Комплекс технических средств ИСТОК. Методы и средства измерения энергоресурсов (стр. 4 )

Скорость распространения звуковой волны в перемещающейся жидкости зависит от скорости жидкости:

a1 = a + v ´ cos Q

a2 = a – v ´ cos Q, где v/a « 1

Получаем выражение:

a1 = a + Vm´ cos Q = L/t1, где t1- время сигнала вниз по течению потока;

a2 = a - Vm ´ cos Q = L/t2, где t2- время сигнала вверх по течению потока;

где:

Vm - cредняя скорость потока по дорожке между установленными приемо-передатчика-ми вдоль оси трубопровода;

L - расстояние между приемо-передатчиками поперек оси трубопровода.

4.6.2 достоинства и недостатки метода

К достоинствам ультразвуковых расходомеров необходимо отне­сти:

1) возможность использования на трубопроводах широкого диапазона диаметров (от 10 мм и выше);

2) возможность бесконтактного измерения расходов любых сред, в том числе и неэлектропроводных.

К недостаткам ультразвуковых расходомеров необходимо отне­сти:

1) наиболее существенным из них является сильная зависимость показаний расходомера от профиля скоростей в потоке, формирующегося и изменяющегося по мере изменения (увеличения или уменьшения) расхода;

2) погрешность особенно сильно увеличивается при искаженном профиле скоростей вследствие наличия, например, вблизи первичного преобразователя местных сопротивлений;

3) значительное влияние на показания расходомера изменения физико-химических свой-ств контролируемой среды, ее температуры и давления, оказывающих влияние на скорость ультразвука.

4.6.3 структурная схема СИ ИСТОК-ВОДА-11

Расходомеры SKU-02 и SITRANS F US SONOFLO, в указанных системах измерительных, применяются в комплекте с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термопреобразователями сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651.

Комплектность

Обозначение	Наименование
ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ	Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ (Госреестр № РБ 03 10 1214 01)*
Производство «APLISENS» Sp. z.o. o, Польша	Преобразователи давления PС-28
ТУ 4212-012-12580824-2001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия	Датчики давления Метран-100-ДИ
Производство “Siemens Flow Instruments A/S”, Дания	SITRANS F US SONOFLO
ТУ РБ 37433076.001-98 Производство «Катрабел», РБ	Счетчик количества тепла и воды ультразвуковой SKU-02-F1, SKU-02-F2 (Госреестр № РБ 03 10 0281 01)
ГОСТ 6651	Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В
АМСК.426485.140 ВЭ	Комплект эксплуатационных документов
МП. МН 1360-2004	СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки
* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения; ** - допускается использование преобразователей давления РС-28 или датчиков давления Метран-100-ДА.

4.7 Измерение температуры.

Измерение температуры измеряемой среды осуществляется с помощью термопреобразователей сопротивления, которые осуществляют ее преобразование в нормированные значения электрического сопротивления. Нормированное изменение электрического сопротивления термопреобразователей от температуры должно соответствовать ГОСТ 6651 и ГОСТ 13417.

Термопреобразователи по виду измерительного элемента классифицируются на:

- платиновые (ТСП);

- медные (ТСМ);

- никелевые (ТСН).

По способу контакта с измеряемой средой термопреобразователи классифицируются на: погружаемые и поверхностные.

Для обеспечения заданных метрологических характеристик в СИ ИСТОК используются платиновые термопреобразователи типа ТСП с номинальной статической характеристикой преобразования 50П или 100П, класса А или В.

Платиновый (ТСП)	Диапазон измеряемых температур, ° С	– 260°С до + 1100°С
Предел допускаемого отклонения сопротивления от НСХ для классов допуска, °С Класс допуска А Класс допуска В	± (0,15 + 0,002|t|) От – 220°С до + 850 ° С ±(0,3 + 0,005|t|) от – 220°С до +1100 ° С

Регламентация способов изме­рения температуры среды, определяется согласно ГОСТ 8.563.

Наилучшим способом установки термопреобразо­вателя (рис а) является его радиальное расположение на теплоизолированном расходомерном участке. Допускается наклонная установка термопреобразо­вателя или его установка в колене, как показано на рис. б, г и в.

Измерения температуры среды проводят на прямом участке за расходомерным устройством на расстоянии от 5D и до 15D от него.

Термопреобразо­ватель погружают в трубопровод на глубину от 0,3 до 0,7 D. В случае измерения расхода пара рекоменду­ется термопреобразо­ватель погружать в трубопровод на глубину от 0,5 до 0,7 D.

Если диаметр термопреобразователя превышает 0,13 D, то допускается при его установке применять расширитель (рис. г, где Dp — диаметр расширителя).

Термопреобразо­ватель устанавливают непосред­ственно в трубопровод или в гильзу. При установке в гильзу, ее заполняют жидким маслом для обеспечения надёжного теплового контакта. Часть термопреобразо­вателя, выступающая над трубопроводом, должна иметь термоизоляцию, если температура потока отличается от тем­пературы окружающей среды более чем на 40 °С.

Для соединительных проводов должны использоваться непрерывные провода. В случае сочленения подводящих проводов их концы должны быть аккуратно разделены (т. е. соединение проводов должно производится под винт).

4.8 Измерение и Учет и потребляемой электроэнергии и мощности.

4.8.1 система технического учета электроэнергии.

Данная система строится на базе любых счетчиков электроэнергии, имеющих импульсные выходные сигналы дистанционной передачи и контроллеров сбора данных (КСД) ИСТОК-К, предназначенных для сбора информации, поступающей от первичных преобразователей.

Контроллер ИСТОК-К имеет 16 входных измерительных каналов и внутренний тестовый канал, по которым обеспечивается независимый прием, обработка и накопление поступающей информации с разбивкой ее по получасам и суткам, и мгновенной мощности потребления. Встроенные часы, позволяют контролировать время наработки и время сбойных ситуаций по цепи питания. Встроенное резервное питание, позволяет хранить накопленную информацию по каждому каналу учета по получасовой срезам - за 192 получаса, а по суточным - за 14 суток.

4.8.2 система коммерческого учета электроэнергии.

Данная система строится на базе электронных счетчиков электроэнергии типа «Евро-Альфа», «Гран-Электро» и т. п., имеющих как импульсные выходные сигналы дистанционной передачи, так и информационные интерфейсы типа RS 485, а также сумматоров СЭМ-2, предназначенных для сбора и обработки информации, и построения многоканальной измерительной системы.

Сумматор СЭМ-2 предназначен для контроля и учета потребляемой электроэнергии, мощности потребления электроэнергии по зонам суток, суткам и за расчетный период по 16-и каналам и 6 группам учета. Сумматор имеет индикацию, позволяющую визуально просматривать все вышеперечисленные параметры, клавиатуру управления и резервное питание, позволяющее хранить накопленную информацию в течение не менее одного месяца без сетевого питания.

4.9 КТС ИСТОК-Котельная

В настоящее время системы измерительные ИСТОК получают широкое распространение как информационно - измерительные комплексы технологического контроля работы энергообъектов. Оперативные и статистические данные от которых используются в процессе формирования управляющих решений для рационального использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

Непрерывный контроль качества работы котельных агрегатов – это экономия топлива в промышленной энергетике. Практически для каждого котлоагрегата определяются технически и экономически обоснованные нормы расхода топлива на производство единицы продукции (тепла - в виде пара или горячей воды). На основании режимно-наладочных испытаний котельного агрегата разрабатывается и утверждается режимная карта – основной руководящий технологический документ оперативного персонала котельной, строгое соблюдение которого должно обеспечивать наиболее экономичный режим работы котлов и минимально-возможные потери тепла и топлива.

Эксплуатация котельного агрегата без регулярного приборного отслеживания топочного режима приводит к сверхнормативным потерям топлива при его сжигании. Регулярный приборный мониторинг топочного режима, являющийся по сути инструментом технологического контроля в котельной, рассматривается далее как наиболее эффективное и быстродействующее энергосберегающее и экологическое мероприятие.

Как показывают выборочные проверки - практически все котельные установки имеют потери тепла и топлива, при этом свыше 70% из них имеют потери значительно превышающие нормативные. Эти сверхнормативные потери определяются, как правило, двумя группами факторов: внутренние - субъективные и внешние - объективные.

Основным внутренним фактором является оператор котельной установки, который как правило, не соблюдает параметры эксплуатации котла в соответствии с требованиями режимной карты.

Внешние факторы — это факторы, не зависящие от действий оператора котла. К таким факторам следует отнести параметры воздуха (температура, барометрическое давление, влажность), подаваемого в топку котла, температуру питательной воды, а также изменение качества и состава топлива.

Изменение внешних условий эксплуатации котельной установки по отношению к тем, при которых проводились режимно-наладочные испытания и составлялась режимная карта, влияет на реальные условия работы котельной установки. Это влияние учитывается при составлении режимной карты и в ходе эксплуатации должны вводиться поправки к параметрам настройки работы котла.

На практике это, как правило, не выполняется и ведет к фактическому увеличению расхода топлива. Причем перерасход практически не видим для оперативного персонала котельной. Эти перерасходы относятся на себестоимость выпускаемой продукции, увеличивают ее стоимость и снижают ее конкурентоспособность.

Устранить влияние вышеназванных факторов или свести их влияние до минимума можно только через приборный оперативно-технологический контроль параметров котельных агрегатов в соответствии с требованиями режимных карт.

При очевидной независимости выше оговоренных уровней КТС ИСТОК решение задач экономии топливно-энергетических ресурсов возможно только в их жесткой взаимосвязи. Это объясняется тем, что для повышения уровня технологической и исполнительской дисциплины необходима жесткая регламентация исполнительских функций как оперативного, так и управленческого персонала.

Имея четкие инструкции по контролю основных технологических параметров энергообъекта, оперативный персонал контролирует их по показаниям вычислительного устройства измерительной системы первого уровня и является одновременно, подконтрольным управленческому персоналу, отслеживающего комплексные задачи оптимизации режимов работы энергообъекта, используя вычислительную систему второго уровня. Специализированное программное обеспечение рассчитывает оптимизированный алгоритм технологических процессов работы котельной установки в соответствии с требованиями режимных карт и формирует управляющие решения по критерию максимума КПД в масштабе реального времени. Такая постановка задачи позволяет объективно анализировать и оценивать принимаемые технические, или организационные решения, направленные на экономию топливно - энергетических ресурсов и оптимальное управление котельными установками.

Заключение

Отличительной особенностью измерительных системы КТС ИСТОК является ряд экономических и технологических преимуществ:

Во-первых, широкие возможности выбора (программирования) за счет встроенной нормативно-расчетной базы данных физических свойств различных сред, что позволяет быстро и легко конфигурировать измерительные системы, используя широкий ряд первичных измерительных приборов, различные методы вычисления расхода, массы и тепловой энергии энергоносителей;

Во-вторых, это существенное снижение эксплуатационных затрат за счет уменьшения оборудования как по количеству, так и по видам. Одно устройство используется для измерения параметров широкого набора сред, первичных измерительных элементов, конфигураций врезок и диаметров трубопроводов. С помощью одного компактного устройства поддерживается не только измерение параметров различных сред, но и обеспечивается простое функционирование многопараметрической измерительной системы;

В-третьих, это уменьшение затрат на проектирование, установку и обслуживание;

В-четвертых, это отсутствие затрат времени на проведение обработки данных для вычисления расхода энергоносителей и тепловой энергии в распределенной системе учета;

В-пятых, это система диагностических функций, которая существенно улучшает эксплуатационные качества измерительной системы. В приборе предусмотрено автоматическое тестирование как функциональных узлов измерительной системы, так и параметров процесса вычисления с выдачей результатов тестирования и сообщений о нештатной ситуации на дисплей прибора и панельную индикацию.

В-шестых, это отсутствие будущих затрат. На сегодняшнем рынке разработка приборов и систем происходит быстрее, чем когда-либо раньше. Важно, чтобы приборы, которые сегодня приобретает Заказчик, можно было использовать и в будущем при модернизации контрольно – измерительного оборудования и построении автоматизированных систем сбора данных, не требующих больших затрат на согласование и доработку.