Приборы для измерения давления в котельной

Контрольно-измерительные приборы, применяемые в санитарно-технических системах и котельных

В зависимости от назначения и пределов изме­рения приборы для измерения давления можно разделить на следующие группы:

  • манометры — для измерения избыточного давления;
  • барометры — для измерения давления ат­мосферного воздуха;
  • вакуумметры (в котельной технике — тягоме­ры) — для измерения разрежения, т. е. давления ниже атмосферного;
  • мановакуумметры (тягонапоромеры) — для измерения разрежения, т. е. давления ниже атмосферного;
  • мановакуумметры (тягонапоромеры) — для измерений вакуума и относительно небольших давлений.

По принципу действия приборы для измере­ния давления делятся на жидкостные (однотруб­ные, двухтрубные или 11-образные, поплавковые, кольцевые, колокольные) и деформационные (трубчато-пружинные, мембранные, сильфонные).

ЖИДКОСТНЫЕ МАНОМЕТРЫ И ТЯГОМЕРЫ

Для измерения небольших давлений применя­ют жидкостные U-образные манометры.

U-образный манометр (рис. 12) представляет собой стеклянную изогнутую трубку, прикре­пленную к шкале с делениями. Трубку заполняют водой. Если соединить один конец трубки с изме­ряемой средой, то уровни жидкости в манометре изменятся. В колене, соединенном со средой, находящейся под давлением, уровень опус­тится ниже нуля, а в колене, связанном только с атмосферой, — на столько же повысится. Таким образом, давление измеряемой среды уравно­весится столбом жидкости, равным сумме мил­лиметров, отсчитанных выше и ниже нуля. Для лучшей видимости воду, заливаемую в маноме­тры, подкрашивают жидкостью, не оставляющую на внутренней поверхности стеклянных трубок следа. Небольшие избыточные давления или раз­ряжения измеряют тягомерами или тягонапоромерами. Если измеряемые давления подводятся к обеим трубкам, то такой манометр называют дифференциальным.

Тягонапоромер жидкостный типа ТНЖ (рис.13) выпускают двух видов: для настенного и щитово­го монтажа (ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ).

Принцип действия этих приборов такой же, как и У-образных манометров. Прибор состоит из стеклянного сосуда 1 с измерительной трубкой 7 и шкалы 3.
На корпусе прибора имеется уровень 4, с помо­щью которого прибор устанавливается в рабочее положение. Прибор заполняется этиловым спир­том до нулевой отметки шкалы. Так как при за­полнении прибора довольно трудно совместить уровень жидкости с нулевой отметкой шкалы, то на приборе предусмотрено перемещение шкалы вдоль наклонной стеклянной трубки с помощью регулировочного винта б. С задней стороны при­бора имеются два штуцера 2 и 5: со знаком «+» для измерения давления, со знаком «-» для изме­рения разряжения.Приборы ТНЖ, которые служат для измерения давления и разрежения, называют тягонапоромерами. Градуировка шкалы ТНЖ выполнена в мм вод. столба, хотя заполнять прибор следует подкрашенным (для лучшей видимости) спир­том или другими жидкостями с плотностью до 0,85 кг/м 3 . При заполнении ТНЖ водой точность показаний снижается.Эти манометры устанавливаются в водомерных узлах и тепловых пунктах; перед циркуляцион­ными насосами и за ними; перед фильтрами и за ними; на подпиточных линиях систем отопления; на входе воды в водогрейный котел и на выходе в круглом корпусе манометра. Держатель имеет ниппель с резьбой, служащий для сообщения прибора с измеряемой средой. Свободный ко­нец пружины закрыт пробкой с шарнирной осью и запаян.

Посредством поводка б он связан с сектор­ным механиз­мом, состоящим из латунного зуб­чатого сектора 4, сцепленного с шестеренкой (трибкой), сидя­щей неподвижно на оси вместе, со стрелкой прибора. Рядом с трибкой 2 расположена спи­ральная пружина (волосок), один конец кото­рой соединен с трубкой, а другой закреплен неподвижно на стойке, поддерживающей пе­редаточный механизм. Пружина 3 постоянно прижимает трубку к одной стороне зубцов сектора, благодаря чему устраняется мертвый ход в зубчатом зацеплении секторного меха­низма. При подведении к внутренней полости трубчатой пружины измеряемого давления пружина частично раскрутится и потянет за собйй поводок, приводящий в движение сек­торный передаточный механизм и стрелку ма­нометра, показывающую по шкале величину этого давления в кгс/см 2 .Манометр имеет равномерную, концентриче­скую шкалу с центральным углом, равным 270 град. Обычно упругие деформации измеритель­ной пружины незначительны (до 8—10 град.). Для искусственного повышения чувствительно­сти прибора устанавливается кинетический узел, позволяющий стрелке совершать поворот в за­висимости от величины деформации от нуля до максимума шкалы. При отключении измеряемого давления упру­гая деформация пружины исчезнет, пружина вос­станавливает свое первоначальное положение, и стрелка прибора устанавливается на нулевую отметку шкалы.

В необходимых случаях манометр в зависи­мости от условий работы и свойств среды дол­жен снабжаться сифонной трубкой или другими устройствами, предохраняющими его от непо­средственного воздействия среды, температу­ры и обеспечивающими его надежную работу. Сифонная трубка предназначена для накопле­ния воды (конденсата). Водяной затвор в сифон­ной трубке предохраняет пружину манометра от воздействия высоких колебаний давления и гидравлических ударов при подключении ма­нометра к котлу.

Между сифонной трубкой и манометром обыч­но устанавливается трехходовой кран с фланцем 1 особой формы для присоединения контроль­ного манометра (рис. 18). На рукоятке крана 2 должны быть нанесены риски 3, указывающие направление каналов в нем. На рисунке 18 при­ведено пять различных положений трехходо­вого крана. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта на уровне деления, соот­ветствующего рабочему давлению.

Поверка пружинных манометров с их оплом­бированием или клеймением должна произво­диться в лаборатории КИП не реже одного раза в 12 месяцев.

Кроме того, не реже одного раза в б месяцев должна производиться дополнительная провер­ка рабочих манометров (по месту их установки) контрольным манометром (рис. 19) с записью результатов в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допу­скается дополнительную проверку производить проверенным рабочим манометром, имеющим с проверяемым манометром одинаковую шкалу и класс точности. Независимо от указанных сроков проверку манометра надо производить каждый раз при возникновении сомнений в правильно­сти его показаний.

ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ МАНОМЕТРЫ (ЭКМ)

Манометры типа ЭКМ (рис. 20) применяют в системах ав­томатического контроля, сигнализации и регулирования. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минималь­ное и максимальное значения давления в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. Замыкание подвижной стрелкой одного из контактов вызывает подачу сигнала или соответствующее действие системы, в которую включен манометр (рис. 21). Установочные контакты 5 с по­мощью штифта, расположенного на лицевой части прибора, могут перемещаться на соответствующее задание.

ПРУЖИННЫЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ МАНОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
Приборы этого типа (рис. 22) измеряют избыточное и ва- куумметрическое давление агрессивных сред и замыкают или размыкают электрические цепи при достижении за­данного предела давления во взрывоопасных зонах поме­щений и наружных установках, где возможно образование взрывоопасных смесей.Примечание.Эти приборы по конструкции электрической схемы близки ЭКМ.

Регистрирующие измерительные приборы, в которых предусмотрена запись показаний в форме диаграммы.Самопишущие приборы представляют собой изме­рительный прибор, к подвижной части которого при­соединен пишущий элемент (ПЭ) — перо, карандаш, капиллярная трубка и т. п., оставляющий след (запись) на движущемся носителе (чаще всего на бумажной лен­те, прикрепленной к цилиндру, рис. 23, или диаграмме, прикрепленной к поворотному диску, рис. 24). Прибор (рис. 23) состоит из манометра, барабана, вращаемого ча­совым механизмом и самопишущего прибора, соединен­ного с манометром. Прибор (рис. 24) также состоит из ма­нометра, диаграммы, вращаемой часовым механизмом, и самопишущего прибора. Часовые механизмы и диаграм­мы могут работать в течение 12 или 24 часов.Современные самопишущие манометры (рис. 25) отли­чаются от устаревших конструкций (начали применяться еще в XIX веке) формой корпуса и тем, что их диаграммы приводятся в движение как часовым, так и электрическим приводом. Диаграммы современных самопишущих мано­метров рассчитаны как на 24 часа, так и на несколько суток.Примечание.Современные самопишущие приборы могут регистри­ровать одновременно несколько различных параме­тров.Класс точности манометров должен быть не ниже:

  • 2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см 2 );
  • 1,5 — при рабочем давлении более 2,5 до 14 МПа (25 до 140 кгс/см 2 );
    • 1,0 — при рабочем давлении более 14 МПа (140 кгс/см 2 ). Шкала манометра выбирается исходя из условия, что при
Читайте также  Оборудование для водогрейных котельных

рабочем давлении стрелка манометра должна находиться в средней трети шкалы.Манометры не допускаются к применению в следующих случаях:

  • если на манометрах 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.

Источник: ТПА 1(70) 2014 ОБОРУДОВАНИЕ И КИП

Что из себя представляют манометры для измерения давления воды в системе отопления, какова их цена?

Существует несколько причин, чтобы использовать давление в системах отопления. Во-первых, это касается удаления воздуха. В нём содержится кислород, который окисляет металлические части оборудования. Это сильно влияет на срок службы.

Во-вторых, чем больше давление, тем выше точка закипания воды. Поэтому температура в отоплении может превышать 100 градусов. Чтобы следить за давлением, используют специальные приборы — манометры для измерения давления воды в системе отопления, о видах и ценах на которые поговорим в статье.

Что это такое?

Манометр — это прибор для измерения давления. Когда в отоплении падает давление, оборудование перестаёт работать.

Да ещё и воздух начинает скапливаться. Если же давление превышает норму, это может привести к разрыву в какой-то точке системы.

Чтобы настраивать оборудование и своевременно устранять неполадки, нужно всегда следить за показателями. Для этого как раз и служат манометры. Их используют не только в отоплении, но и вообще в любых системах, где нужно контролировать давление.

Выглядят они достаточно просто: пластиковый корпус, циферблат и соединительная трубка. Внутри находится мембрана или пружина. Когда на них воздействует давление, они деформируются, а стрелка отклоняется до определённого показателя.

Электронные варианты встречаются реже, но их тоже устанавливают. Для измерения используют бары, атмосферы или паскали.

Виды устройств

Так как сфера применения и условия эксплуатации бывают разными, то и манометры тоже отличаются. Для отопления можно выделить 5 видов:

  1. Пружинные. Самые популярные модели, которые используют в бытовых и промышленных условиях. Внутри находится пружина. Под давлением она передаёт усилие на стрелку циферблата.
  2. Мембранные. Эти манометры тоже пользуются хорошим спросом. Принцип работы похож на пружинные, только в качестве чувствительного элемента используется упругая пластина или мембранная коробка.
  3. Жидкостные. Внутри них проходит трубка, которая работает на основе сообщающихся сосудов.

Когда на один сосуд действует нагрузка, жидкость в другом поднимается на определённую высоту. Такие приборы очень точные, но больше подходят для лабораторных исследований.

  • Электроконтактные используют не только для измерения давления. Их можно подключить, например, к циркуляционному насосу, чтобы им управлять. Когда стрелка дойдёт до нужного значения, произойдёт замыкание или размыкание цепи. В промышленных условиях это особенно полезно.
  • Дифференциальные. Состоят из нескольких камер, которые разделены друг с другом чувствительным элементом. Обычно это переносные приспособления, с помощью которых высчитывают разницу давлений.
  • Если же говорить про условия работы, манометры ещё подразделяют на:

    • общетехнические;
    • образцовые;
    • самопишущие;
    • железнодорожные;
    • судовые.

    Каковы критерии выбора?

    Подбирать прибор следует таким образом, чтобы он подходил под каждый конкретный случай. На это влияет:

    1. Диапазон измерений. Для бытовых нужд вполне достаточно диапазона от 0 до 4-х бар. Но и в промышленных условиях редко используют высокие показатели. Даже в котельных, которые отапливают многоэтажные дома, давление обычно не превышает 10 бар.
    2. Диаметр штуцера. Раньше стандартный размер составлял ¼ дюйма, поэтому для подключения приходилось использовать переходники.

    Сейчас производители выпускают приборы с разными диаметрами резьбы, но чаще всего используют ½ дюйма.

  • Расположение штуцера. Он может находиться на корпусе или сзади циферблата. Выбирать следует так, чтобы после установки можно было удобно смотреть показания.
  • Размер. Иногда манометр просто не помещается в том месте, где планировали его установить. Но размеров достаточно много, поэтому можно без проблем выбрать подходящий.
  • Рабочая температура. Не всегда условия эксплуатации бывают комфортными. В отдельных случаях могут потребоваться модели, которые выдерживают низкие или наоборот высокие температуры.
  • Межповерочный интервал. Каждый производитель устанавливает свои сроки поверки приборов учёта. Чем больше интервал, тем реже придётся обслуживать или менять манометры.
  • Если штуцер расположен на противоположной стороне циферблата, манометр называют аксиальным. Если штуцер находится сбоку от циферблата, манометр радиальный.

    Где и по какой примерно стоимости продается, что ещё учесть при покупке?

    Купить манометры можно в магазинах, которые специализируется на отоплении и водоснабжении. Цены зависят от производителя и модели. Самые простые стоят в районе 300—500 рублей.

    Существуют модели с соединительными трубками. Их цена может доходить до нескольких тысяч рублей. Но обычно их устанавливают только на самом оборудовании.

    Чтобы не купить сломанный манометр, нужно его внимательно осмотреть. Во-первых, корпус должен быть без повреждений. Во-вторых, стрелка должна находиться на нуле. Помимо этого, следует обратить внимание на год изготовления.

    Некоторые люди не могут отличить манометр для воды и воздуха. Действительно, внешне они абсолютно одинаковые, но в строении разница огромная. Поэтому перед покупкой лучше уточнить у продавца, для каких именно целей используется прибор.

    Топ-3 моделей

    Моделей манометров очень много, но можно выделить 3 самых популярных:

    1. Watts F+R250 — хороший измерительный прибор, у которого размер штуцера составляет ½ дюйма. Диапазон измерений — от 0 до 6 бар. Корпус выполнен из чёрного металла с напылением. Но диаметр 100 мм, так что подойдёт не для всех. Цена — около 900 рублей.
    2. Itap 483/1/4 — корпус этого манометра выполнен из ABS-пластика, но это не значит, что он хуже. Присоединительный размер — ¼ дюйма, поэтому в некоторых случаях может потребоваться переходник. Может измерять давление до 10 бар, а его диаметр 63 мм. Цена — примерно 400 рублей.
    3. Tim Y50T-10bar — из названия уже понятно, что манометр предназначен для систем, давление в которых не превышает 10 бар. Пластиковый корпус с диаметром всего 50 мм позволяет установить его даже в самых труднодоступных местах. Диаметр штуцера — ¼ дюйма. Цена — от 110 до 150 рублей.

    Если выбирать эти модели, можно не переживать по поводу поломок и срока службы. Сюда относится ещё и точность измерений.

    Пошаговая инструкция по подключению

    Никаких сложностей при установке обычно не возникает, поэтому вполне реально проделать все работы самостоятельно. Чтобы манометр можно было сменить в любой момент без отключения системы, перед ним устанавливают кран.

    Если крана нет, устанавливать прибор следует только на отключённой системе. Для этого потребуется:

    • выбрать место;
    • взять гаечный ключ;
    • если на манометре нет прокладки, нужно подмотать резьбу;
    • закрутить прибор с помощью ключа.

    Стоит отметить, что нельзя закручивать манометр, держась за корпус. Таким образом его можно повредить. Лучше использовать специальную гайку на штуцере.

    Манометр является частью группы безопасности отопления. Сюда же входит автоматический спускник воздуха и предохранительный клапан. Если группа ещё не установлена, можно купить её в сборе. Только подключать её придётся на самую высокую точку трубы, так как спускник воздуха должен располагаться именно там.

    Поверка приборов

    Поверкой называют ряд операций, которые выполняют для подтверждения правильной работы измерительных приборов.

    Обычно срок её действия составляет 2 года, хотя всё зависит от производителя. Если манометр исправен, его оставляют.

    К явным повреждениям относится сломанный корпус и стрелка, которая не меняет положения. Специальное оборудование для поверки в бытовых условиях почти никогда не используют, так как легче просто заменить манометр.

    Какими должны быть оптимальные показатели давления?

    Большинство современных котлов перестают работать, если давление падает ниже одного бара. Максимальный предел рассчитывается, исходя из самого слабого элемента.

    Когда вода нагревается, она расширяется. Поэтому при заполнении системы давление будет меньше, чем во время работы. Это тоже следует учитывать.

    Заключение

    Несмотря на разнообразие моделей, выбрать и подключить манометр для отопления не так сложно. Нужно только следовать рекомендациям. Это небольшой, но очень важный элемент системы, который помогает следить за давлением.

    Приборы измерения, которые используются в котельных

    1. 1. Что делает система автоматизации котельной
    2. 2. Наладка приборов измерения, которые используются в котельной

    Котловая и общекотловая автоматика делает котельные более «интеллектуальными», простыми в обращении и безопасными, более того, она помогает сократить энергетические затраты на выработку тепла, а значит — сэкономить на эксплуатации установки. Благодаря приборам исключается человеческий фактор и все связанные с ним ошибки.

    Работа приборов измерения, которые используются в котельной, подчиняется СП 41-104-2000 «Работа котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала».

    Что делает система автоматизации котельной

    Выполняет 8 основных функций:

    1. Измеряет, регистрирует и отображает ключевые параметры работы котлоагрегата.
    2. Останавливает работу котлоагрегатов при возникновении внештатной ситуации и автоматически их разжигает, если всё в порядке.
    3. Активирует звуковую и световую сигнализацию при любых отклонениях от нормы.
    4. Регулирует процесс горения в зависимости от температуры воздуха, регулирует соотношение воздуха и топлива, а также топочное разрежение.
    5. Контролирует расход воды.
    6. Позволяет управлять исполнительными механизмами, дымососом, вентиляторами и выходной задвижкой котла дистанционно.
    7. Управляет газопроводной арматурой, благодаря чему розжиг происходит безопасно.
    8. Контролирует и регистрирует температуру воды — причём как на входе, так и на выходе.

    Наладка приборов измерения, которые используются в котельной

    I. Котловая аварийная сигнализация

    Включает в себя сигнализацию от горелочного устройства, аварийного датчика температуры и электроконтактного манометра.

    В горелке содержится ряд датчиков и вспомогательных устройств, сигналы от которых передаются на т. н. «менеджер горения» — именно он определяет, исправно ли всё работает. Если система обнаруживает ошибку, горелка отключается, а вместо неё включается свето- и звуковая сигнализации. Чтобы отключить сигнализацию, требуется вмешательство диспетчера.

    Датчик температуры сигнализирует при перегреве котловой воды, включает и отключает горелку, а также включает сигнализацию при возникновении аварии.

    И наконец, электроконтактный манометр отслеживает давление в теле котла, включая сигнализацию при избыточном. Кроме того, он активирует сбросный клапан.

    II. Котловая автоматика

    Сигнализацией приборы измерения, которые используются в котельной, не ограничиваются. Сюда также входит котловая автоматика, задача которой — поддерживать рекомендованную производителем котлоагрегата температуру, позволять оператору управлять котельной дистанционно и включать/выключать котловой насос.

    III. Общекотловая автоматика

    Последний пункт — автоматика общекотловая, которая создаётся ещё на этапе проекта гидравлической схемы котельной.

    Что она делает? Поддерживает заданный температурный график контура, ротирует котлы, ротирует нагрузочные насосы, в автоматическом режиме подпитывает систему, поддерживает минимальную температуру на входе, а также контролирует температурный график котельной установки.

    Все данные выводятся на универсальный программируемый логический контроллер.

    Компания «АльянсТепло» спроектирует и реализует для вас все необходимые приборы измерения, которые используются в котельных. Мы — компания полного цикла: это значит, что мы можем построить для вас котельную под ключ от чертежа до пусконаладки. Узнайте больше, позвонив нашему менеджеру или заполнив опросный лист.

    Что такое разрежение в топочной камере котла и как его нормализовать

    Разрежение в топочной камере является основным и наиболее важным явлением, на котором строится функционирование котлов с естественной тягой через дымоход. При недостаточном разрежении горение сильно затрудняется или прекращается вовсе, в помещение попадают токсичные продукты сгорания. При чрезмерном – происходит перерасход топлива.

    Читайте в статье

    Что такое разрежение в топке котла

    Разрежение в топке котла – это снижение в ней давления под влиянием разницы температур, вследствие чего в топочную камеру естественным путем осуществляется приток свежих воздушных масс, а продукты сгорания вытесняются через дымоход.

    Схематическое изображение процесса разрежения в топке котла.

    Простыми словами, плотность воздуха зависит от температуры: чем она выше, тем плотность воздуха меньше. Отсюда и термин «разрЕжение«, который часто путают с «разрЯжением«. Соответственно, к зоне низкой плотности (топке котла) осуществляется приток воздуха из зоны более высокой плотности (помещения), поскольку давление там выше. Нагретые воздушные массы и продукты сгорания стремятся вверх и дополнительно вытесняются свежими воздушными массами через дымоход. Иными словами явление называют естественной тягой котла.

    Способы и единицы измерения

    Единицы измерения разряжения в топке котла – Паскали (Па). Измеряется показатель приборами, принцип работы которых основан на чувствительности жидкостного или пружинного датчика давления: манометром или вакуумметром. Также применяются анемометры, измеряющие непосредственно силу естественной тяги .

    Для бытового водогрейного котла с традиционным вертикальным дымоходом нормой считаются показатели 10-20 Па.

    Причины падения разрежения в топке котла и способы решения проблемы

    Критическим считается падение ниже минимального порога 9-10 Па, при нем могут наблюдаться проблемы с горением, попадание в помещение недожженного топлива, продуктов его сгорания. Если исключить ошибки в конструкции топочной камеры и самого котла, причины падения разрежения в топке котла обычно просты и легко исправимы:

    1. Засорение дымохода. Перекрывать отвод продуктов сгорания, усиливать трение и сужать диаметр дымохода могут как крупные объекты попавшие в дымоход с улицы, так и естественное сажеобразование, присущее не только твердотопливным, но и любым другим (газовым, жидкотопливным, комбинированным) котлам. Для устранения проблемы нужно хорошо очистить дымоход от сажи и золы с помощью металлического ерша на длинной проволоке, любых подходящих скребков, окружностей, практически соответствующих диаметру дымохода и других подходящих инструментов. Даже при нормальном техническом состоянии отопительного оборудования и благоприятных условиях эксплуатации, рекомендуется проводить ежегодную очистку дымохода перед началом отопительного сезона.
    2. Проблемы с теплоизоляцией. Недостаточная теплоизоляция дымохода или ее отсутствие приводят к сильному снижению разницы в температурах атмосферы и отходящих газов, что, соответственно, снижает и разницу в плотности воздуха (разрежении).
    3. Ошибки в проектировании дымохода. Чаще всего допускаются ошибки в определении высоты дымохода (общей и его уличной части). Для обеспечения нормальной тяги общая высота дымохода должна быть не менее 5 метров. Нормы по отношению к конку крыши дома указаны на фото ниже. Оптимальная высота дымохода согласно СНиП 41-01-2003.
    4. Повреждение дефлектора. Дефлектор на оголовье дымохода способствует более оптимальному направлению потоков ветра и отходящих газов, соответственно, при нарушении его конструкции свойства теряются.

    Также важно понимать, что разрежение может быть нестабильным и недостаточным, если разница температур в топочной камере и атмосфере не столь существенна, например, в относительно теплые времена вне отопительного сезона при работе котлоагрегата в минимальном температурном режиме.

    Регулирование с помощью датчика

    В бытовых целях постоянный контроль тяги не оправдан в виду дороговизны контрольно-измерительных устройств. В современных отопительных котлах для контроля показателя применяются представляющие собой несколько иное устройство датчики тяги . Однако в промышленных масштабах устанавливаются специальные датчики разрежения: АДР-0,125.4.1 или АДР-0,25.4.1; Метран-100-ДИВ-1310. Стоимость датчиков начинается от 5 тыс. руб.

    Трехходовые или кнопочные краны для защиты и контроля работоспособности приборов для измерения давления. Что лучше?

    Приборы для измерения давления (ИД) — так для обобщения будем в данной статье называть манометры, напоромеры, преобразователи давления — являются неотъемлемой составляющей практически любой технологической установки, использующей в своей работе газ, пар или жидкость. При этом само количество указанных приборов измеряется сотнями миллионов единиц.

    Отсюда неизбежно вытекает задача: как оптимальным образом обеспечить работоспособность данных изделий, продлить срок их службы, а при необходимости — обеспечить быструю и качественную замену.

    Именно с этой целью перед ИД устанавливают упомянутую в названии статьи запорную арматуру. Рассмотрим последовательно варианты ее применения и сравним их преимущества и недостатки.

    Первоначально перед ИД устанавливали обычные двухходовые краны, имеющие два рабочих положения: «открыто» и «закрыто». В положении «открыто» давление рабочей среды поступает на вход ИД, который фиксирует его. Если двухходовой кран перевести в положение «закрыто», то рабочая полость ИД отсоединяется от рабочей полости системы. При этом ИД «запоминает» то давление, которое было в системе в момент отключения. Но затем оно может изменяться, например, при нагреве или охлаждении среды в данной замкнутой полости.

    Очевидно, что с помощью двухходового крана невозможно проверить «стабильность нуля» прибора, что является одним из признаков его работоспособности. Сильно затруднена также замена прибора, особенно при измерении высоких давлений и в газовых системах. Это объясняется, во-первых, тем, что имеется значительное осевое усилие на резьбу, с помощью которой устанавливается ИД, а во-вторых, опасностью резкого расширения газа из замкнутого пространства при снятии ИД, установленных на газовых системах. Вследствие этого, двухходовые краны для указанных целей используются крайне редко и в настоящей статье не рассматриваются.

    Определимся также, что будем рассматривать возможные варианты применения кранов перед ИД в системах с рабочим давлением до 1,6 МПа (16 кГс/см 2 ), что характерно для подавляющего большинства газораспределительных сетей, а также систем водо- и теплоснабжения зданий и сооружений.

    Для устранения указанных недостатков двухходовых кранов применяют трехходовые краны (рис. 1). Они, что следует из их названия, имеют три канала (хода): для подключения к рабочей полости системы, в которой контролируется давление, к ИД и к атмосфере, и два фиксированных положения: в первом ИД подключен к давлению в системе, а во втором — к атмосфере.

    Рис. 1. Кран трехходовой натяжной муфтовый11б18(38)бк РУ 16кгс/см 2 Ду15мм

    Трехходовые краны применяются для указанных целей уже более века и зарекомендовали себя как недорогое и достаточно надежное устройство. Однако они имеют серьезные недостатки. Главный недостаток трехходовых крановнедостаточная герметичность. Как правило, она соответствует только классу герметичности D по ГОСТ 9544-2005, т.е. при испытании давлением воздуха 6 кгс/см 2 допускают утечку газа в пределах 1,8 см3/мин xDN, где DN — диаметр условного прохода крана (от 5,4 см3/мин при DN = 3 мм до 360 см3/мин при DN = 200 мм). Это обусловлено тем, что в подавляющем большинстве указанных изделий разделение соответствующих полостей в них обеспечивается взаимным разворотом цилиндрических или конических поверхностей. Соответственно, всегда имеется микрозазор между указанными твердыми поверхностями, который часто заполняют специальной консистентной смазкой, чтобы снизить возможные перетоки. Но, во-первых, перетоки все равно остаются, во-вторых, появляется необходимость периодического обслуживания данных кранов для замены смазки, а в-третьих, имеются случаи, когда применение смазки неэффективно или недопустимо. В качестве примера последних случаев можно привести установку трехходовых кранов перед ИД бензина, который растворяет большинство смазок, или кислорода, при взаимодействии которого с обычными смазками может произойти возгорание.

    Имеют трехходовые краны и еще один существенный в эксплуатации недостаток: отсутствие, так называемой, «защиты от дурака». В ходе технологических работ трехходовой кран может быть оставлен в любом из трех возможных положений и, например, получить утечку рабочей жидкости при снятом ИД или отсутствие показаний ИД при перекрытом канале, соединяющем систему с ИД. И то, и другое может привести к серьезным аварийным ситуациям.

    Для того, чтобы исключить возникновение указанных аварийных ситуаций и повысить герметичность запорного устройства до класса А по ГОСТ 9544-93 (Нет видимых протечек), обеспечивающего нормальное функционирование ИД были разработаны и в последние 10-15 лет находят все более широкое применение, так называемые, кнопочные краны. Основным преимуществом кнопочных кранов, по сравнению с рассмотренными выше трехходовыми кранами, кроме обеспечения более высокой герметичности, является то, что они не требуют обслуживания в течение практически всего срока эксплуатации и обеспечивают автоматический возврат штока в исходное положение после завершения регламентных операций по снятию показаний, проверки работоспособности или замене ИД.

    Ведущим производителем кнопочных кранов марки VE долгие годы являлась фирма AZ Gastechnik GmbH (Германия). Производимые ею кнопочные краны VE2 (рис. 2) и VE3 нашли заслуженное применение в целом ряде стран Европы, в том числе и в

    Рис. 2.Кнопочный кран VE2 фирмы AZ Gastechnik GmbH (Германия)

    России. Однако кнопочные краны VE2 и VE3 имеют ограниченный диапазон измерения по давлению (до 0,6 МПа) и температуре (не ниже минус 10 0 С), что не позволяло применять их, например, для комплектации шкафных и блочных газорегуляторных пунктов (ГРП), а также в других аналогичных случаях.

    Данная проблема была решена с появлением кнопочных кранов VE-РАСКО [1], являющихся совместной разработкой НПФ «РАСКО», г. Москва и ОАО «СПЗ», г. Саранск и специально спроектированных для работы в жестких температурных условиях (от -40 °С до +70 °С) и при повышенных давлениях (до 1,6 МПа), характерных для газораспределительных сетей среднего давления.

    Рис. 3. Кнопочные краны VE-РАСКО-НЗ и VE-РАСКО-НО: 1 — корпус, 2- кнопка, 3- пружина, 4- опора пружины, 5- стопорная шайба, 6- уплотнения, 7- входное отверстие, 8- выходное отверстие

    Одновременно, кроме кнопочных кранов VE-РАСКО-НЗ (рис. 3), изготавливаемых в нормально закрытом исполнении, разработчиками была создана модификация указанных изделий VE-РАСКО-НО (рис. 4), изготавливаемых в нормально открытом исполнении. Первоначально данная модификация предназначалась для проверки работоспособности преобразователей давления без их демонтажа с объекта [2], заключающейся в нажатии на кнопку, соединении входа данного ИД с атмосферой и контроле уровня и стабильности данного нулевого сигнала (например, 4 мА для преобразователей давления с токовым выходным сигналом 4-20 мА). Однако, неожиданно для разработчиков, потребители сами нашли дополнительное применение данной модификации кранов VE-РАСКО: для оперативной замены отказавших или нуждающихся в поверке манометров, с последующим автоматическим их подключением для измерения давления контролируемой среды.

    Следует также отметить, что хотя кнопочные краны VE-РАСКО рассчитаны на длительную безотказную работу (выдерживают до 20 тысяч нажатий без снижения класса герметичности). По сравнению с упомянутыми кнопочными кранами VE2 и VE3, они имеют дополнительное уплотнение кнопки (штока), что дополнительно повышает надежность и безопасность их работы. При этом, тем не менее, краны VE-РАСКО конструктивно являются ремонтопригодными изделиями. Причем ремонт заключается практически только в замене уплотнительных колец и может быть произведен (при наличии заводского ремкомплекта) в условиях эксплуатации слесарем средней квалификации.

    Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

    1. Применение трехходовых кранов может быть обосновано их, как правило, более низкой стоимостью, только в неответственных случаях, когда недостаточная герметичность, а также отсутствие автоматического возврата запорного органа не могут привести к аварийным ситуациям или снижению качества контролируемого технологического процесса.
    2. В случаях контроля давления в системах повышенной опасности, характерных для газовой, нефтяной, химической, металлургической и ряда других отраслей промышленности, когда недостаточная герметичность крана или отсутствие автоматического возврата его регулирующего органа в исходное положение может привести к аварийным ситуациям или снижению качества контролируемых технологических процессов, безусловно, предпочтение следует отдавать кнопочным кранам, как наиболее современному и безопасному средству коммутации ИД с измеряемой средой, с одновременным обеспечением необходимых функций по замене или контролю работоспособности ИД (без сброса давления в системе, давление в которой контролируется).

    Литература:

    1. Золотаревский С.А., к.т.н., генеральный директор НПФ «РАСКО», Апарин Е.Л., к.т.н, заместитель генерального директора НПФ «РАСКО»// Кнопочные краны VE-РАСКО нового поколения для контроля показаний манометров и преобразователей давления //Реформа ЖКХ, 2009, №1-2
    2. Золотаревский С.А., к.т.н., генеральный директор НПФ «РАСКО», Апарин Е.Л., к.т.н, заместитель генерального директора НПФ «РАСКО» // «Контроль технического состояния преобразователей давления легким нажатием пальца» // Энергоанализ и Энергоэффективность, 2009, №1-2