Наладка технических средств АСР (автоматической системы регулирования). Давление смешанного газа на газосмесительной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Газосмесительные станции применяют на предприятиях, располагающих различными видами газообразного топлива. Применение смесей газов в ряде технологических аппаратов приводит к повышению эффективности использования топлива.

Для удовлетворения всех этих требований на заводе иногда имеется центральная газосмесительная станция, на которой смешиваются коксовый, доменный и газогенераторный газы для получения газа заданной калорийности. Центральная смесительная станция снабжает требуемой газовой смесью отдельные группы цехов, которые иногда, в свою очередь, имеют цеховые газоповысительно-смесительные станции, где составляются смеси, требуемые отдельными цехами или агрегатами. В случае необходимости давление газа повышается специальными вентиляторами, так называемыми бустерами, отчего и станции эти иногда называются бустерными. Цеховые смесительные станции составляют газовые смеси, добавляя коксовый газ к смеси, доставляемой центральной смесительной станцией; поэтому к ним подводятся два газопровода: один смешанного и другой коксового газа.

После этого его отправляют в газгольдер, а оттуда потребителю топлива - непосредственно или через газосмесительную станцию.

Дежурный по газу с помощниками, получив сигнал об отключении газа в литейном и кузнечно-механическом цехах, останавливают газосмесительную станцию, отключают на ГРП подачу газа в котельную, отключают межцеховые газопроводы и закрывают автоматическую задвижку на вводе на территорию объекта.

Поскольку высокоточные газоанализаторы для аттестации СО газовых смесей, как и рабочие газоанализаторы, на базе которых они обычно создаются, рассчитаны на измерение одного компонента на одном-двух пределах измерений, то при централизованном производстве СО газовых смесей требуется сосредоточить в одном месте (на газосмесительной станции) десятки высокоточных газоанализаторов. Это создает

определенные трудности при их размещении, эксплуатации и ремонте.

Для отдельных производственных процессов требуется горючий газ разной теплотворной способности, во многих случаях не соответствующей теплотворной способности доменного, коксового или генераторного газов. Такое несоответствие, а также эксплуатационные колебания величины теплотворной способности одного и того же газа вызывают необходимость приготовления определенной газовой смеси в специально устраиваемых газосмесительных станциях, на которых смешиваются доменный, коксовый и генераторный газы в автоматически регулируемых соотношениях.

Кроме того, в смеси используют и природный газ. Смешанный газ для колодцев поступает со специальных газосмесительных станций. Колодцы на некоторых заводах отапливают мазутом.

Для образования заданной смеси необходимо равенство давлений смешиваемых газов. Это условие практически не всегда выполнимо, так как газы поступают с разными давлениями. Необходимое изменение давления достигается с помощью газодувок, устанавливаемых обычно на газосмесительной станции, которая в таких случаях является одновременно и повысительной станцией. Такие комбинированные центральные газосмесительные повысительные станции применяются на металлургических заводах.

автоматический серийный пусконаладочный электропроводка

1. Общая часть

1.1 Функциональная схема и краткая техническая характеристика налаживаемой АСР

При разработке схем автоматического управления и технологического контроля применяют различные приборы и средства автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой по определенным схемам. В зависимости от используемых приборов и средств автоматизации (электрических, пневматических, гидравлических) и линейной связи в проектах автоматизации разрабатывают схемы, которые различают по видам и типам.

По видам схемы подразделяют на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Наибольшее распространение в практике автоматизации технологических процессов получили электрические приборы и средства автоматизации, что объясняется большим разнообразием имеющейся аппаратуры и приборов и наличием на объектах источников электропитания требуемой мощности и напряжения. В связи с этим наибольшее распространение получили электрические схемы. В специальных условиях (взрывоопасность и др.) применяются пневматические приборы и средства автоматизации. Это обусловило необходимость выполнения большого числа различных пневматических схем. Из-за громоздкости гидравлической аппаратуры и трудностей передачи гидравлических командных импульсов на большие расстояния гидравлические схемы получили небольшое

распространение.

В ряде случаев в проектах встречаются комбинированные электропневматические, электропневмогидравлические, пневмогидравлические и электрогидравлические схемы.

По типам схемы автоматизации подразделяют на:

Структурные, отражающие укрепленную структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектами и отдельными должностными лицами;

Функциональные, отображающие функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, сигнализации, управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации;

Принципиальные, определяющие полный состав входящих в отдельный узел автоматизации элементов, модулей, вспомогательной аппаратуры и связей между ними и дающие представление о принципе его работы.

На основании принципиальных схем разрабатывают схемы внешних соединений электрических и трубных проводок, общих видов и монтажных схем щитов и пультов автоматизации;

Монтажные, показывающие соединение электрических и трубных проводок в пределах комплектных устройств (щитов, пультов и т. д.), а также мест их присоединения и ввода (сборки коммуникационных зажимов,3 штепсельные разъемы, переборочные соединения для трубных проводок и т. д.);

Соединений, показывающие внешние электрические и трубные связи между измерительными устройствами и средствами получения первичной информации, с одной стороны, щитами и пультами автоматизации - с другой. На схеме соединений показывают также вспомогательные элементы (фитинги, проходные и соединительные коробки и т. п.) и в необходимых случаях - шкафы силового электрооборудования. Схемы автоматизации, как правило, выполняют без соблюдения масштаба. В монтажных схемах соблюдается действительное пространственное расположение отдельных средств автоматизации и монтажных изделий.

Функциональные схемы автоматизации могут быть выполнены двумя способами:

1) с условным изображением щитов и пультов управления в виде прямоугольников (как, правило, в нижней части чертежа), в которых показываются устанавливаемые на них средства автоматизации;

2) с изображением средств автоматизации на технологических схемах вблизи отборных и приёмных устройств, без построения прямоугольников, условно изображающих щиты, пульты, пульты контроля и управления.

При выполнении схем по первому способу на них показываются все приборы и средства автоматизации, входящие в состав функционального блока или группы, и место их установки.

Преимуществом этого способа является большая наглядность, в значительной степени облегчающая чтение схемы и работу с проектными материалами

1.2 Подбор серийной аппаратуры и приборов для пусконаладочных работ

Для выполнения пусконаладочных работ применяют контрольные приборы и контрольно-поверочные устройства в виде стендов, при помощи которых осуществляют поверку и наладку приборов и регуляторов в условиях монтажной площадки и в лабораторных условиях.

Подбор серийной аппаратуры и приборов для пусконаладочных работ осуществляется при подготовительных работах на первой стадии ПНР для организации проверки соответствия основных технических характеристик аппаратуры требованиям, установленным в паспортах и инструкциях заводов - изготовителей. Для большинства типов приборов в качестве основной характеристики устанавливается класс точности, который является обобщённой характеристикой средств измерений, определяющей пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей.

Пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей

устанавливаются в виде абсолютных (Д), приведенных (г) или относительных (д) погрешностей, которые могут определяться по следующим формулам:

Д₁ = ± a; (1.1)

Д₂ = a + bX; (1.2)

г₁ = ± 100 Д / XN; (1.3)

г₂ = ( a + bX)• 100 / XN; (1.4)

д₁ = ± 100 Д1 /; (1.5)

д₂ = ± [ c + d (X к / X - 1)], (1.6)

где а, b , с, d -- постоянные размерные и безразмерные величины; X -- измеряемые или влияющие величины, применяемые без учёта знака; Хк -- конечные значения диапазона измерений; ХN -- нормирующие значения измеряемой величины.

Для большинства применяемых в наладочной практике приборов используются одночленные или двучленные обозначения класса точности. Например, обозначение класса точности 0,5 показывает, что пределы допускаемых погрешностей выражаются в процентах нормирующего значения. Обозначение класса точности 0,1/0,02 означает, что предел допускаемой относительной погрешности в процентах значения измеряемой величины определяется формулой (1.6), где c = 0,1, а d= 0,02.

Рассмотрим пример определения относительной погрешности прибора.

Пример 1. Комбинированный прибор Ш-68003 имеет класс точности 0,1/0,05.

Найдём его относительную погрешность при измерении различных значений тока:

а) прибором измеряется ток I = 5 мА. Для этого переключатель диапазонов измерения прибора Ш-68003 устанавливается на поддиапазон 10 мА, т.е. Iк = 10 мА. По (1.6) находим допускаемую относительную погрешность измерения:

д = ± [0,1 + 0,05(10/5 - 1)] = ± 0,15%;

б) прибором измеряется ток I = 20 мА. Для этого переключатель диапазонов прибора устанавливается на поддиапазон 100 мА, т.е. I_к = 100 мА.

Допускаемая относительная погрешность

д = + [0,1 + 0,05 (100/20 - 1)] = ± 0,3 %.

Одним из первых этапов монтажно-наладочных работ является предмонтажная проверка, которая может совмещаться с государственной или ведомственной поверкой. Поверка средств измерений на этом этапе проводится для нормальных условий.

При этом температура окружающего воздуха должна быть 20 °С с допускаемыми отклонениями:

± 3 или ± 5°С для датчиков давления и перепада с электрическими и пневматическими выходными сигналами классов точности до 0,6 или 1,0 и хуже соответственно;

± 2 или ± 5°С соответственно классов до 1,0 или хуже для вторичных приборов давления, мостов, потенциометров, манометрических термометров, газоанализаторов, нормирующих преобразователей и т. д.;

± 2 или ± 5°С соответственно классов до 2,5 или 4,0 и хуже для влагомеров.

Относительная влажность воздуха должна находиться в пределах 30 -- 80%.

Напряжение электропитания должно отличаться от номинального не более чем на 2%, частота тока питания (50 + 0,2) Гц.

Давление питания воздуха пневматических систем (140 + 4,2) кПа, воздух должен быть чистым, не должен содержать масла и влаги.

Тряска, вибрация, внешние электрические и магнитные поля должны отсутствовать.

При выборе образцовой и контрольной аппаратуры для пусконаладочных работ прежде всего должна обеспечиваться необходимость обеспечения точности поверки.

Для поверки измерительных приборов выбранное средство измерения по точности должно удовлетворять следующему условию:

д_обр = Д_обр · 100/Xm ? С₁д_пов, (1.7)

где д_обр - предел относительной допускаемой основной погрешности образцового прибора при сигнале равном верхнему пределу измерения поверяемого прибора X_m;

Д_обр - предел абсолютной допускаемой основной погрешности образцового прибора при сигнале, равном верхнему пределу измерения поверяемого прибора;

Д_пов - предел относительной допускаемой основной погрешности поверяемого прибора;

С₁ - коэффициент запаса точности, равный: 1/5 - для милливольтметров и логометров; 1/3 - для мостов, потенциометров, вторичных приборов токовой ветви ГСП и т.п.; 1/4 для датчиков давления, перепада давлений и т.п. (допускается с разрешения Госстандарта принимать С1 = 1/3); 1/2 для рН-метров.

Определим допустимость поверки вторичного прибора ДИСК-250 с входным токовым сигналом 0 - 5 мА класса точности 0,5 с помощью образцового прибора Щ68003.

Для решения поставленной задачи проверим выполнение неравенства (1.1), приняв С1 = 1/3 (для вторичных приборов токовой ветви ).

Прибор Щ68003 имеет класс точности 0,1/0,005.

Найдём его относительную погрешность при измерении тока I = 5 мА. Для этого переключатель диапазонов измерения прибора Щ68003 устанавливается на поддиапазоне 10мА т. е. Х_m = 10 мА.

Тогда относительная погрешность этого прибора, исходя из двучленного обозначения его класса точности, будет равна

д_обр = ± [с + d (Х_m / Х - 1)], (1.8)

где с = 0,1, а d = 0,005 Ї постоянные безразмерные величины;

Хm Ї конечное значение диапазона измерений;

Х -- измеряемая величина.

Таким образом,

д_обр = ± [0,1 + 0,005 (10 / 5 - 1)] = ± 0,15 %.

При этом условие пригодности запишется так:

0,15 ? (1/3) · 0,5, т.е. 0,15 < 0,167.

Так как условие соблюдается, то применение прибораЩ68003 для поверки допустимо.

Для поверки измерительных преобразователей выбранные средства измерения должны удовлетворять условию

(Д_обр1 / Хm _вх + Д _обр2 / Хm _вых) • 100 ? C1 д_пов, (1.9)

где Д_обр1, Д_обр2 -- пределы допускаемой основной погрешности образцовых приборов при сигналах, равных верхним пределам измерений поверяемого преобразователя (соответственно входного Х_вх и выходного Х_вых).

Таким образом, при выборе образцовых средств поверки дифманометров с токовыми выходными сигналами для определения погрешности выходного сигнала дифманометра должно быть соблюдено следующее условие:

[Д_обр1 / h_макс + Д_обр2 /(I_макс - I₀)] · 100 ? Сг_пов, (1.10)

где Д_обр1, Д_обр2 Ї пределы абсолютной допускаемой основной погрешности образцовых приборов при давлениях, равных верхним пределам измерений поверяемого дифманометра (соответственно входного h_макс и выходного

I_макс);

h_макс Ї предельный номинальный перепад давления поверяемого дифманометра;

I_макс Ї верхнее предельное значение выходного сигнала;

I₀ Ї нижнее предельное значение выходного сигнала;

г_пов Ї предел допускаемой основной погрешности поверяемого дифманометра, выраженный в процентах нормирующего значения;

С Ї коэффициент запаса точности, равный для дифманометров 1/4.

Пример 2. Определим допустимость поверки дифманометра-расходомера ДМЭР-МИ с номинальным перепадом давления 2500 Па класса точности 1,0 и диапазоном изменения выходного сигнала 0 Ї 5 мА

Для решения поставленной задачи проверим выполнение неравенства (1.10), применив на входе образцовый микроманометр МКВ-250 класса точности 0,02, а на выходе миллиамперметр М 2020 класса точности 0,2 на поддиапазоне 6 мА.

Для (1.2) находим

Д_обр1 = 0,0002 • 2500 = 0,5 Па.

Д_обр2 = 0,002 • 6 = 0,012 мА.

Условием пригодности (1.2) будет следующее:

(0,5/2500 + 0,012/5) • 100 ? (1/4) • 1,

т.е. 0,26 ? 0,25.

Условие не соблюдается и, следовательно, необходимо выбрать более точные образцовые средства измерений и повторить расчёт.

Если лабораторией государственного надзора согласован коэффициент С = 1/3, то условие пригодности (1.2) будет выполняться (0,26 < 0,33) и выбранные средства поверки можно считать подходящими.

1.3 Предмонтажная проверка приборов и средств автоматизации

Предмонтажная проверка приборов и средств автоматизации является входным контролем и осуществляется с целью проверки соответствия основных технических характеристик аппаратуры требованиям, установленным в паспортах и инструкциях заводов-изготовителей.

Результаты предмонтажной проверки фиксируются в акте предмонтажной проверки или в паспорте на приборы и аппараты, в частности, при сдаче их в государственную (или ведомственную) поверку.

На этой стадии допустима регулировка отдельных элементов аппаратуры, предусмотренная заводами-изготовителями, без вскрытия корпусов. К таким регулировкам относятся, например, настройка чувствительности, нуля, размаха шкалы некоторых приборов, балансировка нуля и корректировка контрольной точки, а также оцифровка или проверка градуировки шкал, настройки регуляторов и уставок срабатывания элементов сигнализации, блокировки и т. п.

Неисправная аппаратура или аппаратура с не соответствующими проекту техническими характеристиками передаётся заказчику для замены, ремонта или переградуировки.

Разукомплектованные, без технической документации (паспортов, свидетельств) приборы и средства автоматизации для проведения проверки не принимаются. В частности, должны быть в наличии расчёты диафрагм, сами диафрагмы, дифманометры, укомплектованные вентильными блоками. В тех случаях, когда дифманометры и вентильные блоки поступают отдельно, перед предмонтажной проверкой они должны быть собраны и опрессованы. Это относится и к манометрам с мембранными разделителями для измерения давлений и перепадов в агрессивных средах.

Подготовительные работы по наладке систем измерения давления заключаются в изучении систем автоматизации, предусмотренных проектной документацией.

Особое внимание уделяется датчикам и приборам давления, работающим во взрывоопасных условиях и в агрессивных средах.

При использовании в проекте автоматизации разделительных сосудов в системах измерения давления необходимо совместно с технологами определить вид разделительной жидкости, нейтральной по отношению к измеряемой среде.

В процессе подготовки к предмонтажной проверке средств измерений и автоматизации (СИА) оборудуют рабочие места, выбирают проверочные приспособления и устройства, собирают схемы проверок.

В качестве примера рассмотрим особенности предмонтажной проверки преобразователя давления системы «Сапфир-22».

Проверка преобразователей давления системы «Сапфир-22» производится в соответствии с «Методическими указаниями по поверке МИЗЗЗ --83».

При проведении проверки должны соблюдаться следующие условия:

-преобразователи должны быть установлены в рабочее положение;

-температура окружающей среды должна быть (23 ±2) °С, преобразователи должны быть предварительно выдержаны при указанной температуре окружающей среды не менее 3 ч;

-относительная влажность окружающей среды должна быть от 30 до 80 %;

-атмосферное давление должно быть от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм. рт. ст.).

-напряжение питания должно быть (36 ± 0,72) В постоянного тока, пульсация напряжения не должна превышать ±0,5% значения напряжения питания;

-температура измеряемой среды в камерах преобразователей не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на ±2°С;

- вибрация, тряска, удары, наклоны и магнитные поля (кроме земного), влияющие на работу преобразователя, должны отсутствовать;

- выдержка преобразователя перед началом испытания после включения питания должна быть не менее 30 мин;

- нагрузочные сопротивления должны быть: (50 ± 50) Ом -- при проверке преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 -- 20 или 4 -- 20 мА, (1200 ± 50) Ом -- при проверке преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 -- 5 мА;

-измеряемая среда должна быть: для преобразователей с верхними пределами до 2,5 МПа включительно -- воздух или нейтральный газ, для преобразователей с пределом более 2,5 МПа -- жидкость.

При проведении проверки необходимо выполнить следующие операции: внешний осмотр, опробование, определение герметичности, определение основной погрешности и вариации выходного сигнала.

Перед сборкой поверочной схемы необходимо выбрать образцовые средства, которые подключаются для контроля входного и выходного сигналов.

При способе поверки, когда по образцовому прибору на входе преобразователя давления устанавливают заданное значение давления, а по другому образцовому прибору измеряют и сравнивают с расчётным значением выходной токовый сигнал, должно соблюдаться следующее условие:

[?_обр1/Р_макс + ?_обр2/(I_макс - I_о)] • 100 ? Сг_пов, (1)

где ?_обр1 -- предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора на входе в преобразователь при давлении (или вакууме), равном верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя;

?_обр2 -- предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора на выходе преобразователя при максимальном значении выходного сигнала;

Р_макс -- верхний предел измерений (или диапазон измерений для преобразователей «Сапфир-22ДИВ») поверяемого преобразователя;

I_макс,I₀ -- соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА;

г_пов -- предел допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя в процентах нормирующего значения;

С -- коэффициент запаса точности, равный 1/4.

Значения ?_обр1 и Рмакс должны быть выражены в одних и тех же единицах давления.

Пример 1. Требуется проверить соблюдение условия поверки преобразователя давления типа «Сапфир-22ДИ» класса точности 0,25 с верхним пределом измерения 1 МПа и выходным сигналом 4 -- 20 мА, если на входе применяется грузопоршневой манометр типа МП-60 класса точности 0,05, а на выходе -- прибор цифровой типа Щ68014 класса точности 0,02/0,01 на поддиапазоне 100 мА.

Предел допускаемой основной погрешности грузопоршневого манометра составляет

?_обр1 = 0,0005 * 1000 = ± 0,5 кПа.

Предел допускаемой основной погрешности прибора Щ68014 при верхнем предельном значении выходного сигнала составляет

?_обр2 = 0,02 + 0,01 (I_к /I_x -- 1) = 0,02 + 0,01 (100/20 -- 1) = 0,06,

или в единицах тока

?_обр2 = 0,0006 * 20 = ± 0,012 мА.

Тогда условием поверки (1) будет

(0,5/1000 + 0,012/16) * 100 ? (1/4) * 0,25,

т. е.

0,12 ? 0,06.

Условие поверки не выполняется, и, следовательно, необходимо применить образцовые приборы более высокого класса точности, например грузопоршневой манометр класса точности 0,02 на входе и цифровой вольтметр типа Щ1516 класса точности 0,01 с образцовой катушкой типа Р321 класса точности 0,01 на выходе.

Пример 2. Требуется проверить соблюдение условия поверки преобразователя давления типа «Сапфир-22ДИ» класса точности 0,5 с верхним пределом измерения 2 кПа и выходным сигналом 4 -- 20 мА, если на входе подключается микроманометр типа МКВ-250 класса точности 0,02, а на выходе -- цифровой прибор типа Щ68014 класса точности 0,02/0,01 на поддиапазоне измерения 100 мА.

Предел допускаемой основной погрешности прибора МКВ-250 составляет

?_обр1 = 0,0002 •2= ±0,0004 кПа.

Предел допускаемой основной погрешности прибора Щ68014 на верхнем предельном значении выходного сигнала составляет (см. пример 1)

?_обр2 = ± 0,012 мА.

Тогда условием поверки (1) будет

(0,0004/2 + 0,012/16) • 100 • ? (1/4) • 0,5,

т. е.

0,095 < 0,125

Условие поверки выполняется и выбранные образцовые средства пригодны для поверки.

После сборки поверочной схемы проверяют герметичность системы, состоящей из соединительных линий и образцовых приборов, под давлением, равным верхнему пределу измерений давления. Для определения герметичности систему после набора требуемого давления отключают от устройства, создающего давление (вакуум).

При опробовании проверяют работоспособность преобразователей и функционирование корректора нуля.

Работоспособность преобразователей проверяют, плавно изменяя измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом выходной сигнал должен плавно изменяться в диапазоне изменения выходного сигнала.

Функционирование корректора нуля проверяют, задав любое значение измеряемого давления. При вращении корректора сначала по часовой стрелке, а затем против часовой стрелки должно наблюдаться соответствующее изменение выходного сигнала в сторону уменьшения и увеличения.

Определение герметичности преобразователей типа «Сапфир-22ДВ» с верхними пределами измерения менее 0,1 МПа и «Сапфир-22ДИ» производят при подаче в измерительную камеру вакуума или избыточного давления, соответственно равных верхнему пределу измерений. Определение герметичности преобразователей типа «Сап-фир-22ДИВ» с верхними пределами измерений вакуума менее 0,1 МПа и избыточного давления от 0,3 до 2,4 МПа производят при подаче в измерительную камеру избыточного давления, равного верхнему пределу измерений.

Преобразователь считают герметичным, если 3 мин выдержки под давлением (вакуумом), указанным выше, в течение последующих 2 мин не наблюдается изменение выходного сигнала.

При определении герметичности преобразователей типов «Сапфир-22ДВ» с верхним пределом измерений вакуума 0,1 МПа, «Сапфир-22ДИВ» с верхним пределом измерений вакуума 0,1 МПа и верхним пределом измерения избыточного давления до 0,25 МПа включительно, а также «Сапфир-22ДА» с верхним пределом измерения до 0,25 МПа в измерительной камере создают абсолютное давление не более 0,07 кПа (0,53 мм рт. ст.).

После отключения преобразователя от устройства, создающего абсолютное давление, и выдержки в течение 5 мин изменение выходного сигнала в последующие 3 мин не должно превышать 0,5% его диапазона.

Определение герметичности преобразователей «Сапфир-22ДА» с верхним пределом измерения более 0,25 МПа производят при создании абсолютного, равного верхнему пределу измерений, или избыточного давления, равного значению Р_макс = 1 кгс/см ² .

Оценка герметичности преобразователя аналогична оценке герметичности преобразователей типа «Сапфир-22ДИ».

Допускается проверку герметичности преобразователей совмещать с проверкой герметичности системы, которая производится после сборки поверочной схемы.

Основную погрешность преобразователей давления определяют не менее чем на пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределённых в диапазоне измерения, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала.

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученном при приближении к нему как от меньших значений к большим, так и от больших к меньшим (т. е. при прямом и обратном ходах).

Перед проверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение 5 мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Допускается выдержку преобразователей «Сапфир-22ДИВ» производить только на верхнем пределе измерений избыточного давления.

Вариация выходного сигнала определяется при каждом поверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, как разность погрешностей при увеличении и уменьшении измеряемого давления.

На практике удобнее вместо определения действительных значений основной погрешности и вариации устанавливать соответствие расчётных значений входных (выходных) параметров их допустимым отклонениям.

Основная погрешность выражается пределом допускаемой основной погрешности.

Вариация выражается пределом допускаемого значения вариации.

Предел допускаемого значения вариации выходного сигнала преобразователя давления не должен превышать предела допускаемой основной погрешности.

Предел допускаемой основной погрешности (допуск) рассчитывают исходя из класса точности и нормирующего значения, принятого для преобразователей давления.

При определении основной погрешности разность между действительным и расчётным значениями выходного сигнала на поверяемой точке сравнивают с допуском. Эта разность не должна превышать значение допуска.

Перед определением основной погрешности любого преобразователя давления должно быть проверено и в случае необходимости откорректировано значение выходного сигнала, соответствующее нулевому значению измеряемого давления. Если в процессе поверки обнаружено, что выходные сигналы преобразователя не соответствуют расчётным значением в поверяемых точках, то производят юстировку преобразователя, корректируя диапазон измерения в нужную сторону, при этом всякий раз устанавливают нулевое (нижнее) значение выходного сигнала и поверяют вновь по точкам преобразователь.

Юстировка производится до тех пор, пока выходной сигнал преобразователя давления не будет соответствовать допускаемым значениям в поверяемых точках.

При проверке правильности монтажа средств измерений, входящих в каждую систему измерения давления, прежде всего, обращают внимание на монтаж импульсных трубных проводок, выполненных от мест отбора давлений к датчикам (преобразователям) и приборам.

Необходимо проконтролировать, чтобы все датчики давления были установлены в рабочем положении, предусмотренном техническими описаниями и инструкциями потрубных проводок, выполненных от мест отбора давлений к датчикам (преобразователям) и приборам.

Запорные вентили, установленные в местах отбора давлений и непосредственно у датчиков, должны быть закрыты.

Схема трубной проводки в установившемся режиме должна обеспечивать равенство давлений в месте отбора и в чувствительном элементе датчика (прибора). Если это требование невыполнимо, то схема должна обеспечивать постоянство разности давлений в указанных местах.

Длина трубной проводки должна быть такой, чтобы температура вещества, поступающего в датчик, не отличалась от температуры окружающей среды и не должна превышать наибольшей допустимой длины, указанной в инструкциях по монтажу и эксплуатации приборов.

Схема трубной обвязки должна позволять производить оценку функционирования датчика (прибора); например можно установить вентиль для проверки показаний датчиков (приборов) при нулевом давлении или запорные вентили непосредственно перед датчиком, что особенно важно, когда нежелательно опорожнение трубной проводки после отключения её от датчика.

Одним из основных требований, предъявляемых к трубной проводке, заполненной жидкостью, является обеспечение возможности удаления пузырьков воздуха (газа). При неправильной прокладке труб эти газы будут образовывать в верхних точках линий так называемые «воздушные мешки».

Поэтому импульсные трубные проводки, заполненные жидкостью, следует прокладывать с уклоном около 2%, обеспечивающим выход выделяющихся газов через место отбора давления.

Трубная проводка, заполненная газом, должна быть проложена так, чтобы образующийся конденсат не создавал «водяных пробок», которые искажают показания прибора.

Для исключения этого явления импульсные трубные проводки, заполненные газом, должны быть проложены с уклоном, обеспечивающим сток конденсата через место отбора давления.

При измерении давления жидкостей, имеющих температуру более высокую, чем температура окружающей среды, как правило, датчики давления (приборы) устанавливают ниже места отбора давления. При этом отборы давления должны размещаться сбоку технологического трубопровода (оборудования). Тогда пузырьки воздуха, проходящие в технологическом трубопроводе в верхней части, не загазовывают трубную проводку.

При установке датчика давления (прибор) ниже отбора давления он показывает давление не в месте отбора, а несколько большее за счет гидростатического столба жидкости:

Р_изм = Р_д + Нс g, (2)

где Р_изм -- давление, измеряемое датчиком;

Р_д -- давление действительное в месте отбора;

Н -- высота столба жидкости между отбором давления и датчиком;

с -- плотность жидкости в трубной проводке при температуре окружающей среды;

g -- ускорение свободного падения.

Пример 3. Определить действительное давление, если показание датчика давления, включённого ниже отбора давления, составляет 0,8 МПа; H = 10 м.

Плотность конденсата при tокр = 20°С составляет с = 998 кг/м3 ? 1000 кг/м3 .

Давление, создаваемое столбом конденсата, Нс g = 10 * 1000 * 9,8 ? 100 000 Па = = 0,1 МПа:

Рд = Ризм - Нс g = 0,8 - 0,1 = 0,7 МПа.

При измерении давления газа датчик давления (прибор), как правило, устанавливают выше места отбора давления.

При этом отборы давления должны размещаться сверху или сбоку технологического трубопровода. В этом случае конденсат протекает в трубопроводе ниже места отбора давления.

Давлением столба газа в трубной проводке пренебрегают, так как эта величина по сравнению с измеряемым давлением весьма мала.

При измерении давления влажного газа, когда датчик давления расположен ниже отбора давления, в случае попадания жидкости в вертикальный участок трубной проводки возникает погрешность измерения из-за гидростатического давления столба жидкости тем большая, чем больше высота этого столба.

Для измерения давления агрессивных жидкостей или газов применяют схемы с использованием разделительных сосудов или мембранных разделителей.

При наладке систем измерения давления, обеспечивающих индивидуальные испытания технологического оборудования, следует в первую очередь с необходимой осторожностью продуть отборы жидкости или газа давлением, имеющимся в трубопроводе или аппарате; затем, отсоединив предварительно импульсную трубку от датчика (прибора), продуть импульсную трубку.

После подсоединения импульсной трубки к датчику открывают запорные вентили и включают датчик. В случае, когда жидкость или пар имеет высокую температуру, следует выждать некоторое время, необходимое для охлаждения жидкости (конденсации пара) в трубке, и только потом включить прибор.

1.4 Автономная и комплексная наладка АСР

Автономная наладка технических средств, особенно при совмещении монтажно-наладочных работ, начинается с работ в центральном пункте управления (ЦПУ) и помещениях автоматики, где сосредоточено основное оборудование систем контроля и автоматизации.

После монтажа щитов, пультов, установки в них приборов, аппаратуры и монтажа кабельных связей внутри щитовых помещений начинается проверка коммутации щитов и пультов и смонтированных линий. Закончив внешний осмотр и убедившись в отсутствии несоответствия маркировки проводов на сборках зажимов и других грубых ошибок монтажа, приступают к подготовке к включению цепей электропитания. С помощью телефонных трубок, тестера или пробника проверяют правильность подключения цепей и отсутствие коротких замыканий.

Недопустимы ошибки в подключении блоков питания, выпрямительных устройств, понижающих трансформаторов, так как даже кратковременная подача питающего напряжения на сторону низкого напряжения выводит прибор из строя.

Если ведётся наладка пневматических систем контроля и автоматизации, необходимо обратить внимание на отсутствие утечек в соединениях проводок внутри щитов или пультов.

Пробная подача напряжения на щит осуществляется только после выполнения всех мер техники безопасности и отключения электроприёмников, имеющих выключатели.

При этом должны быть приняты меры, чтобы напряжение не попало на кабельные линии, где ведутся монтажные работы. Если подача напряжения на главный щит прошла нормально, постепенно по позициям проекта или отдельным схемам производят включение оборудования ЦПУ и с помощью искусственных сигналов проверяют работоспособность каждой позиции. Например, при работе с приборами токовой системы ГСП (0 -- 5 мА) к зажимам, к которым должен подключаться кабель от датчика, подсоединяется имитатор токового сигнала, а вместо линии на исполнительный механизм подключается миллиамперметр.

Имитируя изменение «переменной», проверяют работу вторичных приборов, передачу сигнала на УВК, срабатывание сигнализации, систем автоматического регулирования.

Контролируя выход на исполнительный механизм, опробывают дистанционное управление, бес толчковый переход режима «ручное -- автоматическое», проверяют фазировку выхода регулятора.

В некоторых сложных схемах для проверки их работоспособности и предварительной статической настройки рекомендуется соединить выход на исполнительный механизм с входом «переменная». Таким образом, удаётся имитировать работу схемы (без учёта динамических свойств объекта).

При наладке схем сигнализации, блокировки и управления проверяются все логические и временные зависимости, производится настройка реле времени, командных аппаратов, позиционных контактов и т. п.

После того как предварительная наладка аппаратуры в ЦПУ выполнена, по мере готовности монтажа и в соответствии с графиком пусковых операций ведут подготовку к пуску отдельных позиций проекта. Для систем измерения производится проверка правильности выполнения адресов и фазировки на линиях связи от датчиков к соответствующим вторичным приборам, преобразователям и т. д., уже проверенным в ЦПУ.

Для этого к линии выхода с дифманометр, например, подключается имитатор токового или пневматического сигнала, задаются его фиксированные значения, и проверяется наличие такого же сигнала на регистрирующих приборах в ЦПУ. В некоторых случаях имитируется сигнал на входе дифманометр, например ручным насосом с U-об-разным манометром (при этом одновременно проверяется и дифманометр).

Для систем измерения температуры в случае необходимости производится подгонка сопротивления линии.

Вся указанная работа должна быть выполнена к моменту начала индивидуальных испытаний технологического оборудования. Заметим, что в зимний период к этому времени все будки датчиков и шкафы с приборами должны быть обогреты, разделительные жидкости залиты, а схемы блокировки и сигнализации по ответственным агрегатам (компрессорам, турбинам) опробованы и предъявлены заказчику. Должны быть также оформлены протоколы их проверки.

Одновременно с проведением индивидуальных испытаний и комплексного опробования технологического оборудования осуществляют включение в работу приборов и систем автоматизации. Производят открытие соответствующих вентилей на импульсных линиях, их продувку, промывку, проверку появления перепадов, давлений, температур, уровня в аппаратах и соответствующих показаний приборов. Для пьезометрических систем, а также для систем контроля агрессивных жидкостей или газов, работающих с подводом нейтральной среды, производят настройку параметров этих сред. Например, для пьезометрического измерения уровня давление воздуха на барботаж должно быть больше максимального давления жидкости в аппарате, а расход воздуха должен, с одной стороны, обеспечивать достаточное быстродействие системы, а с. другой -- не создавать дополнительных погрешностей в системе измерения. Необходимо иметь в виду, что в этот период производится лишь проверка работоспособности систем контроля. В связи с тем, что параметры сред отличаются от расчётных, могут допускаться большие погрешности в показаниях приборов.

Это касается, прежде всего, систем измерения уровня жидкостей (из-за несоответствия плотности жидкости расчётному значению), расхода газов (нерасчётные давления и температура). В некоторых случаях для того, чтобы технологи в этот период могли работать, даются временные пересчётные таблицы и графики.

Вся работа на этом этапе ведётся под руководством наладчиков-технологов по их указаниям и в соответствии с графиком пуска агрегатов.

От чёткости их взаимодействия зависит успех пуска объекта.

По мере вывода объекта на режим включаются также системы контроля качества, дистанционного управления, некоторые системы автоматического регулирования.

На третьей стадии ПНР выполняются работы по комплексной наладке систем контроля и автоматизации, доведению параметров настройки приборов, средств измерения и автоматизации и каналов связи до значений, при которых системы могут быть использованы в эксплуатации.

При этом осуществляется:

-определение соответствия отработки устройств и элементов систем контроля, сигнализации, защиты и управления предусмотренным проектом и технологическим регламентным алгоритмам;

-определение пропускной способности запорно-регулирующей арматуры, правильности работы концевых и путевых выключателей;

-определение расходных характеристик регулирующих органов и приведение их к требуемой форме с помощью элементов настройки;

-подготовка к включению и включение в работу систем контроля и автоматизации для обеспечения комплексного опробования технологического оборудования;

-уточнение статических и динамических характеристик объекта, корректировка значений параметров настройки систем с учётом их взаимного влияния при работе;

-испытание и определение пригодности систем к эксплуатации;

-оформление документации и сдача систем в эксплуатацию.

Работы третьей стадии выполняются после полного окончания строительно-монтажных работ, приёмки их рабочей комиссией согласно требованиям СНиП по приёмке в эксплуатацию законченных строительством объектов.

Работы выполняются на действующем технологическом оборудовании при наличии необходимых значений параметров технологического процесса.

При комплексной настройке схем блокировки, защиты и сигнализации проверяется отсутствие ложных срабатываний, чёткость и надёжность работы схем, работа систем связи с УВК, работоспособность систем ввода дискретной информации, особенно систем инициативного ввода аварийной информации.

Приборы технологического контроля в этот период проверяются не только на работоспособность, но и на метрологические характеристики, так как значения параметров сред становятся постепенно близкими к расчётным.

В тех случаях, когда по технологическим причинам расчётные и рабочие условия различаются, производятся соответствующие пересчёты систем измерения уровня, расхода и т. п. В некоторых случаях для точного ведения режима производится переградуировка приборов для получения узкопрофильных шкал. Эту работу по рекомендации пусконаладочной организации выполняет обычно заказчик.

Как правило, точность работы систем контроля проверяют при показателях технологического процесса (нагрузке), близких к проектным, чтобы условия работы приборов также приближались к расчётным. Нельзя судить о точности работы расходомера переменного перепада при расходе среды, меньшем одной трети номинального. Это же требование -- наличие средних нагрузок -- в полной мере относится и к наладке систем регулирования и дистанционного управления.

При отклонении показаний системы контроля от расчётных проверяют все элементы системы, включая и соединительные линии, устраняют неисправности и повторно включают систему в работу.

Точная и надёжная работа систем контроля в большой степени определяется качеством проведения предшествующих этапов наладочных работ, а систем регулирования -- качеством динамической настройки на действующем технологическом оборудовании.

Наладка автоматических систем регулирования (АСР) включает следующие работы: определение инерционности и коэффициента усиления регулируемых величин, расчёт по полученным данным настроек регуляторов, установка и включение регуляторов с рассчитанными значениями настроек в работу, корректировка при необходимости установленных значений параметров динамической настройки регуляторов.

1.5 Техника безопасности при выполнении пусконаладочных работ

При проведении работ на действующем оборудовании, т. е. после пуска предприятия (когда на объекте введен эксплуатационный режим), наладчики должны соблюдать правила, установленные ведомствами и данными предприятиями.

Обучение правилам и приём экзаменов по ним осуществляют представители заказчика. Изучаются санитарные и противопожарные правила, действующие на данном предприятии, а также индивидуальные средства защиты, личной гигиены и их применение. Для производства работ во вредных и опасных условиях наладочный персонал обеспечивают спецодеждой по профилю предприятия (противокислотными костюмами, индивидуальными защитными средствами, такими как противогазы, респираторы), специальным питанием, медицинским контролем за воздействием вредных веществ на организм наравне со штатными работниками предприятий, выполняющими те же работы, например слесарями службы КИП.

Ввиду того, что наладочные работы связаны с работой таких устройств, как системы защиты блокировки, контроля и регулирования важных технологических параметров, неправильное проведение работ или нарушения в правилах их эксплуатации могут создать опасность, как для технологических агрегатов, так и для обслуживающего персонала.

После введения эксплуатационного режима к работам в действующих электроустановках или на агрегатах, сжигающих газообразное топливо, допускают лиц, имеющих удостоверения на право производства этих работ.

Все работы в действующих электроустановках и на действующем оборудовании производятся только на основании оформленного допуска или распоряжения на проведение работ. Начало и прекращение работ должны быть зафиксированы в журнале производства работ и в оперативном технологическом журнале.

При производстве работ в действующих установках и в особо вредных условиях из числа наладочного персонала выделяют ответственного производителя работ и в каждом отдельном звене назначают наблюдающего.

Включение приборов и регуляторов в работу и их выключение для проверки и опробования производят только после получения письменного разрешения начальника смены или цеха с оформлением этого разрешения в оперативном журнале. Деблокировочные зависимости и изменения установок вводятся в системы защиты только после письменного распоряжения ответственного представителя заказчика.

Если в процессе наладки выявляются неисправности, связанные с негерметичностью отборов импульсов, с неисправностью запорной арматуры на импульсных трассах или дефектами в узлах и элементах систем, которые имеют непосредственный контакт с технологическими аппаратами, то наладочному персоналу категорически запрещается самостоятельно устранять эти дефекты.

Испытания налаженных систем и связанные с этими испытаниями переключения, производимые на технологическом оборудовании, изменения технологического режима, величин заданий регуляторам могут быть произведены только технологическим персоналом.

2. Расчётная часть

2.1 Расчёт поперечного сечения короба для потока электропроводок

2.1.1 Исходные данные

1. Марка проводников, прокладываемых в коробе -- АКРВГЭ 10х2,5.

2. Сечение жилы -- S₁ = 2,5 мм² .

3. Количество проводников -- n₁ =15.

4. Марка проводников, прокладываемых в коробе -- ПВ1 1х1.

5. Сечение жилы -- S₂ = 1 мм² .

6. Количество проводников -- n₂ =10.

7. Конфигурация трассы -- средняя.

2.1.2 Электропроводки в стальных коробах

По каталожным (или по таблицам 5 ч 10) данным находим, что наружный диаметр

Кабеля АКРВГЭ 10х2,5 -- = 18,9 мм;

провода ПВ1 1х1 -- = 2,5 мм.

Для данного конкретного случая выражение принимает вид:

d_ср = (d₁ n₁ + d₂ n₂) / (n₁ + n₂). (1)

Подставляя численные значения в (10), определяем:

d_ср = (18,9 •15+2,5 • 10 ) / (15+10) = 12,34мм.

d_ср = 12,34мм.

Так как в данном случае конфигурация трассы простая, то принимаем коэффициент заполнения короба, равный 0,45.

Общее число проводников n, прокладываемых в коробе, равно

n = n₁ + n₂ = 15+10= 25 шт.

Площадь поперечного сечения короба определяется по номограмме рис.3..

Номограмма на рис. 3 рассчитана для коэффициентов заполнения 0,3; 0,45 и 0,6 нормализованных коробов размерами 100х100; 150x150 и 200x200 мм, изготавливаемых заводами НПО «Монтажавтоматика». Слева на номограмме нанесены три шкалы чисел прокладываемых проводников n для коэффициентов заполнения 0,6; 0,45; 0,3. Справа на номограмме нанесены три шкалы диаметров или усреднённых диаметров прокладываемых проводников (d или d_ср) для коэффициентов заполнения 0,3; 0,45; 0,6.

Посередине номограммы, между шкалами n и d или d_ср, нанесена шкала площадей поперечных сечений коробов S, изменяющихся от 1000 до 80 000 мм² . Толстыми линиями на шкале выделены площади поперечных сечений коробов, изготавливаемых на заводах НПО «Монтажавтоматика» (10 000, 22 500 и 40 000 мм² ).

Чтобы определить по данной номограмме площадь поперечного сечения короба, необходимо провести прямую линию, соединяющую точку на шкале n, соответствующую числу проводников для данного коэффициента заполнения короба, с точкой на шкале d или d_ср, соответствующей диаметру или усредненному диаметру проводников при том же коэффициенте заполнения. Точка пересечения этой прямой со шкалой S соответствует искомой площади поперечного сечения короба.

В нашем случае на номограмме на рис. 3 проводим прямую линию, соединяющую точку, соответствующую числу проводников n, равному 25 при коэффициенте заполнения 0,45 (с левой стороны рисунка), с точкой, соответствующей усреднённому диаметру проводников, равному 12,34 мм при том же коэффициенте заполнения 0,45 (с правой стороны рисунка). На шкале S получаем искомую площадь поперечного сечения короба: S = 8500 мм² .

Может быть применён нормализованный короб размерами 100x100 мм, изготавливаемый заводами НПО «Монтажавтоматика» (площадь поперечного сечения 10 000 мм² )

ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ В ЛОТКАХ.

Стальные лотки используются в основном для открытой прокладки кабелей в тех случаях, когда рекомендуется открытая прокладка кабелей на стальных конструкциях. Лотки могут применяться также для прокладки проводов, объединённых в пучки, в производственных помещениях (кроме пыльных помещений), где отсутствуют газы, вредно действующие на изоляцию проводов, при условии невозможности их механического повреждения. Этот вид проводок позволяет вести монтаж индустриальными способами, выполняя трассу из крупных блоков, собранных из отдельных элементов заводского изготовления.

Лотки с внутренней шириной 80, 140 и 210 мм выполняют из стального перфорированного листа. Для изменения направления лотков из перфорированных изделий, перехода с одного размера лотка на другой используют специальные фасонные изделия в форме угольников, тройников, крестовин, переходников.

...