.

Одним из основных свойств объектов регулирования является способ­ность объекта сохранять свою устойчивость без непосредственного учас­тия автоматического регулятора. В связи с этим объекты делятся на устой­чивые и неустойчивые.

Объект является устойчивым, если он самостоятельно возвращается в свое первоначальное состояние при отклонении от состояния равновесия под дей­ствием возмущающего воздействия.

Если объект не может самостоятельно вернуться в устойчивое положение в результате возмущающего воздействия, то объект называется неустойчивым.

Существуют два основных типа регулирования: регулирование по возму­щению, регулирование по отклонению регулируемой величины.

При первом типе регулирования из нескольких возмущений, восприни­маемых объектом, выбирается одно основное, которое, воздействуя на авто­матический регулятор, отрабатывает величину управляющего воздействия на исполнительный механизм (клапан, задвижку), достаточную для поддер­жания заданного значения регулируемой величины.

При втором типе регулирования сравнивается фактическое значение регу­лируемого параметра с его заданным значением. Если возникает разность этих значений, то автоматическая система формирует регулирующее воздействие.

Для повышения качества регулирования сложных объектов, как правило, используют комбинированные системы автоматического регулирования, состоящие из двух указанных выше типов регуляторов.

При работе котлов для поддержания заданных параметров возникает не­обходимость изменения расходов топлива, воздуха, питательной воды, пара, что обеспечивается воздействием на соответствующие регулирующие орга­ны—вентили, клапаны, заслонки и т. п. Например, управление работой паро­вого котла сводится к поддержанию заданных значений ряда параметров: давления пара, давления топлива и воздуха перед горелками, разрежения в топ­ке, уровня воды в барабане парового котла.

 

Рис. 4.2. Схема регулирования уровня воды в паровом котле воды

Например, в барабане котла должен поддерживаться баланс между расхо­дом пара и подачей питательной воды. Заданный уровень воды поддержива­ется путем изменения количества поступающей питательной воды с помо­щью регулирующего клапана. Закрытие или открытие регулирующего кла­пана производится электрическим исполнительным механизмом типа МЭО с реверсивным электродвигателем (рис. 4.2). Преобразование изменения уровня воды в электрический сигнал осуществляет датчик ДМ, который под­ключается к паровому и водяному пространству котла через уравнительный сосуд. При изменении уровня воды от датчика ДМ поступает электрический сигнал на электронный регулятор Р типа Р25, в котором величина поступив­шего сигнала сравнивается с заданным сигналом, установленным с помощью задатчика 3д. При рассогласовании сигналов регулятор вырабатывает коман­дный сигнал на включение электродвигателя МЭО, который открывает или закрывает регулятор питания.

 

Структурная схема рассматриваемой САР (рис. 4.3) состоит из объекта регулирования О (паровой котел), датчика Д (первичный преобразователь), регулятора Р с задатчиком 3d, исполнительного механизма ИМ (с электро­двигателем), регулирующего органа РО (регулирующий клапан). Приведен­ная САР является замкнутой — объект регулирования и регулятор взаимо­связаны друг с другом. Электрический сигнал от датчика объекта регулиро­вания поступает на вход регулятора, а сигнал с выхода регулятора является управляющим для исполнительного механизма и регулирующего органа.

В качестве преобразователей неэлектрических величин в электрические (датчиков) системы автоматического регулирования используются контак­тные (релейные) и бесконтактные полупроводниковые приборы. Некоторые типы датчиков уже были рассмотрены в гл. 3.

Для получения сигналов по давлению пара или мазута используются бес­шкальные манометры со встроенным дифференциально-трансформаторным преобразователем типа МЭД, электроконтактные манометры и др. Давление воздуха и продуктов сгорания передается с помощью мембранных тягонапо- ромеров бесконтактного типа (например, тягомер ДТ-2).

В качестве датчиков температуры применяются термометры сопротивле­ния и термоэлектрические приборы (термопары).

 

Рис. 4.3 . Структурная схема САР

 

Исполнительные механизмы бывают электрические (электромагниты, электродвигатели постоянного и переменного тока), гидравлические (пор­шневые и мембранные), тепловые (манометрические, дилатометрические) и др.

В состав элементов автоматической защиты котла входят фоторезисторы (фотоэлементы), различные датчики давления и температуры, сигнализато­ры уровня воды.

В качестве исполнительных механизмов в системах автоматической за­щиты котлов, работающих на газе и мазуте используются электромагнитные (соленоидные) клапаны.

Для обработки сигналов, поступающих от датчиков, используются раз­личные усилители. В настоящее время широко используются усилители типа Р25 и РС29, предназначенные для суммирования поступающих сигналов, усиления сигнала рассогласования, введения сигнала задания, формирова­ния сигнала для управления исполнительными механизмами.

Приборы контроля, автоматического управления и защиты, приборы ава­рийной сигнализации обычно устанавливаются на щитах управления ра­ботой котлов.

Автоматика «Контур»

 

Система автоматического регулирования технологических процессов «Контур» разработана Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА). Система включает в себя автоматику регулирования и автоматику бе­зопасности (защиты). Применяется как на паровых, так и водогрейных кот­лах, работающих на жидком или газообразном топливе. Лицевая панель щита управления котлом (типа Щ-К2) в системе «Контур» показана на рис. 4.4.

Аппаратура щита управления обеспечивает:

1.  Автоматическое регулирование основных параметров работы котла (давления пара, соотношения топливо-воздух, разрежения в топке, уровня воды).

2.  Дистанционный контроль разрежения в топке, давления воздуха за вен­тилятором, температуры дымовых газов за котлом и экономайзером, силы тока электродвигателя дымососа.

3.  Отключение подачи топлива к котлу, световую и звуковую сигнализа­цию при выходе контролируемых параметров за допустимые пределы (дав­ления топлива, воздуха, разрежения в топке, погасание факела, повышение или понижение уровня воды в паровом котле и др.).

Рис. 4.4.Лицевая панель щита управления автоматики (щит Щ-К2): JI 1 — освещение щита;

А — амперметр; 1ТС-6ТС — световые табло с надписями: «Давление пара»; «Давление топлива»; «Давление воздуха»; «Разрежение в топке»; «Уровень воды»; «Факел»;

ЛГ — логометр (температура дымовых газов); НМП — напоромер (давление газа);

ТНМП — тягонапоромер (разрежение в топке); 1Р-4Р — регуляторы топлива, воздуха, разре­жения, уровня; ПК — ключ останова котла; ПФ — переключатель фотодатчиков;

1КУ — ключ дымососа; 2КУ — ключ дутьевого вентилятора; ПБ — переключатель блокировки; ПТ — пере­ключатель топлива; 1-13 — рамки для надписей

4. Дистанционное управление электродвигателями дымососа и вентиля­тора, питательным клапаном, направляющими аппаратами дымососа и вен­тилятора, регулирующей заслонкой на газопроводе и регулирующим клапа­ном на мазутопроводе котла.

5.  Полуавтоматический розжиг котла электрозапальником.

6.  Плановый останов котла.

7.  Аварийный останов котла персоналом со щита управления.

Примечания: 1. Ключ останова котла имеет следующие фиксированные

положения: защита отключена; предварительное включение (розжиг горе­

лок); защита полностью включена.

2. Рукоятка переключателя топлива имеет два фиксированных положе­ния: вертикальное — котел работает на мазуте (под напряжением находится электромагнит клапана ЗСК на мазутопроводе котла); горизонтальное — котел работает на газе (под напряжением находится электромагнит клапана ПКН на газопроводе котла).                              _t

3. Переключатель фотодатчиков имеет два положения: вертикальное — контролируется факел левой горелки; 45° от вертикали против часовой стрел­ки — контролируется факел правой горелки.

4. Переключатель блокировки служит для блокирования и разблокирова­ния вентилятора (в положении «блокировка включена» пуск вентилятора и дымососа возможен только в определенной последовательности: сначала дол­жен быть включен дымосос, а затем вентилятор).

Автоматика регулирования

Автоматика регулирования водогрейного отопительного котла обеспечи­вает: пропорциональное регулирование температуры горячей воды в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха. Автоматика регулирования обеспечивает автоматическую подачу газа или мазута к горелкам котлов в зависимости от температуры прямой воды и ее отноше­ния к температуре наружного воздуха по температурному графику. При изменении температуры наружного воздуха происходит изменение парамет­ров датчиков и к регулятору поступают соответствующие сигналы. В зави­симости от полученного сигнала регулирующий орган регулятора принима­ет новое положение, изменяя количество подаваемого к котлам топлива, что отражается на температуре горячей воды на выходе из котла. Кроме того, автоматика регулирования водогрейного котла может обеспечивать регу­лирование процесса горения и подпитку системы отопления водой.

Автоматика регулирования парового котла предназначена для поддер­жания давления пара в котле постоянным в заданных пределах, поддержа­ния соотношения топливо-воздух на горелках и разрежения в топке (регу­лирование процесса горения) и поддержания уровня воды в барабане (паро­сборнике) котла.

Автоматика регулирования парового котла включает в себя: 1) регулятор давления пара;

2) регулятор соотношения топливо-воздух; 3) регулятор раз­режения; 4) регулятор уровня.

На рис. 4.5. приведена структурная схема автоматики регулирования, а на рис. 4.6 показана система автоматического регулирования «Контур» на при­мере парового котла.

Температурный график, как правило, представляет собой таблицу, в одной графе которой указывается температура наружного воздуха, а в другой — температура воды в подающей магистрали на выходе из котельной. Составляется температурный график по результатам на­ладки тепловой сети.

 

Рис. 4.5.Структурная схема автоматики регулирования: Д — датчик; Р25 — усилитель; ЭИМ — исполнительный механизм ЭИМ (электроисполнительный механизм); РО — регулирующий орган

 

 

Рис. 4.6. Схема системы автоматического регулирования «Контур» парового котла

 

 

Регулятор давления пара (рис. 4.7) включает в себя:

• датчик МЭД (манометр электрический дистанционный);

• усилитель Р25;

• электроисполнительный механизм типа: МЭО (механизм электрический однооборотный);

• регулирующий орган ПРЗ (поворотно-регулирующая заслонка) на га­зопроводе или регулирующий клапан на мазутопроводе котла (см. рис. 4.6).

Рис.4.7. Регулирование давление пара:

1- паровой котел типа ДЕ; 2-датчик давления пара типа МЭД; 3-регулирующий прибор типа Р25; 4-электро исполнительный механизм типа МЭО;5- поворотно регулирующая заслонка на газопроводе(ПРЗ); 6-газомазутная горелка типа ГМ

Рис. 4.8 . Регулирование расхода воздуха, подаваемого на горение, в зависимости от расхода газа

1-камерная диафрагма; 2- датчик типа ДТ-2; 3-котел водогрейный типа КВ-Г;4-регулирующий прибор типа МЭО; 6-направляющий аппарат вентилятора; 7-импульсная трубка; 8- датчик давления воздуха типа ДТ-2; 9- дистанционный указатель положения исполнительного механизма

Регулятор соотношения газ-воздух (рис. 4.8) включает в себя:

•датчик типа ДТ-2 по газу и по воздуху;

•усилитель Р25;

•  исполнительный механизм (МЭО);

•регулирующий орган (направляющий аппарат вентилятора).

•  датчик ДТ-2;

•  усилитель Р25;

•  исполнительный механизм (МЭО);

• регулирующий орган (направляющий аппарат дымососа). Перечисленные регуляторы обеспечивают регулирование процесса горе­ния и составляют автоматику горения.

 Рис. 4.9.Регулирование разрежения в топке: 1 — направляющий аппарат дымососа; 2 — исполнительный механизм типа МЭО; 3 — регули­рующий прибор типа Р25; 4 — датчик по разрежению типа ДТ-2; 5 — паровой котел типа ДЕ;

6 — экономайзер котла

Регулятор уровня (рис. 4.10) включает в себя:

•  уравнительный сосуд;

•  датчик типа ДМ (дифференциальный манометр);

•  усилитель Р25;

•  исполнительный механизм (МЭО);

•  регулирующий клапан на питательной линии.

Рис. 4.10. Регулирование уровня воды в барабане котла: 1 — паровой котел типа ДЕ; 2 — уравнительный сосуд; 3 — датчик уровня типа ДМ; 4 — регули­рующий клапан на линии питания котла водой; 5 — исполнительный механизм типа МЭО;

6 — регулирующий прибор типа Р25; 7 — экономайзер

 

Работа автоматики: регулируемая среда (пар, газ, воздух, разрежение, уровень воды) воздействует на датчик. Здесь изменение параметра среды пре­образуется в электрический сигнал, который поступает на усилитель, где за- датчиком в виде электрического сигнала задано значение данного парамет­ра. Сигналы датчика и задатчика сравниваются, определяется разность, уси­ливается и направляется на исполнительный механизм, который соответ­ственно изменяет положение регулирующего органа.

Приборы регулирующие

Регуляторы Р25 предназначены для применения в схемах автоматического регулирования и управления теплотехническими процессами в котельных ус­тановках малой и средней мощности (рис. 4.8, рис. 4.9, рис. 4.10). Приборы Р25 осуществляют суммирование сигналов, поступающих от датчиков, формируют на выходе электрические импульсы постоянного или переменного тока для уп­равления исполнительным механизмом. Кроме этого, с помощью Р25 возмож­но осуществлять ручное управление исполнительным механизмом и индика­цию положения (степени открытия) исполнительного механизма, а также ин­дикацию отклонения регулируемого параметра от заданного значения.

На лицевой панели приборов Р25 располагаются: переключатель управ­ления «А»-«Р» (ручное дистанционное — автоматическое); переключатель «больше»-«меньше» (при ручном управлении); индикатор положения ра­бочего органа; задатчик.

Для проверки работоспособности автоматики регулирования с помощью Р25 на щите автоматики котла (см. рис. 4.4) по показывающему прибору ре­гулируемого параметра данного регулятора запоминается значение параметра (например, давление воздуха на горелках); на лицевой панели Р25 переклю­чатель управления «А»-«Р» переводится из положения «А» (автомат) в «Р» (ручное); переключателем «больше»-«меньше» следует отвести значение па­раметра (не более чем на 10%) от текущего значения и затем переключатель управления вернуть в положение «А» (автомат). Значение параметра по при­бору самостоятельно должно восстановиться до первоначального значения.

В зависимости от вида сигналов, а также от вида и количества подключа­емых к приборам измерительных преобразователей различают три модифи­кации приборов (табл. 4.1).

Различают также четыре исполнения приборов в зависимости от наличия встроенных индикаторов рассогласования и положения исполнительного механизма (табл. 4.2).

В настоящее время московский завод тепловой автоматики (МЗТА) вы­пускает регулирующие приборы РС29 (рис. 4.15), которые применяются так­же как и Р25 для регулирования различных теплотехнических процессов в промышленной энергетике и теплоснабжении.

Таблица 4.1

Модификации приборов Р25

Моди­фикация	Вид сигнала	Вид и количество подключаемых измерительных преобразователей
1	Сигнал переменного тока	От 1 до 3 дифференциально-трансформаторных измерительных преобразователей
2	Изменение активного сопротивления   термопреобразователя сопротивления	1 или 2 термопреобразователя сопротивления
3	Изменение термоЭДС преобразователя термоэлектрического	1 термоэлектрический преобразователь

Таблица 4.2

Обозначения приборов Р25

Моди­фикация	Испол­нение	Наличие встроенных индикаторов	Обозначение
1	1 2 3 4	Без индикаторов С индикаторами рассогласования и положения С индикатором рассогласования С индикатором положения	P25.1.1 P25.1.2 Р25.1.3 P25.1.4
2	1 2 3 4	Без индикаторов С индикаторами рассогласования и положения С индикатором рассогласования С индикатором положения	Р25.2.1 Р25.2.2 Р25.2.3 Р25.2.4
3	1 2 3 4	Без индикаторов С индикаторами рассогласования и положения С индикатором рассогласования С индикатором положения	Р25.3.1 Р25.3.2 Р25.3.3 Р25.3.4

На передней панели РС29 расположены переключатель рода управления (автоматическое-ручное); ключ ручного управления; орган изменения сиг­нала задатчика; световые индикаторы «больше»-«меньше»; стрелочный ин­дикатор сигнала рассогласования «8»; указатель положения исполнительно­го механизма. Регулятор РС29 работает обычно в комплексе с усилителем У29.3М, который обеспечивает устойчивое управление электродвигателем.

Автоматика безопасности

Работа автоматики безопасности заключается в отключении подачи топлива к горелкам котла клапаном-отсекателем при отклонении одного из контроли­руемых параметров за допустимые пределы.

Параметры, контролируемые автоматикой безопасности.

1. Для парового котла (рис. 4.19):

•     давление пара;

•     давление топлива перед горелками (минимальное и максимальное);

•     давление воздуха перед горелками;

•     разрежение в топке котла;

•      наличие факела;

•     уровень воды в барабане котла (верхний и нижний);

Отсечка топлива производится автоматикой также в следующих случаях:

•      остановка дымососа или вентилятора;

•      исчезновение напряжения.

2. Для водогрейного котла (рис. 4.20):

•     давление воды на выходе из котла;

•     давление топлива перед горелками (минимальное и максимальное);

•     давление воздуха перед горелками;

•     разрежение в топке котла;

•      наличие факела;

•      циркуляция через котел;

•     температура воды на выходе из котла;

•      остановка дымососа или вентилятора;

•      исчезновение напряжения.

 

Рис. 4.19 . Схема защиты парового котла ДЕ 10-14ГМ:1 — датчик разрежения типа ДНТ; 2 — датчик контроля пламени; 3 — датчик давления газа; 4 — датчик максимального давления газа типа ДН; 5 - клапан отключения газа типа ПКН с электро­магнитом; 6 — клапан отключения подачи мазута типа ЗСК; 7 — датчик давления воздуха типа ДН; 8 — датчик максимального давления мазута типа ЭКМ; 9 — датчик давления мазута типа МЭД; 10 вторичный прибор контроля давления мазута; 11 — прибор контроля давления газа; 12 — блок контроля пламени типа Ф34; 13 — прибор контроля уровня воды; 14 — уравнительный сосуд; 15 — световые табло щита автоматики котла; 16 ~ звонок

 

 

Рис. 4.20. Схема защиты водогрейного котла КВ-ГМ-20: 1 — отсечной клапан на мазутопроводе типа ЗСК; 2 — клапан запорный на газопроводе к запальнику; 3 — вентилятор дутьевой; 4 — электрозапальник; 5 — датчик давления воздуха типа ДН; 6 — датчик контроля пламени; 7 — световые табло щита автоматики котла; 8 — блок контроля пламени Ф34; 9 — самопишущий прибор расхода воды через котел; 10 — самопи­шущий прибор давления воды; 11 — самопишущий прибор температуры воды; 12 — датчик разрежения типа ДНТ; 13 — самопишущий прибор давления газа; 14 — датчик давления воды типа МЭД; 15 — датчик температуры воды типа ТСМ; 16 — датчик расхода воды через котел типа ДМ; 17 — измерительная диафрагма; 18 — датчик давления газа; 19 — датчик давления первичного воздуха; 20 — вентилятор первичного воздуха; 21 — клапан запорный на газопро­воде типа ПКН с электромагнитом; 22 — котел водогрейный типа КВГМ-20; 23 — горелка газомазутнаяротационнаятипа РГМГ-20

 

 

Примечания: 1. По давлению воды, воздуха, разрежению, циркуляции, температуре воды после срабатывания световой и звуковой сигнализации, отсечка топлива, как правило, производится с задержкой 30 с. По остальным параметрам отсечка топлива производится мгновенно.

2. При работе на мазуте в качестве исполнительного органа автоматики безопасности вместо клапана ПКН с электромагнитом используется клапан ЗСК (запорно-соленоидный клапан) на мазутопроводекотла.Структурная схема автоматики безопасности показана на рис. 4.21.

Проверка исправности автоматики безопасности, как правило, осуществ­ляется в следующие сроки: 1) световая и звуковая сигнализации проверяют­ся ежесуточно с записью в сменном журнале (проверяют слесарь КИП и оператор); 2) по одному из контролируемых параметров — еженедельно с записью в сменном журнале (проверяют слесарь КИП и оператор); 3) по всем контролируемым параметрам - ежемесячно с составлением акта (проверя­ют начальник котельной со слесарем КИП или представителем специализи­рованной организации).

Значение уставок срабатывания автоматики безопасности и средств сиг­нализации должно соответствовать параметрам, указанным в техническом отчете наладочной организации.

Отсечные устройства автоматики безопасности. При работе на мазуте исполнительным органом автоматики безопасности является запорно-соле- ноидный клапан (ЗСК), установленный на мазутопроводе котла (см. рис. 4.19).

Клапан открывается вручную поворотом рычага вверх (рис. 4.22). При этом защелка фиксирует верхнее положение рычага. Клапан открыт. При прекра­щении подачи тока в катушку электромагнита собачка защелки освобождает рычаг и под действием веса подвижных деталей рычаг опускается и клапан закрывается.

При работе на газе исполнительным органом автоматики безопасности служит клапан ПКН с электромагнитом, установленный на газопроводе котла (см. рис. 1.21).

Клапан ПКН с электромагнитом состоит (рис. 4.23) из клапана типа ПКН и электромагнита типа МИС.

ПП — первичный прибор (датчик)

СЗС — светозвуковой сигнал

ПР — промежуточное реле

РВ — реле времени

ПКН — исполнительный орган автоматики безопасности для отключения подачи газа в топку

КПП — контроль погасания пламени

Датчики автоматики безопасности — первич­ные приборы

ЭКМ — электроконтактный манометр, датчик давления пара

ЭКТ — электроконтактны'й термометр, датчик температуры воды после бойлера или экономай­зера

СПД — сигнализация падения давления

СПУ — сигнализатор предельных уровней

 ДН — датчик напора                    

ДНТ — датчик напора и тяги

Рис. 4.21. Структурная схема автоматики безопасности

 

Электрический сигнал от датчика автоматики безопасности передается на катушку электромагнита, которая обесточивается и сердечник выпадает из нее. На одном штоке с сердечником находится коро­мысло, поддерживающее ударник (молоток). При опускании сердечника ко­ромысло также перемещается, ударник теряет опору и под действием силы тя­жести падает на анкерный рычаг, выбивая его из зацепления с грузовым рыча­гом, который опускается и перемещает запорный орган клапана (расположен­ную внутри корпуса), перекрывая проход газа. Включение ПКН с МИС после срабатывания может быть произведено только вручную, после устранения при­чины, вызвавшей срабатывание. Для включения клапана следует ввести в за­цепление анкерный и грузовой рычаги.

 

 

 

Рис. 4.22. Полуавтоматический отсечной клапан ЗСК с электромагнитной защелкой:

а — клапан в открытом состоянии; б — клапан в закрытом состоянии

1 — рычаг клапана; 2 — электромагнит; 3 — корпус клапана; 4 — мазутопровод; 5 — защелка

 

 

 

Рис. 4.23. Клапан ПКН с электромагнитом: а — общий вид предохранительного запорного клапана:

1 — электромагнит; 2 — ударник (мо­лоток); 3 — анкерный рычаг; 4 грузовой рычаг; 5 — корпус клапана;

б — установка электро­магнита типа МИС-4100Е на предохранительном клапане ПКН:

1 — шток; 2 — скоба; 3 — втулка; 4 — серьга; 5 — пластина; 6 — гайка; 7 — молоток; 8 — рычаг (коромысло); 9 — крышка электромагнита; 10 — винт; 11 — якорь электромагнита; 12 — контргайка

Пуск горелок котла на газе

 

1. Включить питание щита автоматики (см. рис. 4.4). Включить дымосос, установив ключ управления дымососа в положение «включено». Аналогич­но включается вентилятор (перед пуском следует убедиться в том, что на­правляющие аппараты дымососа и вентилятора закрыты).

Рис. 4.28, б . Компоновка оборудования котельной с паровыми котлами:1 — дымовая труба; 2 — взрывной клапан; 3 — дымосос; 4 — водяной экономайзер; 5 — паро­вой котел ДКВр; 6 — дутьевой вентилятор; 7 — вентилятор подачи воздуха на распыл мазута; 8 — электрический распределительный шкаф; 9 — сетевой насос; 10 — подпиточный насос; 11,12 — санузел; 13 — насос раствора реагентов; 14 — душевая комната; 15 — пред душевая; 16 — щиты автоматики с приборами; 17 — фильтр раствора реагентов; 18 — щитовая; 19 — охладитель конденсата; 20 — пароводяной подогреватель (бойлер); 21 — деаэратор; 22 — бак раствора реагентов; 23 — охладители деаэрированной воды; 24 — центробежный питательный насос; 25— натрий-катионитовый фильтр; 26 — сепаратор непрерывной продувки; 27 — паровой пита­тельный насос; 28 — насос сырой воды

 

2.  Тумблеры регуляторов Р25 следует установить в положение «Р». Ключ выбора топлива установить в положение «Газ».

3.  Установить давление воздуха и разрежение, необходимые для венти­ляции топки (согласно инструкции). Обычно разрежение при вентиляции составляет 5-7 мм вод. ст., а давление воздуха 30-40 мм вод. ст.

4.  Осуществить пуск ГРУ (ГРП) в следующем порядке

4.1. Получить письменное распоряжение ответственного за газовое хозяй­ство

(пуск ГРУ (ГРП) осуществляется двумя операторами).

4.2. Произвести внешний осмотр оборудования ГРУ (ГРП). Должны быть открыты: задвижка после регулятора; задвижки до и после счетчика; кран к ПСК; краны к приборам КИП; продувочные свечи. Должны быть закры­ты: задвижка перед регулятором; ПЗК (рычаги у ПЗК типа ПКН должны быть расцеплены); регулятор давления (у регулятора типа РДУК винт пилота должен быть вывернут (ослаблен) — в этом случае регу­лятор находится в закрытом положении); задвижки на байпасе; задвижка на байпасе счетчика; кран на импульсной линии ПЗК.

4.3. Открыть ПЗК (у ПЗК типа ПКН для этого нужно ввести рычаги в за­цепление,, а молоток откинуть на планку).

4.4. Плавно открыть задвижку перед регулятором. Убедиться в наличии давления газа после задвижки. Показания манометра конечного давления 12 после регулятора должны быть равны нулю, что свидетельствует о герметич­ности регулятора.

4.5. Для включения в работу регулятора давления газа следует, плавно ввинчивая винт пилота, установить рабочее давление газа после ГРУ (ГРП) по манометру конечного давления 12

4.6. Открыть кран на импульсной линии ПЗК (у ПЗК типа ПКН ввести молоток в зацепление с коромыслом).

4.7. Сделать запись в сменном журнале о пуске оборудования ГРУ (ГРП).

5.  Убедиться в том, что открыты продувочные свечи в конце общекотель­ного газового коллектора (ОГК), в конце газового коллектора котла и свечи безопасности Произвести внешний осмотр газового кол­лектора котла: задвижка на опуске должна быть закрыта, рычаги ПКН с МНС на газопроводе котла должны быть расцеплены, ПРЗ — закрыта, рабочие и кон­трольные задвижки — закрыты.

6.  Ввести в зацепление рычаги ПКН с МНС на газопроводе котла, моло­ток откинуть на планку. Плавно открыть задвижку на опуске к котлу (если между ГРУ и опуском к котлу имеются еще задвижки, то их также следует открыть). Время продувки газопровода котла газом устанавливается в соот­ветствии с инструкцией (обычно 2-3 мин).

Окончание продувки газопроводов газом проверяют с помощью прибора анализом пробы на кислород, содержание которого не должно превышать 1% (по объему) или берут пробу «на хлопок». Для контроля окончания продувки огневым методом (проба «на хлопок») набирают из продуваемого газопровода через специальный штуцер на газопроводе⁴³ пробу газа в опрокинутый вверх дном металлический стаканчик (рис. 4.29). Затем выходят в безопасное мес­то (например, в соседнее помещение) и поджигают взятую пробу. Если проба не загорится, в газопроводе чистый воздух, если загорится с хлопком, — рмесь газа с воздухом. Спокойное воспламенение пробы при вялом, коптящем пла­мени означает, что в газопроводе газ и продувка его может быть окончена.

Если проба газа на «хлопок» хорошая, то можно зажечь ручной запаль­ник. О результатах пробы необходимо сделать запись в сменном журнале.

Рис. 4.29. Стакан для отбора пробы газовоздушной смеси «на хлопок»: 1 — стальной стакан; 2 — резиновая уплотнительная прокладка; 3 — крышка; 4 — спиральная

пружина

7. С помощью направляющего аппарата вентилятора (тумблером регулято­ра Р25 по давлению воздуха) снизить давление воздуха перед горелками до значения, которое соответствует первому режиму режимной карты и с помо­щью направляющего аппарата дымососа отрегулировать разрежение. Затем следует закрыть воздушные заслонки горелок (шибера) и установить разре­жение в топке 1,5-2 мм вод. ст. (см. рис. 1.21, а).

8. Включить в работу питательный насос и обеспечить циркуляцию воды через экономайзер, используя линию рециркуляции 16 (рис. 4.28, а) для предотвращения его перегрева после розжига горелок. Если эконо­майзер не отключаемый по воде и дымовым газам, то в период пуска котла в работу необходимо следить за тем, чтобы вода в экономайзере не нагревалась свыше допустимой температуры. В случае повышения температуры сверх допустимой для охлаждения экономайзера необхо­димо прокачать воду через него в котел, наполнив его до верхнего уров­ня, откуда затем воду слить до среднего уровня через продувку нижнего барабана. По мере необходимости повторять эту процедуру, пока не будет обеспечена постоянная циркуляция воды через экономайзер.

9.  Взять пробу переносным газоанализатором типа ШИ-10, СТХ5 или другим из верхней части топки котла. Если проба хорошая, т. е. метан в топке отсутствует, то нужно сделать запись в журнале о результатах пробы. Промежуток времени между моментом взятия пробы газоанализатором из топки и последующим розжигом первой горелки должен быть минимальным.

10. Приступить к розжигу горелок. На котлах типа ДКВр розжиг начи­нают с левой горелки. Внести в топку ручной запальник, закрыть свечу безо­пасности, открыть контрольную задвижку, а затем плавно открывать рабо­чую задвижку до воспламенения газа. Установить давление газа в соответ­ствии с первым режимом режимной карты (см. рис. 1.24). С помощью воз­душной заслонки установить давление воздуха на горелке в соответствии с первым режимом режимной карты. Отрегулировать разрежение в топке. Вынуть ручной запальник из топки⁴⁴.

Примечание. При розжиге с помощью электрозапальника ЗЗУ следует: 1) включить электрозапальник со Щита автоматики; 2) убедиться, что запаль­ник начал «искрить» (искрение обычно сопровождается характерным потре­скиванием); 3) плавно открыть ручной кран на газопроводе перед запальни­ком и убедиться в наличии факела у запальника. Дальнейшие действия та­кие же, как и при пуске с ручным запальником. После включения горелки следует закрыть ручной кран на газопроводе перед запальником и отклю­чить электрозапальник со щита управления.

11. После розжига первой горелки можно закрыть все продувочные свечи (на ОГК, на газовом коллекторе котла и др.).

12. Аналогичным образом осуществить розжиг остальных горелок.

Примечание. В процессе включения второй и последующих горелок сле­дует постоянно контролировать давление газа на уже работающих горелках. Если оно начнет снижаться, следует увеличить степень открытия рабочих задвижек у этих горелок или степень открытия ПРЗ.

13. Сделать запись в журнале о розжиге горелок.

Консервация котла

Котлы, находящиеся в простое, поражаются электрохимической корро­зией, которая получила название стояночной. По условиям эксплуатации котлы нередко выводят из работы и ставят в резерв или останавливают на длительное время. При останове котла в резерв давление в нем начинает па­дать и в барабане возникает вакуум, вызывающий проникновение воздуха и

насыщение котловой воды кислородом, что создает условия для появления кислородной коррозии. Даже в том случае, когда вода полностью удаляется из котла, внутренняя поверхность его не бывает сухой. Колебания темпера­туры и влажности воздуха вызывают явление конденсации влаги из атмос­феры, заключенной внутри котла. Наличие же на поверхности металла пленки влаги, обогащенной при доступе воздуха кислородом, создает благоприят­ные условия для развития электрохимической коррозии. Если на внутренней поверхности котла имеются отложения, способные растворяться в пленке вла­ги, интенсивность коррозии значительно возрастает. Поэтому при выводе кот­ла из работы в длительный простой необходимо удалить имеющиеся отложе­ния промывкой.

Стояночная коррозия может нанести серьезные повреждения котлам, если не будут приняты специальные меры их защиты. Опасность ее заключается еще и в том, что созданные ею в период простоя коррозионные очаги продол­жают действовать и в процессе работы.

Для предохранения котлов от стояночной коррозии производят их кон­сервацию, т. е. ставят в специальные условия, исключающие коррозию. Вы­водить в резерв паровые и водогрейные котлы без принятия необходимых мер по защите металла котлов от коррозии запрещается.

Консервация котлов может осуществляться одним из способов: на срок до одного месяца — заполнение котла щелочным раствором; на срок свыше одно­го месяца — применение влагопоглотителей или растворов нитрата натрия.

При сухой консервации котлов должны применяться влагопоглотители: хлористый кальций СаС1₂, силикагель марки МСМ, негашеная известь, в результате чего относительная влажность внутренней среды в котле должна поддерживаться ниже 60%.

Среди способов консервации можно отметить следующие:

1. Удаление котловой воды и осушение внутренних поверхностей («сухой способ»).

Остановленный котел охлаждается, надежно отключается от всех магист­ралей и трубопроводов заглушками. Из него удаляются вода и отложения, и поверхности просушиваются. В процессе сушки открываются все воздуш­ники. По окончании сушки в барабаны ставятся противни или кладутся па­кеты с влагопоглотителями (СаС1₂, СаО, силикагелем) из расчета примерно 1,5-2 кг на 1 м³ объема котельного агрегата. Все люки и запорные органы плотно закрываются. При длительном останове котла периодически (1 раз в 2-3 месяца) проверяется состояние влагопоглотителя и при необходимости про­изводится замена свежим.

2. Заполнение котла питательной водой и поддержание в нем избыточного давления («влажный способ»). Остановленный котел расхолаживается, про­дувается через нижние точки для удаления шлама, отключается от всех водо- и паропроводов, полностью заполняется деаэрированной водой и ставится под давление деаэраторов. При выводе котла в резерв после ремонта он

заполняется деаэрированной водой до нормального уровня, растапливает­ся и при давлении 0,2 МПа в течение 2-3 ч продувается через воздушники для полного удаления из воды кислорода. После этого котел ставится на кон­сервацию под избыточным давлением.

3. Обработка внутренних поверхностей котла комплексонами. Отключен­ный от всех магистралей и охлажденный котел освобождают от воды и за­полняют раствором трилона Б с концентрацией 300-800 мг/кг. Раствор го­товят в баках на необескислороженной воде (но несодержащейNH₃и N₂H₄), поскольку присутствие кислорода положительно действует на эффект обра­ботки. Раствор подают до тех пор, пока не будет заполнен котел и пароперег­реватель, после чего начинают медленную растопку, пар сбрасывают через продувочную линию пароперегревателя, а избыток воды — через дренаж во­дяного экономайзера. Давление в течение 4-6 ч (I этап) поддерживают на уровне, соответствующем температуре насыщения 150 °С. Затем оно по­степенно (3-5 ч) повышается до рабочего с выдержкой на этом давлении 1-2 ч (II этап). В процессе обработки следует стремиться к минимально необходи­мой подпитке водой. После окончания обработки котел можно включить в работу без замены воды.

В этом методе на внутренней поверхности углеродистой стали образуется защитная пленка, обладающая высокой противокоррозионной стойкостью, что позволяет обработанный по этому способу котел выводить в ремонт и оставлять открытым, не опасаясь коррозии внутренних поверхностей. Про­тивокоррозионную стойкость обработанная трилоном Б поверхность сохра­няет в течение 1,5-2 лет. Перед обработкой имеющиеся накипные отложе­ния должны быть удалены.

Перед консервацией котла необходимо провести следующие мероприятия:

•  установить заглушки на паровых, питательных, дренажных и продувоч­ных линиях котла;

•  слить воду из котла;

•  очистить внутреннюю поверхность котла;

•  произвести кислотную промывку водяного экономайзера, если механи­ческая очистка его невозможна;

•  очистить от летучей золы и шлака наружные поверхности нагрева котла и газоходы;

•  просушить поверхность нагрева котла вентилятором через открытые люки барабанов и коллекторов котла.

По окончании всех работ должен быть составлен акт о консервации котла.

Аварийная остановка котла

Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действием защи­ты или персоналом в случаях, предусмотренных производственной ин­струкцией, и, в частности, в случаях:

1) обнаружения неисправности предохранительного клапана;

2)  если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10% и продолжает расти;

3)  снижения уровня воды ниже низшего допустимого уровня;

4)  повышения уровня воды выше высшего допустимого уровня;

5)  прекращения действия всех питательных насосов;

6)  прекращения действия всех указателей уровня воды прямого действия;

7)  если в основных элементах котла (барабане, коллекторе, паровых и пи­тательных трубопроводах и др.) обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах;

8)  погасания факелов в топке;

9)  неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая исчезновение напряжения на этих устройствах;

10)  возникновения в котельной пожара, угрожающего обслуживающему персоналу или котлу;

11) расплавления контрольной пробки;

12)  прекращения подачи электроэнергии;

13) повреждении обмуровки или футеровки котла или газоходов, взрыв­ных предохранительных клапанов;

14) неисправности горелок котла;                                         

15) взрыва в топочном пространстве, загорании сажи в газоходах;

16) появления загазованности в помещении котельной.

Порядок аварийной остановки котла должен быть указан в производствен­ной инструкции. Причины аварийной остановки котла должны быть записа­ны в сменном журнале.

Аварийная остановка котла персоналом выполняется со щита управле­ния автоматики поворотом ключа останова котла в положение «Котел отклю­чен». В результате этого обесточивается электромагнит клапана ПКН (при работе на газе) или ЗСК (при работе на мазуте), срабатывает звуковая сигна­лизация и загорается световое табло «Котел отключен». После этого следует перекрыть запорную топливную арматуру горелок, открыть продувочные све­чи и свечи безопасности при работе на газе, поставить котел на вентиляцию, отключить котел от паропровода, доложить ответственному за котельную об отключении котла, выявить и устранить причину, вызвавшую останов котла, сделать соответствующие записи в сменном журнале. После устранения при­чины останова котла можно приступить к повторному розжигу отключенного котла или подготовить к пуску и включить резервный котел.

Автоматика КСУМ

Комплект средств управления КСУМ1 предназначен для автоматиче­ского управления водогрейными котлами мощностью от 0,5 до 3 МВт, рабо­тающими на газообразном и жидком топливе. Комплект средств управле­ния КСУМ2П предназначен для автоматического управления паровыми

котлами производительностью до 2,5 т/ч с рабочим давлением насыщен­ного пара до 8 кгс/см², работающими на газообразном и жидком топливе.

Комплект обеспечивает два режима управления котлом:

1)     автономный от блока управления и сигнализации (БУС);

2)     с диспетчерского пункта через БУС.

В обоих режимах комплект обеспечивает выполнение следующих функций:

1)     автоматический пуск и останов котла;

2)     автоматическую стабилизацию разрежения;

3)     управление мощностью котла путем включения режима «большого» и «малого» горения;

4)     аварийный останов котла при возникновении аварийных ситуаций, включение звукового сигнала и запоминание первопричины останова;

5)     световую сигнализацию о работе автоматики и состоянии параметров котла;

6)     информационную связь и связь по управлению с диспетчерским пунктом.

При передаче управления на диспетчерский пункт пуск котла с пе­редней панели БУС исключается.

Состав комплекта зависит от вида сжигаемого топлива (газ низкого, сред­него давления или мазут).

Центральной частью комплекта является БУС. Предусматривается, кро­ме того, поставка с комплектом блока коммунальных элементов (БКЭ), бло­ка запального устройства (БЗУ) и датчиков. БКЭ выполнен так же, как и БУС в навесном кожухе. На лицевой панели размещен автоматический выключатель сети, предохранитель, световой индикатор. БКЭ обеспечивает передачу входных и выходных сигналов БУК, цепей его питания, а также с помощью магнитного пускателя усиление по мощности сигнала управления электро­приводом вентилятора. БКЭ в аналогичном корпусе, что и БУК. К блоку БУС блок БКЭ подключается с помощью разъемов и гибких соединений.

БУС представляет собой навесной кожух, рассчитанный для монтажа на вертикальной плоскости и состоит из двух шарнирно-связанных частей: пе­редней и задней панелей.

На лицевой панели БУС установлены следующие органы оперативного управления и сигнализации (рис. 4.31):

•     тумблер «Сеть» для питания блока;

•     кнопки «Пуск», «Стоп» для запуска программ пуска и останова котла;

•     кнопки отключения световой и звуковой сигнализации;

•     кнопка проверки исправности световых индикаторов («Контроль»);

•     кнопка отключения питания световых индикаторов («Сигнализация», «Выключение») и для отключения звукового сигнала и светового индикатора;

•    кнопка выбора режима управления («Автономный» — «От диспетчера»);

•    световые индикаторы рабочей, предупредительной и аварийной сиг­нализации.

Автоматическое регулирование температуры воды за котлом осуществ­ляется по сигналам, получаемым от датчика (ТГП-ЮОЭк), путем воздействия

 

Рис. 4.31.Схема автоматики КСУМ1 регулирования и защиты водогрейного котла:

а — лицевая панель БУС:1 — пульт управления и сигнализации;2 — звонок;б — схема регулирования изащиты водогрейного котла:1 — датчик регулирования температуры воды за котлом; 2 — аварийный датчик повышения температуры воды за котлом (типа ТУДЭ);

3 — аварийный датчик повышения и понижения давления воды за котлом (типа ЭКМ);

4 — аварийный датчик понижения разрежения в топке (типа ДНТ); 5 — аварийный датчик взрыва в топке (типа ДН); 6 — датчик регулирования разрежения (типа ДНТ); 7 — датчик сигнализации о повышении температуры дымовых газов; 8 исполнительный механизм регулирования разрежения; 9 — водогрейный котел; 10 — электромагнитный клапан на ли­нии подачи газа к запальнику; 11 — аварийный датчик наличия пламени запальника; 12 — блок запального устройства (БЗУ); 13 — горелка; 14 — аварийный датчик наличия основного пламени (типа ФД); 15 — аварийный датчик повышения или понижения давления газа; 16 — клапан «большого горения» автоматики регулирования; 17 — клапан продувки;

18 — клапан автоматики безопасности, отключающий подачу газа на горелки

на клапан «большого горения», воздушную заслонку, шибер дымохода (если не используется регулятор разрежения). Если температура воды за котлом ниже нижней уставки срабатывания датчика, то включается «боль­шое горение», т. е. открываются'вышеперечисленные органы. После нагрева воды за котлом до верхней уставки срабатывания датчика регулирующие органы закрываются и котел переводится в режим «малого горения». Когда значение температуры воды находится между нижней и верхней уставками датчика, регулирующие органы сохраняют последнее состояние.

В режиме управления котлом с диспетчерского пункта режим «большого горения» или «малого горения» устанавливается внешним сигналом.

Автоматическое регулирование разрежения в топке котла осуществляет­ся по сигналам, получаемым от датчика (ДНТ-100) путем воздействия на шибер (заслонку) дымохода. Если разрежение меньше нижней уставки сра­батывания, шибер открывается, а если оно возрастет до верхней уставки сра­батывания датчика, то шибер прикрывается.

Датчики:

•  ТУДЭ7-4М1 — аварийного повышения температуры воды за котлом;

• ДД-1,6 или ЭКМ — датчик аварийного повышения давления воды за кот­лом и аварийного понижения давления воды за котлом;

•  ТУДЭ6М1 — датчик по повышению температуры отходящих дымовых газов;

•  ФД1 — датчик контроля пламени (фотодатчик);

•  встроенный газоанализатор — контролирует загазованность воздуха в топке;

•  ДН-40 — контролирует повышение или понижение давления газа;

•  ДН-2,5 — контролирует понижение давления воздуха.

Порядок работы автоматики КСУМ. При подготовке водогрейного кот­ла к растопке следует выполнить следующие действия: получить письмен­ное распоряжение ответственного за котельную лица; ознакомиться с запи­сями в сменном и ремонтном журналах и проверить отсутствие заглушек и запретительных табличек типа «Не открывать — работают люди» на пускае­мом оборудовании; проверить отсутствие в котле, топке и газоходах посто­ронних предметов и после проверки закрыть лазы, лючки и гляделки; прове­рить комплектность и исправность КИП; убедиться, что краны на импульс­ных линиях к приборам и датчикам автоматики открыты; проверить с помо­щью режимной карты (см. рис. 1.24) соответствие пределов измерения установленных на котле и трубопроводах показывающих манометров. Ра­бочее давление манометров должно находиться в средней трети шка­лы. После этого необходимо обеспечить циркуляцию воды через котел. Для чего: открыть воздушные краники в верхней части поверхностей нагрева котла (задвижки на входе и выходе воды из котла должны быть закрыты); запол­нить водой тепловую сеть и включить в работу сетевой и подпиточный насо­сы; приоткрыть задвижку на входе воды в котел и дождаться, пока из откры­тых воздушных краников пойдет вода, после чего закрыть их и приоткрыть задвижку на выходе воды из котла; регулируя степень открытия задвижек на входе и выходе воды из котла, установить по приборам необходимую вели­чину циркуляции воды через котел. Растопка водогрейного котла при расходе воды в нем меньше допустимого, установленного инструкцией изготовителя или проектной организацией — разработчиком котла, запрещается.

При автономном режиме управления пуск котла осуществляется с БУС путем нажатия на кнопку «Пуск», после чего все операции пуска выполняют­ся автоматически. О том, что программа пуска выполняется, свидетельству­ет включенное состояние индикатора «Пуск». Выключение индикатора «Пуск» свидетельствует об окончании программного пуска котла и включе­нии регулятора температуры за котлом.

Для планового останова котла оператору необходимо нажать на кнопку «Стоп». Повторный пуск котла возможен только после полного заверше­ния программы автоматического останова (т. е. после выключения инди­катора «Стоп»),

При возникновении аварийной ситуации аварийный останов котла произ­водится автоматически. При этом обеспечивается индикация и запоминание первопричины аварийной ситуации и включение звукового сигнала. Снятие звукового сигнала производится нажатием на кнопку «Отключение сигнали­зации». До отключения звуковой и световой сигнализации повторный авто­матический пуск котла невозможен.

При останове котла из-за аварийного отключения дымососа включается индикатор «Дымосос не работает» и послеостановочная вентиляция осуще­ствляется за счет естественных вентиляции и тяги при полностью открытых воздушной заслонке и шибере дымохода.

Если при плановом или аварийном останове котла включается индикатор «Клапан топлива не закрыт», то послеостановочная вентиляция длится до тех пор, пока не поступит сигнал о закрытии клапана или пока не будет вык­лючено питание БУС.

При работе комплекта в режиме управления от диспетчера пуск котла осу­ществляется только по сигналу с диспетчерского пункта. Плановый останов котла может производиться как по сигналу с диспетчерского пункта, так и с помощью кнопки «Стоп» с БУС. Если при этом останов производится с по­мощью кнопки «Стоп» или при возникновении аварийной ситуации, то БУС автоматически переводится в автономный режим работы. Поэтому для пере­вода комплекта в режим управления от диспетчера необходимо снова нажать кнопку «От диспетчера». Перевод с одного режима управления на другой не приводит к останову работающего котла и не прерывает хода программ пуска или останова.

 

ГАЗООПАСНЫЕ РАБОТЫ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Газоопасные работы составляют основу технической эксплуатации систем газорас­пределения и газопотребления.

Газоопасными называются работы, выполняемые в загазованной среде или при которыхвозможен выход газа. Такие работы можно условно разделить на две группы (рис. 73). В первом случае при работах в загазованной среде газопроводы и оборудо­вание ремонтируются «под газом». К таким работам можно отнести сварочные ра­боты на действующих газопроводах, набивку сальников запорной арматуры и замену прокладок фланцевых соединений на наружных газопроводах и др. Необходимо от­метить, что большинство работ «под газом» выполняется на наружных газопроводах. Во втором случае выполняются работы, при которых возможен выход газа. К таким работам относят работы, выполняемые на отключенных газопроводах и оборудова­нии (например, текущий ремонт ГРП), или работы, связанные с обходом и осмот­ром газопроводов и оборудования.

Газоопасные работы относят к работам повышенной опасности из-за опасных свойств природного газа:

• удушающее действие;

• взрывопожароопасность.

Для того чтобы работник не получил удушья при проведении газоопасных работ, применяют средства индивидуальной защиты — противогазы. Также при выполне­нии некоторых работ (например, в колодце) на работнике должен быть надет спаса­тельный пояс с веревкой.

Для предупреждения взрывов при газоопасных работах избегают появления усло­вий, которые могут привести к взрыву. Для этого работы выполняются на отключен­ных и отглушенных участках газопровода, т. е. делаются «без газа». В то же время достаточно много работ проводится «под газом», что обусловлено большой трудоем­костью отключения и последующего пуска газа потребителям. Работы в загазованной среде выполняются, если имеется экономическая целесообразность и техническая возможность. Для предупреждения взрывов при газоопасных работах стараются обеспечить вентиляцию замкнутых объемов, что уменьшает концентрацию газа в воздухе, и исключают все источники воспламенения.

До начала выполнения и во время проведения работ с повышенной опасностью необходимо осуществить ряд обязательных организационных и технических мероприятий, которые обеспечивают безопасность работников при выполнении газоопасных работ к таким мероприятиям можно отнести:

• обязательное обучение рабочих безопасным приемам и методам выполнения газоопасных работ;

• обязательную аттестацию специалистов на право руководства газоопасными работами;

• выполнение газоопасных работ по нарядам-допускам;

• применение средств индивидуальной защиты:

• инструктаж работников непосредственно перед газоопасной работой.

 

ВИДЫ ГАЗООПАСНЫХ РАБОТ

К газоопасным работам относятся:

• присоединение (врезка) вновь построенных газопроводов к действующим, отклю­чение (обрезка) газопроводов;

• пуск газа в газопроводы при вводе в эксплуатацию, при расконсервации и после ремонта;

• ввод в эксплуатацию ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ;

• техническое обслуживание и ремонт наружных и внутренних газопроводов, газо­вого оборудования ГРП, ГРПБ, ШРП, ГРУ, газоиспользующего оборудования;

• удаление закупорок;

• установка и снятие заглушек на газопроводах;

• отключение и подключение к газопроводам газоиспользующего оборудования;

• продувка газопроводов при отключении или включении газоиспользующего оборудования в работу;

• обход наружных газопроводов;

• обход ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ;

• ремонт, осмотр и проветривание колодцев;

• проверка и откачка конденсата из конденсатосборников;

• разрытия в местах утечек газа;

• сварочные работы на действующих газопроводах, оборудовании ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ.

ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТНИКАМ

К выполнению газоопасных работ допускаются руководящие работники, специалисты и рабочие, обученные и сдавшие экзамены на знание правил безопасности и техники безопасности, технологии проведение газоопасных работ, прошедшие практическую стажировку по выполнению газоопасных работ, умеющие пользоваться средствами индивидуальной защиты (противогазами, спасательными поясами) и знающие способыоказания первой доврачебной помощи, не имеющие медицинских противопоказаний кданному виду работ. Рабочие должны пройти обучение, инструктаж по безопасности. Для них должны быть составлены производственные инструкции, соблюдение требований которых обеспечивает безопасное проведение работ.

Рабочие проходят обучение технологии проведения газоопасных работ в органи­зациях, занимающихся подготовкой кадров для газового хозяйства. Практические навыки должны отрабатываться на учебных полигонах с действующими газопрово­дами и оборудованием или на рабочих местах. По окончании обучения проводится проверка знаний, по результатам которой оформляется протокол. В протоколе ука­зывается, что работник может быть допущен к выполнению газоопасных работ.

Работники, допускаемые к выполнению газоопасных работ, должны уметь поль­зоваться средствами индивидуальной защиты и оказывать первую медицинскую по­мощь, а также знать правила поведения при авариях.

Перед допуском к самостоятельному выполнению газоопасных работ необходи­мо пройти стажировку под наблюдением опытного работника в течение 10 рабочих смен. Кроме того, рабочие ежегодно проходят проверку знаний безопасных приемов выполнения работ, указанных в инструкциях.

Перед допуском к самостоятельной работе рабочие проходят инструктажи по без­опасности. Бывают следующие виды инструктажей по безопасности:

• вводный;

• первичный;

• повторный;

• внеплановый.

Вводный инструктаж проводится в специально оборудованном помещении с ис­пользованием технических средств обучения и наглядных пособий. Вводный ин­структаж проводит специально назначенный работник, обычно инженер по охране труда. Первичный инструктаж проводится на рабочем месте с каждым работником индивидуально. При этом показываются практические приемы безопасной работы. Повторный инструктаж проводится каждые три месяца, т. е. ежеквартально. Внепла­новый инструктаж по безопасности проводят:

• при изменении технологии или замене оборудования;

• при нарушениях требований безопасности;

• при перерыве в работе более 30 календарных дней;

• по предписанию инспектора» Ростехнадзора».

Первичный, повторный и внеплановый инструктажи проводит непосредствен­ный руководитель работ (мастер).

Кроме того, до начала газоопасной работы руководитель (мастер) обязан проин­структировать рабочих о мерах безопасности и последовательности операций. После этого работник должен расписаться в наряде-допуске.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПЛАН

Специальный план необходим для организации особо сложных газоопасных ра­бот, которые требуют привлечения большого числа людей и техники.

По специаль­ному плану проводят следующие работы:

• пуск газа при первичной газификации населенных пунктов;

• пуск газа в газопроводы высокого давления;

• работы по присоединению газопроводов высокого и среднего давления;

• сварочные работы в ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ;

• сварочные работы на газопроводах высокого и среднего давления под газом;

• снижение и восстановление давления в газопроводах среднего и высокого дав­ления, связанные с отключением потребителей;

• отключение и последующее включение подачи газа на промышленные произ­водства.

К особенностям перечисленных выше работ можно отнести значительную уда­ленность объектов, на которых ведутся работы, друг от друга. При этом несколько бригад выполняют разнообразные работы, которые требуют координации между собой. У каждой бригады свой руководитель, который подчиняется общему руко­водству.

Специальный план состоит из нескольких разделов, в которых указываются:

• последовательность проведения операций;

• расстановка людей;

• техническое оснащение;

• мероприятия по обеспечению безопасности;

• лица, ответственные за проведение газоопасных работ на каждом отдельном участке;

• лица, ответственные за общее руководство.

Каждому лицу, ответственному за газоопасную работу, в соответствии с планом выдается отдельный наряд-допуск. К плану и нарядам прилагаются чертежи с указа­нием места и характера проводимой работы.

Таким образом, можно сказать, что несложные работы в газовом хозяйстве выпол­няются без наряда-допуска с регистрацией в специальном журнале, работы обычной сложности выполняются по наряду, а работы повышенной сложности выполняются по специальному плану.

СОСТАВ БРИГАДЫ

Газоопасные работы выполняются бригадой рабочих в составе не менее двух чело­век под руководством специалиста (мастера). Газоопасные работы в колодцах, тунне­лях, коллекторах, а также в траншеях и котлованах глубиной более 1м выполняются бригадой рабочих в составе не менее трех человек. При выполнении газоопасных работ по наряду-допуску в него записывается состав бригады с указанием фамилии, имени, отчества, должности и профессии. В наряде указываются результаты ин­структажа бригады. Каждый работник, получивший инструктаж, должен расписать­ся в наряде-допуске.

Существуют газоопасные работы, которые можно выполнять без специалиста (мастера). Такие работы выполняются, как правило, двумя рабочими.

К таким работам относятся:

• ремонт газопроводов низкого давления диаметром не более 50мм без примене­ния сварки;

• обход наружных газопроводов;

• ремонт, осмотр и проветривание колодцев без спуска в них;

• проверка и откачка конденсата из конденсатосборников;

• обход газорегуляторных пунктов и установок;

• обход внутренних газопроводов и газоиспользующих установок.

Руководство такими работами поручается наиболее квалифицированному работнику.

ПРОТИВОГАЗЫ

При использовании изолирующего противогаза дыхание человека полностью изолируется от окружающего воздуха, в котором содержится природный газ или другие примеси. Тем самым органы дыхания человека защищаются от воздействия вредных веществ. Изолирующие противогазы разделяются на шланговые и кислородноизолирующие. Применение фильтрующих противогазов не допускается. Каждый участвующий в газоопасных работах, должен иметь подготовленный к работе шланговый или кислородно-изолирующий противогаз.

Наиболее широкое применение в газовом хозяйстве находят шланговые самовсасывающие противогазы. В таких противогазах движение воздуха по шлангу при вдохе происходит благодаря дыханию человека. Из-за этого длина шланга ограничивается и составляет не более 15м. Шланговые противогазы позволяют дышать чистым воздухом через шланг, конец которого находится вне загазованной зоны.

Самовсасывающий шланговый противогаз входит в комплект ПШ-1 (рис. 74). Противогаз состоит из шлема, гофрированной трубки и дыхательного шланга. Резиновый шлем закрывает почти всю голову человека. Шлемы должны соответствовать размеру головы человека и требуют точного индивидуального подбора для каждого работника Шлемы выпускают 5 размеров: 0,1,2, 3 и 4. Размер шлема определяется по сумме двух измерений размеров головы, которые проводят мягкой лентой. Первый размер — длина круговой линии, проходящей по подбородку и щекам через верхнюю точкувы. Второй размер — длина линии, проходящей по бровям и соединяющей отверст ушей. Шлем выбирают по табл. 7.

Таблица 7

Размер шлема	Сумма измерений размера головы, см
0	До 92
1	92-95,5
2	95,5-99
3	99-102,5
4	Более 102,5

Возможно применение шланговых противогазов с масками, которые имеют на­затыльники и тесемки. Маски могут быть достаточно точно подогнаны по размерам головы, они бывают 3 размеров: 1, 2 и 3.

Таблица 8

Размер маски	Высота лица, мм
1	99-109
2	109-119
3	Более 119

 

Размер маски выбирают после измерения высоты лица двумя линейками. Высо­та лица — расстояние между точкой наибольшего углубления переносицы и самой нижней частью подбородка. Одну линейку располагают под подбородком, вторую располагают вертикально вдоль лица и производят измерение. Размер маски опреде­ляется по табл. 8. Размер противогаза указывается цифрой в нижней части шлема или маски.

Шлем противогаза подсоединяется к шлангу гофрированной трубкой. Дыхательный шланг закрепляется на спасательном поясе, чтобы шланг не мог сдвинуть шлем при поворотах головы. Внутренний диаметр шланга комплекта ПШ-1 составляет 25мм. Воздухозаборный патрубок шланга закрепляется с наветренной стороны с помощью штыря. На конце шланга устанавливается воронка с фильтром. Шланг не должен иметь перегибов и защемлений.

Противогазы проверяют на герметичность каждый раз перед выполнением работ. Для этого конец гофрированной трубки перекрывают рукой, после чего пытаются сделать вдох. В правильно подобранном противогазе невозможно дышать. В противогазе без перерыва можно работать не более 30 минут.

СПАСАТЕЛЬНЫЕ ПОЯСА

Спасательные пояса с веревками применяют при работах в колодцах, котлованах, траншеях. Они предназначены для быстрого извлечения работника из загазованной зоны, не входя в нее. Спасательный пояс должен охватывать талию человека и иметь две лямки, которые надеваются на плечи и соединяются на спине между лопатками. В этом месте закрепляется кольцо для веревки. Веревка привязывается к карабину, который защелкивается на кольце. Применение поясов без наплечных ремней за­прещается. Веревка может быть пеньковой или капроновой диаметром около 15мм. Ее длина должна быть не менее 10м.

Пояса, веревки и карабины необходимо регулярно проверять и испытывать. Перед выдачей спасательных поясов с веревками проводится их осмотр.

Нельзя использовать спасательные пояса со следующими повреждениями:

• повреждение поясного ремня или плечевых лямок (порез, надрыв независимо от величины);

• повреждение ремней для застегивания (порез, надрыв независимо от величины);

• порез заклепками материала пояса, лямок, ремней, отсутствие на заклепках шайб;

• повреждение пряжек.

Применение ушитых спасательных поясов не допускается.

К неисправностям карабина относят:

• заедание затвора при его открывании;

• деформацию карабина, при которой он не открывается;

• слабость пружины затвора;

• неровности и выступы в месте входа крепления карабина в замок;

• плохое прилегание деталей в месте шарнирного крепления затвора.

Нельзя использовать веревки, которые имеют обрыв нитей, а также влажные веревки. Их необходимо высушить.

Помимо осмотров, которые проводятся перед применением поясов, карабинов и веревок, их испытывают два раза в год. Спасательные пояса испытывают застег­нутыми на обе пряжки в подвешенном состоянии грузом в 200кг в течение 5 минут. После снятия груза на поясе не должно быть повреждений. Карабины испытывают с открытым затвором грузом в 200кг в течение 5 минут. После снятия груза затвор карабина должен встать на свое место без заеданий. Спасательные веревки испытывают грузом в 200кг в течение 15 минут. После снятия груза на веревке не должно быть повреждений. Можно испытывать спасательные пояса и веревки, применяя вместо грузов ручные лебедки

(рис. 75). Спасательный пояс или веревку крепят с одной стороны к тросу веревки, а с другой — к динамометру. Динамометр соединяют крюком с опорной стойкой. Лебедкой создается необходимое натяжение, которое контролируют динамометром.

На веревке и поясе должны быть бирки, на которых указываются инвентарные номера.

АВАРИЙНЫЕ РАБОТЫ

Слесарь по контрольно-измерительным

Приборам и автоматике

Основные термины и понятия

Термодинамика – наука о закономерностях превращения энергии.

Термодинамическая система – совокупность материальных тел, взаимодействующих как между собой, так и с окружающей средой.

Окружающая или внешняя среда – все материальные тела, находящиеся за пределами границ термодинамической системы.

Параметры состояния – условия, при которых рассматриваются состояния вещества. Наиболее распространенными параметрами состояния являются абсолютная температура, абсолютное давление и удельный объем.

Термодинамический процесс – совокупность изменяющихся состояний термодинамической системы при изменении хотя бы одного из параметров.

Теплопроводность – процесс переноса тепла от более нагретых тел к менее нагретым при их соприкосновении.

Теплоемкость – способность тела (материи) поглощать определенное количество тепла при нагревании и отдавать его при охлаждении.

Энтальпия (теплосодержание) – от греческого слова нагревать, определяет энергетическую ценность тела, материи.

 Для измерения тепловых величин применяют внесистемные единицы, за основу которых взята калория (кал) или килокалория (ккал). Килокалория (ккал) равна количеству тепла, которое необходимо передать 1 кг воды при атмосферном давлении для повышения его температуры на 1°С. 1 ккал =4,18 х 10³Дж.

Разновидностью закона сохранения энергии является первый закон термодинамики: теплота и работа при определенных условиях могут преобразовываться друг в друга в эквивалентных количествах.

Можно и так: энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит из одного вида в другой в различных физических и химических процессах.

Другими словами, за счет некоторого количества тепла можно совершить эквивалентную работу, т.е.

где Q – количество теплоты, ккал;

A – совершаемая работа, кгс/м;

L – тепловой эквивалент работы, полученный опытным путем и равный 1/427ккал/кгс/м

Если первый Закон термодинамики характеризует процессы превращения энергии с количественной стороны, (то есть устанавливает количественное соотношение между теплом и работой при их взаимном превращении), то второй Закон термодинамики характеризует качественную сторону этих процессов (то есть определяет условия при которых происходят эти превращения).

Согласно второму Закону термодинамики невозможно превратить в работу все тепло, подведенное к рабочему телу.

Часть тепла необходимо отдать другому телу с более низкой температурой, то есть холодному источнику (конденсатору турбины, окружающей среде, в которую выбрасываются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания или уходящие газы с котлов).

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: