Машинист ЦТЩУ паровыми турбинами (стр. 7 )

Электрические манометры

В отличие от первичных приборов давления и приборов со встроенными преобразователями (давление — перемещение — унифицированный электрический сигнал) существуют электрические приборы давления, в чувствительных элементах которых происходит прямое преобразование давления в электрический измерительный сигнал.

Рассмотрим электрические манометры, принцип действия которых основан на зависимости электрического сопротивления веществ от измеряемого давления. Их называют тензопреобразователями. Тензопреобразователи изготовляют из полупроводников, константана, платины, сплавов меди и никеля. В приборах давления их используют в качестве чувствительных элементов, механически соединенных с мембраной или пружиной прибора, которая деформируется под действием измеряемого давления.

Рис. 5 Электрический прибо Для измерения давления (а) и схема разложения тензопреобразователей на его чувствительном элементе — мембране (б)

В промышленности получили распространение приборы для измерения давления «Сапфир» (рис. 5, а), в которых в качестве чувствительного элемента служит сапфировая мембрана с напылёнными полупроводниковыми сопротивлениями. Тензопреобразователи из полупроводников по сравнению с металлическими обладают большей чувствительностью, малыми размерами и массой. Измерительная схема приборов «Сапфир» (рис. 5, 6) представляет собой электрический мост, в плечи которого установлены теизопреобразователи 3, располагаемые симметрично на мембране 2, воспринимающей измеряемое давление. Сигнал небаланса моста усиливается, и на выходе преобразователя 1 (рис. 5, а) получается унифицированный токовый сигнал (0-5 мА при сопротивлении нагрузки до 2,5 кОм). Приборы «Сапфир» выпускают следующих модификаций: манометры ДА, вакуумметры ДВ, дифманометры ДИ.

1.  Для измерения высоких давлений (до 1000 МПа) применяют тензопреобразоеатели из манганина. В приборах для измерения Давления чувствительные элементы из этого материала выполняют в виде катушек. Сопротивления катушек под давлением определяют с помощью мостовых измерительных схем, а при необходимости точных измерений — потенциометрами.

Недостатками приборов «Сапфир» являются необходимость индивидуальной градуировки и зависимость показаний прибора от температуры измеряемого объекта. Из-за последнего недостатка приходится вводить в измерительную схему приборов с тензопреобразователями устройства термокомпенсации.

Принцип действия других электрических приборов для измерения давления основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. Эффект связан с появлением электростатических зарядов на гранях кристаллов кварца при их деформации вдоль оси перпендикулярно этим граням. Кристаллы выполняют в виде двух пластин, механически соединенных с мембраной, на которую воздействует измеряемое давление. Пьезокварцевые манометры позволяют измерять давление до 100 МПа и широко применяются при измерении циклически меняющихся давлений большой частоты. Чувствительность таких преобразователей можно повысить, используя большее количество кварцевых пластин, увеличивая активную площадь мембраны или удлиняя пластину.

Недостатками пьезокварцевых манометров является низкая точность измерения статического давления из-за утечки электрического заряда, а достоинством их — низкая температурная погрешность.

Билет 12

Автоматическое регулирование давления пара на уплотнения.

Давление пара в коллекторе концевых уплотнений тур­бин должно поддерживаться постоянным. При падении давления может произойти срыв вакуума, а повышение давления пара вызывает обводнение масла в системе смаз­ки турбины. Автоматизация этого участка повышает на­дежность работы турбины.

Регулятор поддерживает в коллекторе А постоянное дав­ление 1,10,—1,15 ата с помощью клапана, установлен­ного на линии подачи пара из 6-атмосферного деаэра­тора.

Импульс давления пара поступает на датчик, токовый сигнал с датчика поступает на регулятор, в котором сравнивается с сигналом задатчика, и через усилитель и исполнительный механизм воздействует на регулирующий клапан.

При заданных значениях давления регулятор сбалансирован, исполнительный механизм в покое.

При изменении значения давленя баланс регулятора нарушается и управляющий сигнал от регулятора пос­тупает на исполнительный механизм, которые перемещают регулирую­щие органы в сторону восстановления заданного значения регулируемого параметра.

Билет 14

Требования к регулирующим клапанам.

Устройство, предназначенное для изменения расхода регулируемой среды, энергии или каких-либо других вели­чин в соответствии с требованиями технологии, называется регулирующим органом.

В теплоэнергетике наибольшее распространение полу­чили регулирующие органы, которые изменяют величину потока вещества или его расходы.

Конструктивное исполнение регулирующих органов за­висит от условий работы теплоэнергетических установок. Их характеристики должны соответствовать заданным тре­бованиям. При непрерывном регулировании необходимо, чтобы пропускная характеристика регулирующего органа была строго определенной, а при двухпозиционном регули­ровании важно соотношение между временем его открытия и закрытия.

Для регулирования расходов газов и жидкостей приме­няют дроссельные регулирующие органы.

В зависимости от условий работы (температура, агрес­сивность среды) шиберы изготовляют из стали, чугуна, легированных сталей или со спецпокрытиями.

Другим широко распространенным регулирующим ор­ганом являются регулирующие клапаны, кон­струкция которых зависит от требований технологии. Неко­торые виды регулирующих клапанов показаны на рис. 113. Они отличаются формой плунжера (подвижной части) и седла. В игольчатых (рис. 113, а) и тарельчатых (рис. 113, б) клапанах запирающая и дросселирующая поверхности вы­полняют плоскими или коническими. Тарельчатые клапаны изнашиваются быстрее и меняются их рабочие характеристики

поэтому эти клапаны применяют как запорные органы или при двухпозиционном регулировании. Для больших расходов служат игольчатые клапаны.

Клапаны с фигурным затвором называют золотниковыми. Различная конфигурация затвора позволяет изменять его рабочую характеристику и частично снимать одностороннее действие силы статического давления среды.

Двухседельные регулирующие клапаны имеют два седла и затвор , проходящий через эти седла. Основное их достоинство состоит в том, что разгружается затвор от одностороннего действия силы, создаваемой статическим давлением среды. Для двухседельных пробковых регулирующих органов характерна довольно большая не - герметичность затвора. Этот недостаток частично снимается в поршневых или резьбовых регулирующих органах Для изменения про-ходного сечения ее вращают вокруг оси, перпендикулярной потоку. Поворотные заслонки устанавливают в газоходах и трубопроводах как круглого, так и прямоугольного сече­ний. Достоинство их — разгруженность затвора от стати­ческих давлений, так как давления на обе половины за­слонки уравновешиваются. Поэтому для них используют исполнительные механизмы небольшой мощности. По кон­струкции поворотные заслонки могут быть с одним или несколькими затворами, с упором или без него. Обычно их применяют в качестве запорно-регулирующей арматуры при небольших статических давлениях среды. Не допускается применять поворотные заслонки для среды (жидкость, газ), из которой могут выделяться твердые частицы.

При выборе регулирующих органов кроме пропускной способности учитывают и другие факторы: минимальный пропуск агента (среды), негерметичность регулирующих органов, агрессивность среды, износостойкость и др. Ка­чество работы исполнительного механизма в системе управ­ления в значительной степени зависит от способа соедине­ния исполнительного механизма с регулирующим органом, при этом может быть непосредственное соединение вала ис­полнительного механизма с валом или штоком рабочего органа или жесткое с помощью рычагов или реечных передач. Желательно, чтобы рабочая характеристика регулирующего орга-на была линейной в координатах «по­ложение выходного рычага сервопривода регулятора — расход регулирующей среды». В этом случае соедине­ние может быть рычажного, кулач­кового, редукторного или тросового вида.

Рассмотрим схему соединения ис­полнительного механизма колонки дистанционного управления КДУ с регулирующим органом 3 (рис. 116), в которой необходимо обеспечить чтобы полный ход штока 1 регулирую­щего органа 3 соответствовал поворо­ту рычага выходного вала 2 испол­нительного механизма 4 на угол V=90°. Подбором кинематических связей (рычагов) можно добиться работы регулирующего органа в заданном диапазоне.

Билет 16

Расходомеры переменного перепада давления, принцип действия, устройство.

При определении мощности, производительности и к. п.д. энергетических установок, контроле и управлении производственными процессами требуется точное и надежное измерение расхода различных жидких и газообразных ве­ществ в напорных линиях.

Прибор, измеряющий расход, т. е. количество вещества, проходящее в трубопроводах в единицу времени, называют расходомером. Если расходомер снабжен суммирующим уст­ройством со счетчиком, он служит для одновременного из­мерения расхода и количества вещества и называется счет­чиком количества. Показания счетчика выражаются в единицах объема (м3, л) или в единицах массы (кг, т). Соот­ветственно различают измеряемый объемный (м3/ч, м3/с) и массовый расход вещества (кг/ч, кг/с, т/ч)

Применяют различные методы измерения расхода вещества и конструкции расходомеров и счетчиков. Наиболее распространены следующие расходомеры: переменного перепада давления с сужающими устройствами, постоянного перепада давления, тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые.