• Gaasiventiilid (solenoidventiilid, kaitsesulgventiilid, kaitseklapid, sulgeventiilid ja klapiplokid)
• Ühe reduktsiooniliini ja möödaviiguga kapid
• Põhi- ja varuvähendusliinidega kapid

Gaasiohutusseadmed, sealhulgas gaasialarmid

Vahendid rõhu mõõtmiseks ja reguleerimiseks

• Manomeetrid, vaakummõõturid, rõhu- ja vaakummõõturid, mis näitavad ja signaliseerivad
• Manomeetrid, süvise näidikud ja manomeetrid, mis näitavad ja signaliseerivad
• Seotud seadmed (membraanseparaatorid, pulsatsiooni neelajad, positsioneerijad jne)

Vahendid temperatuuri mõõtmiseks ja reguleerimiseks

• Temperatuurimõõturid, temperatuurimõõturid ja temperatuuri regulaatorid
• Kontrollerid küttesüsteemide temperatuuri reguleerimiseks
• Temperatuuri reguleerimisseadmed, mitme kanaliga arvestid ja kontrollerid

Vahendid taseme mõõtmiseks ja juhtimiseks

• Seotud seadmed taseme mõõtmise ja juhtimisseadmete jaoks

Sulgemisventiilid ning sulge- ja juhtventiilid

• Juht-, segamis-, sulge- ja juhtventiilid ning veesurve regulaatorid
• Seotud seadmed (lekkedetektorid, KOF-id, termokatted jne)

Tööstuslik gaasiküte, gaasi infrapuna kiirgusküte

• Kerge tüüpi tööstuslikud gaasi-infrapuna kiirgajad
• Tööstuslikud gaasi infrapuna tumedat tüüpi emitterid
• Õhkkardinad, gaas-õhkküttekehad, soojusgeneraatorid
• Lae, seina (seina) infrapuna paneelid ja riba infrapuna küttesüsteemid

Teie rakendus

Ostke vajalik toode. Selleks minge selle kirjeldusega lehele ja klõpsake nuppu
"Lisa toode päringule."

Aurukulu mõõtmine. Mõõteriistade või keerisevoolumõõturite seiklused reaalse alternatiivina piiramisseadmetele

Väljaanne: Energiaanalüüs ja energiatõhusus nr 6. Aasta: 2006

15.10.2006

Praegu pööratakse õigustatult kõrgendatud tähelepanu energiaressursside arvestuse küsimustele. Selle määrab asjaolu, et ühelt poolt on ilma usaldusväärse teabeta tarbitud ressursside kohta võimatu asjatundlikult ellu viia energiasäästumeetmeid, mis on pidevalt tõusvate energiahindade kontekstis elulise tähtsusega nii üksikettevõtetele kui ka ettevõtetele. iga majandusharu ja riigi majandus tervikuna. Teisalt kerkib mõõteseadmete arvu mitmekordse kasvu kontekstis päevakorda nende hoolduse, õigemini töökorras hoidmise kulukuse probleem.

Selle keskkonna eripära tõttu on auruvoolu mõõtmine gaasimõõtmisprobleemide ulatusest isoleeritud. Selle määravad peamiselt kõrged temperatuurid ja rõhk aurutorustikes, samuti mitmesuguste mehaaniliste lisandite (korrosiooniproduktid, katlakivi jne) olemasolu neis, sealhulgas torujuhtmete suurenenud kulumise tõttu nendes ekstreemsetes tingimustes. samuti kondensaat. Seetõttu on vooluhulga mõõtmise erinevate meetodite puhul tõesti ainult kaks alternatiivi auru mõõtmise probleemi lahendamiseks:

• vooluhulgamõõturid, mis põhinevad piirava seadme (SU) muutuva rõhulanguse meetodil;
• vortex voolumõõturid (VR).

1. Kas peaksite valima voolumõõtja ainult kulu, dünaamilise ulatuse (DR), täpsuse ja kalibreerimisintervalli (CTI) põhjal?
2. Kas Venemaal toodetud voolumõõturite tehnilised omadused vastavad tõesti parimatele välismaistele analoogidele?

Keskmisel metroloogil on vaadeldavate vooluhulga mõõtmise meetodite puhul järgmised omadused:

Sellest lähtuvalt on järeldus väga lihtne: kui teil on vahendeid, on parem osta keerisevoolumõõtur, kuna see on täpsem ja seda kalibreeritakse harvemini; kui rahastamine on piiratud, siis jääb alles vaid “vana hea” diafragma.

Artiklit oleks võinud selle järeldusega täiendada, kui mitte preambulis välja toodud põhipunktid. Seetõttu soovitame unustada uuritavate mõõtmismeetodite pildid ja numbrid ning alustada auruvoolumõõtja valikuga nullist.

Alustuseks meenutagem, mis on juhtimissüsteemi vooluhulgamõõturid ja keerisvoolumõõturid.

Esimene koosneb torujuhtmesse paigaldatud teatud piiramisseadmest. Tavaliselt kasutatakse ahenemisseadmena nn diafragmat: ketast, mille siseläbimõõt on väiksem kui torujuhtme siseläbimõõt. Lokaalse ahenemise tõttu tekitab membraan rõhuerinevuse, mille väärtust mõõdab diferentsiaalrõhuandur. Auru absoluutset rõhku torujuhtmes ja auru temperatuuri mõõdetakse samaaegselt. Kui membraani voolutegur on teada, piisab sellest teabest gaasi või auru voolukiiruse arvutamiseks ja vastavalt aruandeperioodi jooksul tarbitud toote koguse määramiseks.

Voolu mõõtmise keeriseprintsiip põhineb von Kármáni efektil, mis seisneb selles, et kui vedeliku või gaasi vool liigub ümber halvasti blufitud keha, tekib korrapärane keeriste moodustumine, s.o. vahelduv keeriste tekkimine ja eraldumine määratud keha mõlemal küljel ning keeriste kordussagedus on võrdeline voolukiirusega. Selle keerise moodustumisega kaasnevad korrapärased perioodilised rõhu ja voolukiiruse pulsatsioonid blufikeha taga. Vastavalt sellele on nende pulsatsioonide sagedust mõõtes võimalik määrata gaasi või auru kiirust või voolukiirust töötingimustes. Läbi lastud auru koguse määramiseks on nagu SU puhul vaja lisaks mõõta ka auru rõhku ja temperatuuri.

Artiklis käsitleme Venemaal laialt levinud keerisevoolumõõturite (VR) kahe alatüübi omadusi, mis erinevad keeriste tuvastamise meetodi poolest:

1. Rõhu või kiiruse pulsatsioonid registreeritakse vooluosa pinnal asuvate andurite abil.
2. Survepulsatsioonid mõjutavad blufi korpuse taga olevat tundlikku elementi (tiib, toru, piesomikrofon jne), mis edastab need sügavale seadmesse peidetud andurile.

Niisiis, pöördume tagasi käsiloleva ülesande juurde - peame paigaldama aurumõõteseadme.

Tõenäoliselt varieerub auru voolukiirus sõltuvalt aastaajast, tootmismahtudest ja muudest teguritest, mistõttu tuleb jälgida, et vooluhulgamõõturi mõõtepiirkond oleks piisav.

Juhtsüsteemi abil mõõdetud maksimaalse ja minimaalse vooluhulga standardne suhe on 1:3, kuid võib ulatuda 1:10-ni (kui kasutate mitme ulatusega "intelligentseid", kuid ka väga kalleid diferentsiaalrõhuandureid). See on juba hea, kuid sõlme maksumus seatakse sel juhul ka selle "dünaamilise ulatuse" maksimumini.

Lai dünaamiline ulatus on keerisevoolumõõturite vaieldamatu eelis. See näitaja varieerub vahemikus 1:20 kuni 1:40. Kuid ka siin pole kõik sujuv. Lõppude lõpuks on keerise voolumõõturi muunduskoefitsient (st keeriste moodustumise sageduse ja mõõdetava keskkonna hetkevoolu kiiruse suhe läbi seadme mõõteosa) stabiilne väga piiratud voolukiiruste vahemikus, mille määrab Reynoldsi arv Re (hüdrodünaamilise sarnasuse kriteerium). Maksimaalse täpsuse saavutamiseks on vaja kasutusele võtta individuaalsed parandustegurid, et tagada mõõtmistäpsus kogu ulatuses. Koefitsientide massiivi kasutamine nõuab protsessorilt head töötlemisvõimsust, nii et kaasaegsetel intelligentsetel keerisevoolumõõturitel peavad olema uusima põlvkonna protsessorid. Kahjuks ei kasuta kõik kodumaised seadmed digitaalset signaalitöötlust koos Karmani sõltuvuse korrigeerimisega, mistõttu selliste seadmete mõõtmisviga suureneb dünaamilise ulatuse suurenemisega.

Huvitaval kombel on digitaalse spektraalsignaalitöötluse kasutamine võimaldanud ületada veel üks tüütu VR-i varem puudujääk. Fakt on see, et mõõtmispõhimõte hõlmab voolu pulsatsioonide tuvastamist. Sel juhul võivad välised vibratsioonid langeda kasulikule signaalile ja isegi selle täielikult blokeerida. Häired tõid kaasa mõõtmistäpsuse vähenemise ja väljundsignaali ilmumise võimaluse torujuhtmes voolu puudumisel, nn "iseliikumise" nähtus.

Kaasaegsed nutikad VR-id analüüsivad signaali spektrit, vähendades müra ja võimendades kasulikke harmoonilisi, tagades sellega mõõtmise täpsuse. Samal ajal suurenesid vibratsioonikindluse näitajad keskmiselt suurusjärgu võrra.

Aurumõõtmise omadused, mida tuleks mõõtevahendi valikul arvesse võtta, on keskkonna kõrge temperatuur, torustiku võimalik ummistus voolumõõturi lähedal, vooluhulgamõõturi sisepindadele sadestumise võimalus, samuti veehaamri ja termilise šoki perioodilise esinemise tõenäosus. Mõelgem nende tegurite mõjule.

Auru temperatuur võib varieeruda vahemikus 100 0C kuni 600 0C. Sel juhul saab CS-i voolumõõtureid kasutada kogu määratud vahemikus. Juhtsüsteemi vooluhulgamõõturite mõõtmise täpsus aga halveneb temperatuuri tõustes, mis on seotud torujuhtme siseläbimõõdu ja membraani läbimõõdu muutustega ning rõhuanduri täiendava temperatuuriveaga. Geomeetriliste mõõtmete muutuste mõju on eriti kriitiline alla 300 mm läbimõõduga torustike mõõtmisel ja rõhuanduri (näiteks Metran-100) täiendav temperatuuriviga on 0,9% 100 C kohta.

VR töötemperatuuri vahemik võib olenevalt mudelist ja tootjast olla 150, 200, 350, 450 0C. Veelgi enam, kaks viimast väärtust vastavad imporditud seadmete omadustele. Loodame, et lugejatel on selge arusaam erinevusest mõistete "seade töötab ja näitab midagi" ja "seade töötab vastavalt märgitud omadustele" vahel. Väga sageli vaikivad VR-tootjad täiendavast temperatuuriveast, mis on seotud vooluosa elementide geomeetriliste mõõtmete muutustega. Võõrvoolumõõturid korrigeerivad automaatselt voolunäidud temperatuuri alusel, ulatudes mõnikord 0,2%-ni iga 100 0C kohta. Kodumaine nutikas VR teostab ka temperatuuri korrigeerimist. Seetõttu ärge unustage voolumõõturi valimisel tootjalt kontrollida sellise veaparanduse olemasolu.

Torujuhtme ummistumine ja sademete tekkimine voolumuunduri põhielementidele aja jooksul võivad tühistada teie jõupingutused mõõteseadme valimisel ja paigaldamisel. Põhjus on lihtne: juhtimissüsteemi voolumõõturi konstruktsioon eeldab sademete teket torujuhtme põhjas membraani esiseina lähedal. Ummistuse suurenedes suureneb selle mõju veakontrollisüsteemile, mis mõnikord ulatub kümnete protsendini. Aine nakkumine membraani pinnaga ja selle servade kulumine aitab muuta mõõteseadme torujuhtmes voolu olemasolu anduriks. Selle vältimiseks on vaja perioodiliselt (iga kahe kuu järel) puhastada juhtseadme voolumõõturit.

Aga VR? Saasteained mõjutavad keeriste tekkimise protsessi oluliselt vähem kui juhtseadme rõhulangust, pealegi pole juhtplokis lihtsalt õõnsusi ja taskuid, kuhu saaksid koguneda, seega on viimase näitude stabiilsus; palju kõrgem. Lisaks on eksperimentaalselt tõestatud, et keeriste moodustumine viib isepuhastumiseni mitte ainult bluffi keha enda, vaid ka torujuhtme osa umbes 1 torujuhtme nimiläbimõõdu (DN) kaugusel enne ja 2- 4 DN pärast bluffi keha. Bluffi kehade erikujude ja suuruste kasutamine võimaldas veelgi vähendada nende muutuste mõju VR vooluosa geomeetrilistes mõõtmetes.

Tänapäeval kasutavad tootjad spetsiaalse kujuga bluffikere. Need on konstrueeritud nii, et nende muutus mõjutab mõõtetäpsust oluliselt vähem kui ristkülikukujuliste või eriti silindriliste bluffikehadega juhtsüsteemide ja VR-de puhul. Siiski tuleb meeles pidada, et mõnikord võib meie torustikes koos auruga "transportida" ka kaltse, mutrivõtmeid ja muud tüüpi "mehaanilisi lisandeid". Seega, kui enne mõõtejaama filtrit (vähemalt suurt võrku) ei paigaldata, peaksite tähelepanu pöörama VR eemaldatava blimp korpusega. Sellist seadet saab puhastada ilma lahtivõtmise ja hilisema kontrollimiseta.

Aurumõõteseadme töökindluse oluline näitaja on selle vastupidavus hüdraulilistele löökidele, mis tekivad sageli soojusallikate rikete ja operatiivpersonali "isikliku initsiatiivi" tagajärjel. Et lugeja selle nähtuse vastu austust tunneks, märgime, et veehaamer ja tavaliselt sellele järgnev rõhu tõus põhjustavad küttepatareide purunemist ning on sageli andurite rikke peamiseks põhjuseks.

Juhtsüsteemide vooluhulgamõõturid ei karda veehaamrit, kuid VR-id jagunevad kahte leeri. Survepulsatsioonidel põhinevas VR-is paiknevad tundlikud elemendid õhukese membraani all ega ole seetõttu veehaamri eest kaitstud. Tootjad hoiatavad reeglina selle eest ausalt, tuletades siiski meelde, et antud juhul seadmele antud garantii ei kehti. VR-is paindepingete põhjal sensorelement on mõõdetavast keskkonnast eraldatud, nii et ta ei tea vesihaamrist midagi.

Kui auru tarnitakse läbi jahutatud torujuhtme, tõuseb temperatuur järsult ning anduri tundlikud elemendid muutuvad seest väga kuumaks ja väljast jahtuvad. Seda temperatuuri tõusu nimetatakse termošokiks ja vastavalt sellele ka ohtlik ainult VR-rõhu pulsatsioonide jaoks, mille tundlikud elemendid on mõõdetava keskkonna vahetus läheduses.

Nüüd kujutame ette torustikku, millele mõõtesõlme paigaldame. Kui mõõteseade on paigaldatud tänavale või kütmata ruumi, vajab juhtimissüsteem suuremat tähelepanu: rõhuandurit torujuhtmega ühendavad impulssliinid võivad külmuda, mistõttu tuleb neid soojendada ja puhastada.

Vortex voolumõõtjaid on lihtne paigaldada ja need ei vaja hooldust. Soovitame vaid veenduda, et seade vastaks kliimaversioonile C3 alates (-40 kuni +70) 0C ja jälgida, et arvuti oleks soojas.

Rääkides arvutitest. Auru mahuline voolukiirus ise, mille väärtused annab voolumõõtur, ei oma praktilist väärtust. Peate teadma kas auru massi või selle ülekantavat soojusenergiat. Nendel eesmärkidel kasutatakse soojuskalkulaatoreid, mis arvutavad vajalikud parameetrid voolu-, rõhu- ja temperatuuriandurite andmete põhjal. Arvuti vajalike ja kohustuslike funktsioonide hulka kuulub mõõdetud parameetrite arhiivi pidamine, samuti hädaolukordade jälgimine ja salvestamine.

Voolumõõturi saate ühendada arvutiga 4-20 mA voolusignaali abil, mis on saadaval võib-olla kõigis voolumõõturites, nii SU kui ka keerises.

Pöörisvoolumõõturite eelised hõlmavad järgmist täiendav väljundsagedussignaal. Selle eelised on suurem täpsus. Pange tähele, et tootjad näitavad sagedussignaali suhtelist viga ja vooluväljundi vähendatud viga. Antud viga tähendab, et väärtuste täpsus halveneb proportsionaalselt, kui liigute maksimaalsest voolukiirusest eemale. Näiteks kui voolumõõturi puhul, mille DD on 1:10, näidatakse vähendatud viga, näiteks 1,0%, tähendab see, et maksimaalse voolukiiruse korral on suhteline viga tegelikult 1,0% ja minimaalselt vastab see 10%. Järeldus on lihtne: eelistatav on sagedussignaal. Pealegi on kõigil kaasaegsetel arvutitel sisendsignaali sagedus 0-1000 Hz või 0-10000 Hz.

Välismaised tootjad peavad digitaalset väljundsignaali lisavõimaluseks, kuna tarbijad on digitaalse side eeliseid juba ammu hinnanud. Venemaal on olukord praegu vastupidine: digitaalset signaali pakutakse tasuta boonusena, kuid seda kasutatakse tegelikult harvadel juhtudel. Seda soodustavad sageli Venemaa sekundaarsete seadmete tootjad, pidades digitaalsete sisendsignaalide toetamist tarbetuks. Lisaks nõuab digitaalse signaali läbimine kvaliteetsemaid sideliine, mida praegu igal pool ei ole. Sellegipoolest võib digitaalse kanali olemasolu voolumõõturis olla väga kasulik tehnoloogiliste protsesside automatiseerimisel või lihtsalt instrumendi näitude kuvamisel arvutis. Märgime ära olulise punkti: valige standardiseeritud rahvusvaheliselt tunnustatud digitaalprotokolliga seadmed HART, Foundation Field Bus, ProfiBus, Modbus. Vastasel juhul on suletud standarditest, mis on arusaadavad ainult seadme tootjale, vähe kasu.

Tuleme aga tagasi torustiku ja aurumõõteseadme paigalduskoha juurde. Enamik voolumõõteriistu tuleb paigaldada torujuhtme sirgetele lõikudele pikkusega 1 kuni 100 nimiläbimõõtu (DN). Juhtsüsteemiga voolumõõturite jaoks on vaja pikimaid sirgeid lõike 30 kuni 100 DN. Nende nõuete täitmata jätmine toob kaasa keskkonnavoolu ühtluse moonutamise ja sellest tulenevalt mõõtmistäpsuse vähenemise.

Võrreldes juhtimissüsteemidega on VR-idel sirgete lõikude pikkusele vähem ranged nõuded. Vastavad soovitused on 30 DN, mida on võimalik vähendada 10 DN-ni sõltuvalt torujuhtme konfiguratsioonist. Enamikul juhtudel on 10Du vähendamine ilma täpsuse halvenemiseta võimalik alles pärast täiendavate parandustegurite kasutuselevõttu, mis võtavad arvesse paigalduskoha omadusi.

Pange tähele, et mõned Venemaa VR-tootjad teatavad "võidust hüdrodünaamika seaduste üle" ja näitavad nõudeid sirgetele lõikudele vahemikus 3 kuni 5 Dn, mis on 2 ja isegi 3 korda parem kui välismaistel mudelitel. Jätkem sirgete lõikude pikkuste nõuete alahindamine nende tootjate südametunnistusele. Ja soovitame tarbijatel mitte tegeleda enesepettusega ja paigaldada VR torujuhtmetele, mille sirged lõigud on vähemalt 10Du ja SU - vähemalt 30Du.

Ja nüüd kutsume lugejaid üles oma kujutlusvõimet pingutama ja kujutama ette mitte ühte, vaid kolme identset auruga torustikku ning kolme inseneri Shaibovi, Fishkini ja Vikhrevi, kellele igaühele usaldame ühele torustikule mõõteseadme paigaldamise ja hooldamise.

Insenerid otsustasid aurumõõtmise probleemi lahendamiseks valida erinevaid teid ja vastavalt sellele valisid SU-l põhineva arvesti, VR-il põhineva imporditud aurumõõteseadme ja VR-il põhineva kodumaise aurumõõteseadme. Samas lähtus Šaibov eelkõige mõõtesõlme maksumusest. Fishkin otsustas raha välja võtta, uskudes, et "ihne maksab kaks korda", ja ostis imporditud keerisevoolumõõturi. Vikhrev uuris teemat põhjalikult ja lähtus põhimõttest “kui vahet pole, miks siis rohkem maksta?” otsustas paindepingete mõõtmiseks kasutada kodumaist keerisvoolumõõturit. Vaatame oma tegelasi.

Häda ootas meie kangelasi juba esimesel etapil voolumõõturite ostmisel.

Arvutuste tegemisel ei kahtlustanud Shaybov, et rõhuanduri maksumus tõuseb kolmandiku võrra, kuna seade asub kütmata ruumis, ja klapiplokkidega impulssliinid osutusid mitte nii odavateks kui oodatud. Selle tulemusena oli juhtimissüsteemil oleva mõõtesõlme maksumus võrdne kodumaisel VR-il põhineva lahendusega.

Fishkin oli veidi ärritunud, kui ta sai pärast 5-nädalast varustuse kättesaamise ootamist teada, et peab tolli hilinemise tõttu veel paar nädalat ootama.

Vikhrevi probleeme selles etapis saab seostada ainult raskustega suure arvutivaliku hulgast valida. (Samas ei soovi me selles artiklis arvuti valimise probleemi puudutada, seega usaldame Vikhrevi valikut ega küsi temalt isegi, millise arvuti ta ostis).

Lõpuks said kõik insenerid seadmed kätte, jääb üle vaid paigaldada ja esimene etapp on tehtud. Vikhrev sai sellega kõige kiiremini hakkama, sest koos voolumõõturiga tarniti tehnoloogiline sisetükk ja kinnitusdetailide komplekt. Šaibov pidi kulutama oluliselt rohkem aega, et täita kõiki kohustuslikke nõudeid membraani paigaldamisel: torujuhtme ja membraani korpuste läbimõõtude vastavuse tagamine, juhtimissüsteemi ja torustiku joondamine ning juhtimissüsteemi kambrite ühendamine membraaniga. diferentsiaalrõhu andur impulssliinide abil. Ka Šaibov pidi leppima sellega, et mõõteseadme täpsus jääb arvestamata tegurite tõttu väiksemaks kui ette nähtud: torujuhtme karedus ja lahknevus torujuhtme tegeliku siseläbimõõdu ja arvutatud andmete vahel.

Imporditud seadmetel põhineva mõõtesõlme paigaldamine sujus tänu hästi illustreeritud kasutusjuhendile. Kohalik edasimüüja viskas aga „kärbse pihku“, keeldudes tarnimast voolumõõturi kinnitusdetailide komplekti ja viies selle tootmise üle Fishkinile. Ka Fishkini rõõm seadme eduka paigaldamise üle jäi üürikeseks, kuna seadmete programmeerimine osutus keeruliseks venekeelse menüü puudumise ja ilmsete tõlkevigade tõttu kaasasolevas dokumentatsioonis. Kõne kohalikule tarnijale näitas, et neil pole seadmete seadistamiseks spetsialisti, mistõttu suunati kõik küsimused ettevõtte Venemaal asuva esinduse peakontorisse. Ja Fishkin ootas oma küsimustele vastuseid kaua. Fishkin on aga juba harjunud ootama...

Niisiis, seadmed on paigaldatud ja ühendatud, sõlm on kasutusele võetud. Kuid aeg läks ja Shaybov hakkas kahtlustama, et SU tunnistus ei vasta tõele. Pärast avamist, torujuhtme diafragma ja sellega külgneva lõigu puhastamist ummistustest ja impulsiliinide puhastamist hakkasid näidud vastama oodatule, kuid järeldus valmistas pettumuse: seadet tuleb puhastada kord kahe kuu jooksul.

Fishkin ja Vikhrev jälgisid oma kolleegi askeldamist mõningase rõõmuga, arvates, et nad mäletavad oma BP üksusi alles kolme aasta pärast, kui saabub aeg nende kontrollimiseks. Kohaliku migratsioonikeskuse väljaantud dekreet lükkas aga lootused ümber: piirkond kehtestas korralduse kontrollida igal aastal kõiki voolumõõtureid ja soojusenergia arvestiid, olenemata föderaalmääruste nõuetest.

Saabus Šaibovi parim tund: kogu mõõteseadme taatlemise tulemusel eemaldati järgmine membraan (üle aasta kestnud sõprust juhtimissüsteemiga õppis insener membraani kiiresti eemaldama, kuna ta tegi seda protseduuri regulaarselt) ja selle geomeetria mõõtmine keskseirekeskuse esindaja juuresolekul, samuti rõhu- ja temperatuuriandurite kontrollimine .

Imporditud Fishkini voolumõõturit saab kontrollida kahel viisil: loputades seadet veealusel või kasutades mittevalgumismeetodit. Teine variant osutus eelistatavamaks. Taatlusprotseduur osutus üsna lihtsaks: blufi korpuse geomeetria mõõtmine ja elektroonikaploki kontrollimine. Tõsi, Fishkin pidi lisaks ostma spetsiaalse kalli kontrollikomplekti, millest oleks saanud loobuda, kui seadmes oleks kasutatud standardseid, mitte ainulaadseid patenteeritud pistikuid.

Vikhrev oli kontrolliprotseduuriks valmis ja isegi ootas seda, kuna juba ostuetapis tegi ta valiku VR paindepingete kasuks, mida nende mitmekülgsuse tõttu saab kontrollida mitte ainult õhus, vaid ka veekontrolli stend, mis on saadaval igas piirkondlikus keskuses. Vikhrevi jaoks oli meeldiv üllatus Fishkini voolumõõturiga sarnase ametlikult heaks kiidetud lekkevaba kontrollimeetodi olemasolu.

Lõpuks kutsume teid ette kujutama, et inseneride voolumõõturid on üles öelnud. Meil on Šaibovist vaid kahju: ta ju ei lahku enam kontrollisüsteemist, olles raamatupidamisüksuse lahutamatu osa. Olgu Fishkini ja Vikhrevi voolumõõturite rikked sama iseloomuga, kujutame näiteks ette, et mõlema seadme sagedusväljund ebaõnnestus kontaktide polaarsuse segi ajanud töötaja süül.

Niisiis hakkasid Fishkin ja Vikhrev pärast töötajate üle kurtmist uurima voolumõõturi kasutusjuhendit. Sisseehitatud enesediagnostika funktsiooni kasutades oli Fishkin veendunud, et ainult sageduse väljund oli ebaõnnestunud. Helistanud teeninduskeskusesse (SC), sai ta teada, et elektroonika vahetamine on tänu seadme modulaarsele disainile viie minuti protseduur. Teeninduskeskus keeldus aga väljastamast remondidokumente ja asendusmoodulit, põhjendades seda salastatust tootja ettevõtte poliitikaga. Fishkin pidi saatma seadme teeninduskeskusesse, kus, nagu hiljem selgus, just sellist moodulit parasjagu laos polnud, mistõttu telliti see välismaale. Siin on teile viieminutiline protseduur. Oota siiski, Fishkin, oota. Sa oled sellega harjunud.

Vikhrev helistas ka SC-sse ja oli isegi Fishkini äpardusi teades valmis seadme sinna saatma. Kuid SC-s oli ta meeldivalt üllatunud. Vikhrevile teatati, et tema seadet saab kohapeal remontida, ning talle saadeti remondidokumentatsioon, milles pakuti valida, kas moodul ise välja vahetada või seade eemaldada ja lähimasse teeninduskeskusesse saata. Nähes, et elektroonika vahetamiseks tuleb vaid paar polti lahti keerata ning pole vaja kogu voolumõõtjat lahti võtta, veel vähem peatada torustikus auru juurdevool, otsustas Vikhrev ise remondi teha. Paar päeva hiljem saatis tootja Vikhrevile asenduselektroonilise mooduli, mille ta sai hommikul; ja lõunaks sai vigane moodul välja vahetatud ja seade hakkas uuesti tööle.

• peaksite valima VR-i, sest Juhtimissüsteem vajab pidevat hooldust. Vastasel juhul ületab juhtseadme mõõtmisviga oluliselt märgitud väärtusi;
• kõik saatedokumendid peavad olema vene keeles;
• vooluhulgamõõtur peab olema ametlikult heaks kiidetud lekkevaba taatlusmeetodiga ja universaalne, et tagada selle taatlemise võimalus veealusel;
• voolumõõturi tundlik element peab olema usaldusväärselt kaitstud hüdrauliliste ja termiliste löökide eest;
• Voolumõõtja konstruktsioon peab olema modulaarne, võimalusega iga moodulit kiiresti ja mugavalt välja vahetada;
• Remondidokumentatsiooni peab tarbija nõudmisel esitama tootja;
• Tootja piirkondlik teeninduskeskus peab võimaldama rikkis voolumõõturit kiiresti parandada, sealhulgas otse töökohas.

Meie väljamõeldud tegelaste soovitustele lisame endalt, et voolumõõturi valimisel peaksite tegema otsuse mitte ainult reklaambrošüürides esile tõstetud numbrite, vaid ka muude oluliste tehniliste ja tööomaduste põhjal.

Nautige oma vanni!

Ph.D., A. V. Kovalenko

Kasutatavad ülekuumendatud aurumõõturid määravad: rõhu, temperatuuri ja üks"kulu parameeter". Nagu juba märgitud, ei piisa sellest teabest märja auru kuumuse ja massi määramiseks.

Selliste arvestite märja auru soojuse ja massi kontrollimise võimaluse tagamiseks on kavas kasutada arvuteid, millel on võimalus sisestada parameetri “kuivusaste” korrektsioon. Sellist lahendust märja auru parameetrite jälgimise probleemile, lähtudes teadaolevast tehnoloogiatasemest, tuleks aga pidada ebapiisavalt efektiivseks.

Ülekuumendatud aurutorustikes vastab nende arvestite "vooluparameetri" signaal kontrollitava voolu massivoolukiirusele. Ülekuumendatud auru tarbimist saab esitada järgmise matemaatilise avaldisega:

, (1 .1)

kus: - ülekuumendatud auru tarbimine;

Ülekuumendatud auru tihedus;

Ülekuumendatud auru kiirus aurutorus;

Kontrollitud voolu ristlõige.

Ülekuumendatud auru tihedus on teadaolev funktsioon auru rõhust ja temperatuurist juhitavas aurutorus.

Ülekuumendatud auru () voolukiiruse määramiseks võib kasutada mis tahes vastuvõetavat vooluparameetri mõõturit, näiteks mõõtemembraani.

Seega määratakse ülekuumendatud auru vool "vooluparameetri" temperatuuri ja rõhu mõõdetud signaalide põhjal. See arvutusmudel sobib ideaalselt ülekuumendatud auru parameetrite määramiseks.

Kuid ülekuumendatud aur muutub oma soojusenergia kasutamise või kaotamise käigus paratamatult märjaks auruks.

Märgauru voolukiirust saab esitada järgmise matemaatilise avaldisega:

, (1.2)

kus: - märja auru tarbimine;

Märgauru aurufaasi voolukiirus (küllastunud aurufaas);

Märgauru vedelfaasi tarbimine;

Voolu vedelfaasi liikumiskiirus.

Küllastunud aur küllastunud auru temperatuuriga; - märg aur; - vesi küllastunud auru temperatuuril.

Märgauru faaside tihedused on aururõhu teadaolevad funktsioonid juhitavas aurutorus. Muid märja auru parameetreid, näiteks: , , , , , , ei saa ülekuumendatud aurumõõturitega määrata. Sellises olukorras ei ole mõtet "vooluparameetri" signaali korrigeerida kuivusastme mõõdetud väärtusega, kuna see signaal ei vasta füüsiliselt voolukiirusele ega selle faasidele. Selline “vooluparameetri” signaal ei vaja korrigeerimist, vaid... reguleerimist.

Märga auru kuumuse ja massi kontrollimise tuvastatud probleemi saab üksikasjalikult näidata konkreetsete näidete abil.

Voolu mõõtmise süsteemi näide. Auruvoolu mõõtmise süsteem, mis kasutab spetsiaalselt konstrueeritud survetorusid vastavalt leiutise patendile nr 2243508 (RU). Selles vooluhulga määramise süsteemis (seadmes) mõõdetakse staatilist rõhku ja rõhu erinevust () kahe rõhutoru vahel kontrollitud auruvoolus reaktori väljalaskeava juures, ühe survetoru vastuvõtuaken on suunatud voolu poole ja muu - allavoolu.

Avaldatud allikatest on teada, et selle süsteemi katsete tulemused tuumaelektrijaamade ja soojuselektrijaamade aurutorustikes näitavad survetorude kasutamise eelist teiste auruparameetrite mõõtjate ees. Eelkõige näitab nende eelist mõõtemembraanide ees töökindlus ja konstruktsiooni lihtsus, paigaldamise lihtsus ja lihtsus ning rõhukadude virtuaalne puudumine.

Reaktori, näiteks VVER-1000 jõuallikate aurutorustikus voolab märg aur kuivusastmega mitte üle 0,98. Sellega seoses moodustavad seadme kahe survetoru poolt mõõdetud rõhuerinevuse () juhitava voolu mõlemad faasid. Selle rõhulanguse sõltuvust survetorudest vooluparameetritest saab esitada järgmise matemaatilise avaldisega:

(1.3)

kus: - kahe mõõtetoru signaalikoefitsient;

Märgauru voolu tegelik mahuline aurusisaldus;

Voolu aurufaasi liikumise kiirus;

Voolu vedelfaasi liikumise kiirus;

Aurufaasi tihedus;

Vedelfaasi tihedus.

Ülaltoodud võrrand (1.3) sisaldabkolmtundmatud vooluparameetrid (, , ) ja koefitsient ( ) signaali seadme mõõtetorudest. Sellele süsteemile ei edastata muud teavet probleemi lahendamiseks. Sellega seoses ei saa märja auru voolukiiruse määramise probleemi lahendada ilma täiendavat teavet kasutamata või piiravaid tingimusi kehtestamata.

Kõnealuse seadme jaoks on märja auru kontrollitud voolu voolukiiruse määramiseks vaja kuidagi määrata või kuskil võtta väärtused, , Ja .

Seda seadet kasutatakse tuumaelektrijaama reaktorite jahutusvedeliku taseme reguleerimise süsteemis. Seadme infotöötlussüsteem kasutab ühefaasilist voomudelit. See tuleneb selle kirjelduses olevast tekstist ja valemitest. Seega eirab see seade vedela faasi tegelikku olemasolu kontrollitud voolus. Seadme põhiline arvutusvalem vastavalt leiutise patendile nr. 2243508 (RU) saab esitada järgmiselt:

(1.4)

See tähendab, et võrrandit (1.3) kasutatakse tegeliku mahulise aurusisalduse ( ) fikseeritud väärtusel (võrdne ühikuga). Otse võrrandist (1.4) on selge, kuidas see moonutab voolu aurufaasi kiirusparameetri arvutatud väärtust. Valemi vasak pool on mõõdetud parameeter, mille moodustavad kaks erineva kiirusega liikuvat voolufaasi (pidev aur ja oma mahult hajutatud vedelik). Valemi parem pool on aurufaasi tiheduse (staatilise rõhu funktsioon) ja aurufaasi voolukiiruse ruudu korrutis.

Veel üks näide. Patendile nr 2444726 (RU) vastav seade sisaldab aurutoru koos "vooluparameetri" mõõturiga, mis on selektiivne aurufaasi omaduste ja parameetrite suhtes (näiteks pitot toru, mille vastuvõtuaken on suunatud piki voolu). , staatilise rõhu mõõtja ja kuivusastme mõõtja.

- Signaali peale staatiline rõhk () määrab voolu vajalikud "tabeli" parameetrid, näiteks: selle faaside tihedus ja erisoojussisaldus:

Aurufaasi tihedus;

Vedelfaasi tihedus;

Aurufaasi entalpia;

Vedelfaasi entalpia.

KOOS piiksus Dünaamiline vaakummeeter (kui koefitsient on eelnevalt kindlaks määratud või kuskil võetud) võimaldab teil määrata voolu aurufaasi kiirust:

,(2.1)

kus: - dünaamilise vaakummeetri signaal;

Dünaamilise vaakummeetri signaali koefitsient;

Aurufaasi tihedus;

Märgauru voolu aurufaasi kiirus.

- Signaali peale kuivusmõõtur määrake aurufaasi (küllastunud aurufaasi) voolukiiruse suhe kontrollitava voolu koguvoolukiirusesse:

, (2.2)

Kahe võrrandi (2.1) ja (2.2) lahendamine kolme tundmatu parameetriga: , , , ja neljanda tundmatu koefitsiendiga on võimalik ainult lisainformatsiooni abil.

Selline lisateave probleemi lahendamiseks võib olla faasilibisemise parameeter (). “Kohaliku” väärtuse (tegelik mahulise aurusisalduse) ja “tarbitava” väärtuse (tarbitava mahulise aurusisalduse) suhe tehnoloogias nn. faasilibisemise parameeter ( ). Faasi libisemise parameeter () on rõhu nõrk funktsioon ja seda saab määrata empiirilise valemiga ().

Seega saadakse ülesande lahendamiseks kolmas võrrand:

, (2.3)

Kui koefitsiendid ( , , ) kuidagi määrata või kuhugi võtta, siis kolme tundmatu vooluparameetriga ( , , ) võrrandisüsteem (2.1), (2.2), (2.3) seadmemõõtjate signaalidest (patendi järgi). nr 2444726) võimaldab meil lahendada märja auruvoolu soojuse ja massi reguleerimise ülesande. Näidatud lahendus tundub väga tülikas, kuid mõnes teostustingimustes on märgitud puudus tühine. Samuti tuleks arvestada selle seadmega määratud auruparameetritega on praegusest hetkest maha jäänud kuivusastme määratud parameetri viivitusaja jaoks (umbes 30-40 sekundit).

Esitatud töös konkreetsete näidete abil näidatud, see:

- Kuulusülekuumendatud aurumõõturid ei võimalda luua süsteemi märja ja küllastunud auru kuumuse ja massi jälgimiseks.

Tuleb tunnistada, et ülekuumendatud aurumõõtureid kasutavate märja auru juhtseadmete kuumus ja mass on mõttetud. Iseenesest ei kontrolli need märja auru voolu soojust ja massi ning kuivusastet reguleerivate vahenditega täiendamisel moodustavad nad parimal juhul tülika juhtimissüsteemi, mis ei taga nõutavat täpsust olulise viivitusega. määratud auruparameetrid.

Peaksite tähelepanu pöörama juhtimisprobleemide lahendamiseks saadaoleva tehnoloogia tase märja auru soojus ja mass: .

Kavandatavad tehnilised lahendused on märja auru hetkeparameetrite jälgimise süsteemi tuum (valikuvõimalus), mis annab võimaluse standardida täpsust kuivusastmemõõturite etalonsignaalide abil. Tegeliku mahulise aurusisalduse ja voolufaasi kiiruste jälgimise täpsus on otseselt standarditud. Selle märja auruvoolu soojus- ja massireguleerimissüsteemi variandi üksikasjalik kirjeldus esitatakse hiljem eraldi töös.

Kirjandus:

1. Kovalenko A.V. Arvestusülesannete märja auru juhtimissüsteemi loomise küsimus

ja tehnoloogilistel eesmärkidel. Artikkel RosTeplo portaalis. Avaldatud 02.06.2012

2. A.G. Agejev, R.V. Vassiljeva, Yu.S. Gorbunov, B.M. Korolkov. Auruvoolu mõõtmise süsteemi testimine Balakovo TEJ elektriploki nr 3 aurugeneraatorite aurutorustikes dünaamilistes režiimides. / Ajakiri "Uut Venemaa elektrienergiatööstuses", nr 11, 2007/

3. Ageev A.G. jne. RF patent leiutisele nr 2243508. Seade auruvoolu mõõtmiseks aurutorustikus. Leiutiste bülletään, 27. detsember 2004 / Patendiomanik ENIC/

4. Kovalenko A.V. RF patent leiutisele nr 2444726 (RU). Seade märja aurujoa soojusvõimsuse, massivoolu, entalpia ja kuivuse reguleerimiseks. Leiutiste bülletään nr 7, 2012

5. Tong L. Soojusülekanne keemise ajal ja kahefaasiline vool. M.: Mir, 1969. -344 lk.

6. Kovalenko A.V. RF patent leiutisele nr 2380694 (RU), MCP G 01N 25/60. Märgauru kuivusastme kontrollimise meetod / A.V. Kovalenko // Leiutiste bülletään. 2010. nr 3. nr 2008119269. Prioriteet 05.15.2008

7. Kovalenko A.V. RF patent leiutisele nr 2459198 (RU), Seade märja auru kuivusastme, entalpia, termilise ja massivoolukiiruse jälgimiseks. Leiutiste bülletään nr 23, 2012

8. Kovalenko A.V. Leiutise taotlus nr 2011129977 (RU). Seade märja aurujoa kuivusastme määramiseks. Prioriteet 19. juuli 2011. Otsus leiutisele patendi väljaandmiseks 9. juuli 2012. a.

9. Kovalenko A.V. Leiutise taotlus nr 2011120638 (RU). Meetod märja auruvoolu tegeliku mahulise aurusisalduse ja faasikiiruste jälgimiseks aurugeneraatori aurutorus. Prioriteet 20. mai 2011. Otsus leiutisele patendi väljaandmiseks 12. oktoober 2012. a.

10. Kovalenko A.V. Leiutise taotlus nr 2011121705 (RU). Meetod aurutorustiku tegeliku mahulise aurusisalduse ja märja auru voolufaaside kiiruste jälgimiseks piki voolu aurutorustikus. Prioriteet 27. mai 2011. Otsus leiutisele patendi väljaandmiseks 12. oktoober 2012. a.

Soojusenergia on soojuse mõõtmise süsteem, mis leiutati ja kasutati kaks sajandit tagasi. Selle väärtusega töötamise põhireegel oli, et soojusenergia säilib ega saa lihtsalt kaduda, vaid seda saab muundada teist tüüpi energiaks.

On mitmeid üldtunnustatud soojusenergia ühikut. Neid kasutatakse peamiselt sellistes tööstussektorites nagu. Kõige tavalisemaid on kirjeldatud allpool:

Igal SI-süsteemis sisalduval mõõtühikul on eesmärk ühe või teise energialiigi, näiteks soojuse või elektrienergia koguhulga määramisel. Mõõtmisaeg ja kogus neid väärtusi ei mõjuta, mistõttu saab neid kasutada nii tarbitud kui ka juba tarbitud energia jaoks. Lisaks arvutatakse sellistes kogustes ka igasugune edastamine ja vastuvõtt ning kaod.

Kus kasutatakse soojusenergia mõõtühikuid?

Energiaühikud muundatud soojuseks

Illustreerimise eesmärgil on allpool toodud erinevate populaarsete SI-indeksite võrdlus soojusenergiaga:

• 1 GJ võrdub 0,24 Gcal, mis elektrilise ekvivalendiga võrdub 3400 miljoni kW tunnis. Soojusenergia ekvivalendis 1 GJ = 0,44 tonni auru;
• Samal ajal 1 Gcal = 4,1868 GJ = 16 000 miljonit kW tunnis = 1,9 tonni auru;
• 1 tonn auru võrdub 2,3 GJ = 0,6 Gcal = 8200 kW tunnis.

Selles näites on antud auru väärtus võetud vee aurustumiseks 100°C saavutamisel.

Soojushulga arvutamiseks kasutatakse järgmist põhimõtet: soojushulga kohta andmete saamiseks kasutatakse seda vedeliku kuumutamisel, misjärel korrutatakse vee mass idanemistemperatuuriga. Kui SI-s mõõdetakse vedeliku massi kilogrammides ja temperatuuri erinevusi Celsiuse kraadides, siis on selliste arvutuste tulemuseks soojushulk kilokalorites.

Kui tekib vajadus soojusenergia ülekandmiseks ühest füüsilisest kehast teise ja soovitakse välja selgitada võimalikud kadud, siis tuleks aine vastuvõetud soojuse mass korrutada tõusu temperatuuriga ja seejärel välja selgitada korrutis. saadud väärtusest aine erisoojuse võrra.

G. I. Sychev
Voolumõõturite osakonna juhataja
Spirax-Sarco Engineering LLC

Veeauru omadused
Voolu mõõtmise probleemid

Ultraheli voolumõõturid
Vortex voolumõõturid
Muud tüüpi voolumõõturid

Auruvoolu mõõtmise täpsus sõltub mitmest tegurist. Üks neist on kuivusaste. Seda indikaatorit jäetakse mõõtmis- ja mõõteriistade valimisel sageli tähelepanuta ja täiesti asjata. Fakt on see, et küllastunud märg aur on sisuliselt kahefaasiline keskkond ja see põhjustab selle massivoolu ja soojusenergia mõõtmisel mitmeid probleeme. Täna mõtleme välja, kuidas neid probleeme lahendada.

Veeauru omadused

Alustuseks määratleme terminoloogia ja uurime, millised on märja auru omadused.

Küllastunud aur on veega termodünaamilises tasakaalus olev veeaur, mille rõhk ja temperatuur on omavahel seotud ning paiknevad küllastuskõveral (joonis 1), mis määrab vee keemistemperatuuri antud rõhul.

Ülekuumendatud aur on teatud rõhul vee keemistemperatuurist kõrgema temperatuurini kuumutatud veeaur, mis saadakse näiteks küllastunud aurust lisakuumutamisel.

Kuiv küllastunud aur (joon. 1) on värvitu läbipaistev gaas, mis on homogeenne, s.t. homogeenne keskkond. Mingil määral on see abstraktsioon, kuna seda on raske saada: looduses leidub seda ainult geotermilistes allikates ja aurukatelde toodetud küllastunud aur ei ole kuiv - tänapäevaste katelde tüüpilised kuivusväärtused on 0,95- 0,97. Kõige sagedamini on kuivusaste veelgi madalam. Lisaks on kuiv küllastunud aur metastabiilne: kui soojus siseneb väljastpoolt, kuumeneb see kergesti üle ja soojuse vabanemisel muutub see niiskeks küllastunud.

Joonis 1. Veeauru küllastumise joon

Märg küllastunud aur (joonis 2) on mehaaniline segu kuivast küllastunud aurust suspendeeritud peenvedelikuga, mis on auruga termodünaamilises ja kineetilises tasakaalus. Gaasifaasi tiheduse kõikumine ja võõrosakeste, sealhulgas elektrilaengute - ioonide - olemasolu, põhjustavad olemuselt homogeensete kondensatsioonikeskuste tekkimise. Küllastunud auru niiskuse suurenedes näiteks soojuskadude või rõhu suurenemise tõttu muutuvad tillukesed veepiisad kondensatsioonikeskusteks ja kasvavad järk-järgult ning küllastunud aur muutub heterogeenseks, s.t. kahefaasiline keskkond (auru-kondensaadi segu) udu kujul. Küllastunud aur, mis kujutab endast auru-kondensaadi segu gaasifaasi, kannab liikumisel osa oma kineetilisest ja soojusenergiast vedelasse faasi. Voolu gaasifaas kannab oma mahus vedela faasi tilka, kuid voolu vedelfaasi kiirus on oluliselt väiksem selle aurufaasi kiirusest. Märg küllastunud aur võib moodustada liidese, näiteks gravitatsiooni mõjul. Kahefaasilise voolu struktuur auru kondenseerumisel horisontaalsetes ja vertikaalsetes torustikes muutub sõltuvalt gaasi ja vedeliku faaside vahekorrast (joonis 3).

Joonis 2. Veeauru PV diagramm

Joonis 3. Kahefaasilise voolu struktuur horisontaalses torujuhtmes

Vedelfaasi voolu iseloom sõltub hõõrde- ja raskusjõudude suhtest ning horisontaalselt paiknevas torustikus (joonis 4) suure aurukiiruse korral võib kondensaadi vool jääda kiletaoliseks, nagu vertikaalses toru keskmisel kiirusel võib see omandada spiraalse kuju (joonis 5) ja väikese kilevoolu korral on täheldatav ainult torujuhtme ülemisel sisepinnal ja alumisel pinnal pidev vool, "vool", on moodustatud.

Seega üldiselt koosneb auru-kondensaadi segu vool liikumisel kolmest komponendist: kuiv küllastunud aur, vedelik tilkade kujul voolu südamikus ja vedelik kile või joa kujul. torujuhtme seinad. Igal neist faasidest on oma kiirus ja temperatuur ning kui auru-kondensaadi segu liigub, tekib suhteline faasilibisemine. Töödes on esitatud märja küllastunud auru aurutorustiku kahefaasilise voolu matemaatilised mudelid.

Joonis 4. Kahefaasilise voolu struktuur vertikaalses torujuhtmes

Joonis 5. Kondensaadi spiraalne liikumine.

Voolu mõõtmise probleemid

Märga küllastunud auru massivoolu ja soojusenergia mõõtmine tekitab järgmisi väljakutseid:
1. Märga küllastunud auru gaasi- ja vedelfaas liiguvad erineva kiirusega ja hõivavad torujuhtme muutuva ekvivalentse ristlõikepindala;
2. Küllastunud auru tihedus suureneb selle niiskuse kasvades ning märja auru tiheduse sõltuvus rõhust erinevatel kuivusastmetel on mitmetähenduslik;
3. Küllastunud auru erientalpia väheneb selle niiskuse suurenedes.
4. Märja küllastunud auru kuivusastme määramine voolus on keeruline.

Samal ajal on märja küllastunud auru kuivusastme tõstmine võimalik kahel tuntud viisil: auru "purustamine" (rõhu ja vastavalt märja auru temperatuuri alandamine) rõhu vähendamise klapi abil ja eraldamine. vedelfaas, kasutades aurueraldajat ja kondensaadipüüdurit. Kaasaegsed auruseparaatorid tagavad märja auru peaaegu 100% kuivatamise.
Kahefaasilise keskkonna voolukiiruse mõõtmine on äärmiselt keeruline ülesanne, mis pole veel uurimislaboritest kaugemale jõudnud. See kehtib eriti auru-vee segude kohta.
Enamik auruvoolumõõtureid on kiired, s.t. mõõta auru voolukiirust. Nende hulka kuuluvad düüsiseadmetel põhinevad muutuva rõhu erinevuse voolumõõturid, keeris-, ultraheli-, tahhomeetri-, korrelatsiooni- ja jugavoolumõõturid. Coriolis ja soojusvoolumõõturid eristuvad, mõõtes otseselt voolava keskkonna massi.
Vaatame, kuidas erinevat tüüpi voolumõõturid märja auruga tegelemisel oma ülesandega toime tulevad.

Muutuva diferentsiaalrõhu voolumõõturid

Auruvoolu mõõtmise peamised vahendid on endiselt düüsidel (membraanidel, düüsidel, Venturi torudel ja muudel lokaalsetel hüdraulilistel takistustel) põhinevad muutuva diferentsiaalrõhu vooluhulgamõõturid. Kuid vastavalt GOST R 8.586.1-2005 alajaotusele 6.2 "Vedelike ja gaaside voolu ja koguse mõõtmine rõhuerinevuse meetodil": Vastavalt standardsete piiravate seadmete kasutamise tingimustele peab kontrollitav "keskkond olema ühekordne. faasiline ja füüsikaliste omadustelt homogeenne”:
Kui torustikus on kahefaasiline auru ja vee keskkond, ei ole jahutusvedeliku voolu mõõtmine muutuva rõhu erinevuse seadmetega standardiseeritud täpsusega tagatud. Sel juhul "võiks rääkida märja auru voolu aurufaasi (küllastunud auru) mõõdetud voolukiirusest teadmata kuivusastme väärtuse juures."
Seega põhjustab selliste voolumõõturite kasutamine märja auruvoolu mõõtmiseks ebausaldusväärseid näitu.
Töös viidi läbi düüsiseadmetel põhineva muutuva rõhu erinevuse vooluhulgamõõturitega märja auru mõõtmisel tekkiva metoodilise vea hindamine (kuni 12% rõhul kuni 1 MPa ja kuivusastmel 0,8).

Ultraheli voolumõõturid

Vedelike ja gaaside vooluhulga mõõtmisel edukalt kasutatavad ultraheli vooluhulgamõõturid ei ole auruvoolu mõõtmisel veel laialdast rakendust leidnud, hoolimata asjaolust, et teatud tüüpi neid toodetakse kaubanduslikult või on tootja välja kuulutanud. Probleem on selles, et ultrahelikiire sagedusnihkel põhinevat Doppleri mõõtmispõhimõtet rakendavad ultraheli vooluhulgamõõturid ei sobi ülekuumendatud ja kuiva küllastunud auru mõõtmiseks, kuna voolus puudub kiire peegeldamiseks vajalik ebahomogeensus ja kui märja auru voolukiirust mõõtes on gaasi ja vedeliku faaside kiiruste erinevuste tõttu väga näidud alahinnatud. Aegimpulss-tüüpi ultraheli voolumõõturid, vastupidi, ei ole märja auru jaoks kasutatavad, kuna ultrahelikiire peegeldub, hajub ja murdub veepiiskadel.

Vortex voolumõõturid

Erinevate tootjate Vortex vooluhulgamõõturid käituvad märga auru mõõtmisel erinevalt. Selle määravad nii primaarse vooluanduri konstruktsioon, keeriste tuvastamise põhimõte, elektrooniline skeem kui ka tarkvara omadused. Kondensaadi mõju tundliku elemendi tööle on põhiline. Mõne konstruktsiooni puhul „tekivad küllastunud auru voolu mõõtmisel tõsised probleemid, kui torujuhtmes on nii gaasi- kui ka vedelfaas. Vesi koondub piki toru seinu ja häirib toruseinaga tasapinnaliselt paigaldatud rõhuandurite normaalset tööd. Teiste konstruktsioonide korral võib kondensatsioon anduri üle ujutada ja vooluhulga mõõtmise täielikult blokeerida. Kuid mõne vooluhulgamõõturi puhul ei mõjuta see näitu praktiliselt.
Lisaks moodustab kahefaasiline vool, mis jookseb bluffikehasse, terve spektri keeriste sagedusi, mis on seotud nii gaasifaasi kui ka vedelfaasi kiirustega (voolusüdamiku ja kile või joa tilgakujuline vorm) seinalähedane piirkond) niisket küllastunud auru. Sel juhul võib vedelfaasi keerissignaali amplituud olla väga märkimisväärne ja kui elektrooniline ahel ei hõlma signaali digitaalset filtreerimist spektraalanalüüsi ja spetsiaalse algoritmi abil gaasiga seotud "tõelise" signaali tuvastamiseks. vooluhulga faas, mis on tüüpiline voolumõõturite lihtsustatud mudelitele, seejärel tarbimisnäitude tõsine alahindamine. Pöörisvoolumõõturite parimatel mudelitel on DSP (digitaalne signaalitöötlus) ja SSP (kiirel Fourier' teisendusel põhinev spektraalne signaalitöötlus) süsteemid, mis ei suuda mitte ainult signaali-müra suhet suurendada, esile tuua “tõelist” keerissignaali, vaid ka kõrvaldada torujuhtme vibratsiooni ja elektriliste häirete mõju
Hoolimata asjaolust, et keerisvoolumõõturid on ette nähtud ühefaasilise keskkonna voolu mõõtmiseks, näitab töö, et neid saab kasutada kahefaasilise keskkonna, sealhulgas veepiiskadega auru voolu mõõtmiseks, kusjuures metroloogilised omadused on mõnevõrra halvenenud.
EMCO ja Spirax Sarco eksperimentaalsete uuringute kohaselt võib niisket küllastunud auru, mille kuivusaste on üle 0,9, pidada homogeenseks PhD ja VLM voolumõõturite täpsuse (±0,8-1,0%) ja massinäitude "reservi" tõttu. vooluhulk ja soojusvõimsus jäävad väärtuses normaliseeritud vigade piiridesse.
Kuivusastmega 0,7-0,9 võib nende vooluhulgamõõturite massivoolu mõõtmise suhteline viga ulatuda kümne ja enama protsendini.
Teised uuringud annavad näiteks optimistlikuma tulemuse - auruvoolumõõturite kalibreerimiseks mõeldud spetsiaalse paigalduse Venturi düüsidega märja auru massivoolukiiruse mõõtmise viga jääb ±3,0% piiresse küllastunud auru puhul, mille kuivusaste on üle 0,84. .
Vältimaks kondensaadi blokeerimist keerisevoolumõõturi anduri elemendi (nt anduritiiva) blokeerimisest, soovitavad mõned tootjad anduri suunata nii, et andurielemendi telg oleks paralleelne auru/kondensaadi liidesega.

Muud tüüpi voolumõõturid

Muutuva diferentsiaal/muutuva pindalaga vooluhulgamõõturid, vedrukoormusega siibriga vooluhulgamõõturid ja muutuva pindalaga sihtvoolumõõturid ei võimalda mõõta kahefaasilist keskkonda, kuna kondensaadi liikumisel tekib vooluosa võimalik erosioonkulumine.
Põhimõtteliselt saaksid kahefaasilist keskkonda mõõta ainult Coriolise tüüpi massivoolumõõturid, kuid uuringud näitavad, et Coriolise vooluhulgamõõturite mõõtmisvead sõltuvad suuresti faasifraktsioonide suhtest ning „katsed töötada välja universaalne vooluhulgamõõtur mitmefaasilise keskkonna jaoks viivad tõenäoliselt tulemuseni. ummikusse." Samal ajal arendatakse intensiivselt Coriolise vooluhulgamõõtureid ja võib-olla on varsti edu saavutatud, kuid siiani pole turul selliseid tööstuslikke mõõteriistu.

Jätkub.

Kirjandus:
1. Rainer Hohenhaus. Kui kasulikud on auru mõõtmised niiskes aurupiirkonnas // METRA Energie-Messtechnik GmbH, november 2002?
2. Heade tavade juhend Energiatarbimise kulude vähendamine auru mõõtmise abil. // Ref. GPG018, HMSO kuninganna printer ja kontroller, 2005
3. Kovalenko A.V. Märja auru kahefaasilise voolu matemaatiline mudel aurutorustikes.
4. Tong L. Soojusülekanne keemise ja kahefaasilise voolu ajal - M.: Mir, 1969.
5. Soojusülekanne kahefaasilises voolus. Ed. D. Butterworth ja G. Hewitt.// M.: Energia, 1980.
6. Lomshakov A.S. Aurukatla testimine. Peterburi, 1913. a.
7. Jesse L. Yoder. Arvestite kasutamine auruvoolu mõõtmiseks // Plant Engineering, - aprill 1998.
8. GOST R 8.586.1-2005. Vedelike ja gaaside voolu ja koguse mõõtmine diferentsiaalrõhu meetodil.
9. Koval N.I., Šaroukhova V.P. Küllastunud auru mõõtmise probleemidest.// UTSMS, Uljanovsk
10. Kuznetsov Yu.N., Pevzner V.N., Tolkatšov V.N. Küllastunud auru mõõtmine ahenemisseadmete abil // Soojusenergia tehnika. - 1080.- nr 6.
11. Robinshtein Yu.V. Auru kaubanduslikust mõõtmisest auru soojusvarustussüsteemides // 12. teaduslik-praktilise konverentsi materjalid: Vedeliku, gaasi ja auru voolu mõõtmise täiustamine, - Peterburi: Borey-Art, 2002.
12. Abarinov, E. G., K.S. Sarelo. Metoodilised vead märja auru energia mõõtmisel kuiva küllastunud auru soojusarvestite abil // Mõõtmistehnoloogia. - 2002. - nr 3.
13. Bobrovnik V.M. Kontaktivabad voolumõõturid "Dnepr-7" vedelike, auru ja naftagaasi mõõtmiseks. //Energiaressursside kaubanduslik arvestus. 16. rahvusvahelise teadus- ja praktilise konverentsi materjalid, Peterburi: Borey-Art, 2002.
14. DigitalFlow™ XGS868 auruvoolu saatja. N4271 Panametrics, Inc., 4/02.
15. Bogush M.V. Keerisvoolu mõõtmise arendamine Venemaal.
16. Tehniliste andmete raamatu III peatükk 12, kahefaasilised voolumustrid, Wolverine Tube, Inc. 2007
17. P-683 “Soojusenergia ja jahutusvedeliku arvestuse eeskiri”, M.:, MPEI, 1995.a.
18. A. Amini ja I. Owen. Kriitilise vooluga Venturi düüside kasutamine küllastunud märja auruga. //Flow Meas. lnstrum., Vol. 6, nr. 1, 1995
19. Kravchenko V.N., Rikken M. Vooluhulga mõõtmised Coriolise voolumõõturitega kahefaasilise voolu korral // Energiakandjate kaubanduslik arvestus. XXIV rahvusvaheline teaduslik ja praktiline konverents, Peterburi: Borey-Art, 2006.
20. Richard Thorn. Voolu mõõtmine. CRC Press LLC, 1999

Auru olek määratakse selle rõhu, temperatuuri ja erikaalu järgi. Anumasse suletud auru rõhk on jõud, millega see surub anuma seina pindalaühikut. Seda mõõdetakse tehnilistes atmosfäärides (lühendatult at); Üks tehniline atmosfäär on võrdne rõhuga 1 kilogramm ruutsentimeetri kohta (kg/cm2),

Aururõhu hulk katla seintele määratakse manomeetri abil. Kui näiteks aurukatlale paigaldatav näitab rõhku 5 atm, siis see tähendab, et katla seinte pinna iga ruutsentimeeter kogeb seestpoolt 5 kg suurust rõhku.

Kui gaasid või aurud pumbatakse välja hermeetiliselt suletud anumast, on rõhk selles väiksem kui välisrõhk. Nende rõhkude erinevust nimetatakse harvendamiseks (vaakumiks). Näiteks kui välisrõhk on 1 atm ja anumas on 0,3 atm, siis on vaakum selles võrdne 1-0,3 = 0,7 atm. Mõnikord mõõdetakse harvenemist mitte atmosfääri osade, vaid vedeliku, tavaliselt elavhõbeda samba kõrguse järgi. Arvutatakse, et rõhk 1 tehniline atmosfäär, st 1 kilogramm 1 ruutsentimeetri kohta tekitab 736 mm kõrguse elavhõbedasamba. Kui vaakumit mõõdetakse pTyfra kolonni kõrgusega, siis meie näites on see ilmselgelt võrdne: 0,7X736=515,2 mm.

Vaakum määratakse vaakummõõturite abil, mis näitavad seda atmosfääri osades või elavhõbedasamba kõrguse järgi millimeetrites.

Temperatuur on kehade (aur, vesi, raud, kivi jne) kuumenemise aste. See määratakse termomeetriga. Nagu teate, vastab null kraadi Celsiuse järgi jää sulamistemperatuurile ja 100 kraadi vastab vee keemistemperatuurile normaalsel atmosfäärirõhul. Celsiuse kraadid on tähistatud °C-ga. Näiteks temperatuur 30 kraadi Celsiuse järgi on näidatud järgmiselt: 30 °C.

Auru erikaal on selle ühe kuupmeetri (m3) kaal. Kui on teada näiteks, et 5 m3 auru kaalub 12,2 kg, siis selle auru erikaal on 12,2: 5 = 2,44 kg kuupmeetri kohta (kg/m3). Seetõttu on auru erikaal võrdne selle kogumassiga (kg) jagatud kogumahuga (m3).

Auru erimaht on ühe kilogrammi auru maht, st auru erimaht võrdub selle kogumahuga (m3) jagatuna selle kogumassiga (kg).

Mida kõrgem on vee rõhk, seda kõrgem on selle keemistemperatuur (küllastus), seega on igal rõhul oma keemistemperatuur. Seega, kui aurukatlale paigaldatud manomeeter näitab rõhku näiteks 5 atm, siis selles boileris on vee keemistemperatuur (ja aurutemperatuur) 158°C. Kui rõhku tõsta nii, et manomeeter näitab 10 atm, siis tõuseb ka auru temperatuur ja võrdub 183°C.

Vaatleme nüüd, kuidas auru toodetakse.

Oletame, et kolvi all olev klaassilinder sisaldab joodi. Kolb sobib tihedalt silindri seintega, kuid samas saab selles vabalt liikuda (1,/). Oletame ka, et vee ja auru temperatuuri mõõtmiseks silindris sisestatakse kolvi termomeeter.

Me soojendame silindrit ja samal ajal jälgime, mis juhtub selle sees oleva veega. Kõigepealt märkame, et vee temperatuur tõuseb, selle maht veidi suureneb ja silindris olev kolb hakkab aeglaselt ülespoole liikuma. Lõpuks tõuseb vee temperatuur nii palju, et vesi keeb (1,//). Jõuga veest välja lendavad aurumullid viivad selle osakesed pritsmete kujul minema, mille tulemusena täitub keeva vee kohal olev ruum auru- ja veeosakeste seguga. Seda segu nimetatakse küllastunud märjaks auruks või lihtsalt märjaks auruks (I, III).

Keetmist jätkates märkame, et vett on silindris järjest vähem ja märga auru järjest rohkem. Kuna auru maht on palju suurem kui vee maht; kust see tuli, siis kui vesi muutub auruks, suureneb silindri siseruumala märkimisväärselt ja kolb tõuseb kiiresti.

Lõpuks saabub hetk, mil silindris olev viimane veeosake muutub auruks. Sellist auru nimetatakse kuivaks küllastunud (1,/K) või lihtsalt kuivaks. Auru ja vee temperatuur keemise ajal (küllastustemperatuur) jääb konstantseks ja võrdseks temperatuuriga, mille juures vesi hakkas keema.

Kui silindri kuumutamine jätkub, tõuseb auru temperatuur ja samal ajal suureneb selle maht. Sellist auru nimetatakse ülekuumendatud (1,V).

Kui silindri kuumutamine peatatakse, hakkab aur keskkonda soojust eraldama ja selle temperatuur langeb. Kui see on võrdne küllastustemperatuuriga, muutub aur uuesti kuivküllaseks. Seejärel muutub see järk-järgult vedelaks, seetõttu muutub aur niiskeks. See protsess toimub konstantsel temperatuuril, mis on võrdne temperatuuriga! kipedia. Millal; viimane natuke!osake| Aur muutub veeks ja vesi lakkab keemast. Seejärel langeb temperatuur veelgi kuni ümbritseva keskkonna temperatuurini.

Eeltoodust võib teha järgmised järeldused.

Esiteks võib aur olla märg, kuiv ja ülekuumenenud. Kuiva auru olek on väga ebastabiilne ja isegi väikseima kuumutamise või jahutamise korral kuumeneb see üle või märjaks Selle tulemusena on aur praktilistes tingimustes ainult märg või ülekuumenenud.

Teiseks, jälgides selles vee keemist läbi klaassilindri seinte, võib märgata, et keemise alguses, kui silindris on veel palju vett, on aur tiheda piimjasvalge värvusega. Kui vesi ära keeb, siis kui seda on aurus üha vähem, siis selle värvi tihedus väheneb läbipaistvamaks. Lõpuks, kui viimane veeosake muutub auruks, muutub see läbipaistvaks. Järelikult on veeaur ise läbipaistev ja valge värvuse annavad sellele selles sisalduvad veeosakesed. Märjas aurus võib olla erineval arvul veeosakesi. Seetõttu peate märja auru täielikuks mõistmiseks teadma mitte ainult selle rõhku, vaid ka kuivusastet. See väärtus näitab; milline kogus kuiva auru kilogrammi murdosades sisaldub ühes kilogrammis märjas aurus. Näiteks kui üks kilogramm märga auru koosneb 0,8 kg kuivast aurust ja 0,2 kg veest, siis sellise auru kuivusaste on 0,8. Aurukateldes toodetava märja auru kuivusaste on 0,96-0,97.

Kolmandaks, katses ei muutunud koormus kolvile, mis tähendab, et ülekuumendatud auru (nagu ka õnnistatud kuiva auru) rõhk jäi katse ajal muutumatuks, kuid selle temperatuur tõusis kuumutamisel. Järelikult võib ülekuumendatud auru temperatuur sama rõhu juures olla erinev. Seetõttu märgitakse sellise auru iseloomustamiseks mitte ainult selle rõhk, vaid ka temperatuur.

Nii et märja auru iseloomustamiseks peate teadma selle rõhku ja kuivusastet ning ülekuumendatud auru iseloomustamiseks selle rõhku ja temperatuuri.

Esiteks hakkas ülekuumendatud aur tekkima alles pärast seda, kui silindrisse ei jäänud vett, seega siis, kui seda oli. vett, saad ainult märga auru. YU

Seetõttu võib aurukatlates aur olla ainult märg. Kui on vaja saada ülekuumendatud auru, eemaldatakse märg aur katlast spetsiaalsetesse seadmetesse - auruülekuumenditesse, eraldades sellega veest. Ülekuumendites kuumutatakse aur lisaks, misjärel see ülekuumeneb.

Kuigi ülekuumendatud auru saamiseks on vaja ülekuumendiseadet, mis muudab katla paigaldamise keerulisemaks, kuid tänu eelistele, mis ülekuumendatud aurul on võrreldes märja auruga; seda kasutatakse sagedamini laevapaigaldistes. Nende peamised eelised on järgmised.

1. Kui ülekuumendatud aur on jahutatud, ei teki kondenseerumist. See ülekuumendatud auru omadus on väga oluline. Olenemata sellest, kui hästi on isoleeritud torud, mille kaudu aur katlast masinasse voolab, ja selle masina aurusilinder on isoleeritud, juhivad need ikkagi soojust ja seetõttu jahutatakse nende seintega kokkupuutuv aur. Kui aur on ülekuumenenud, seostatakse jahutamist ainult selle temperatuuri ja erimahu vähenemisega. Kui aur on märg, siis see kondenseerub, st osa aurust muutub veeks. Vee tekkimine aurutorustikus ja eriti aurumasina silindris on kahjulik ja võib põhjustada suurõnnetuse.

2. Ülekuumendatud aur eraldab soojust hullemini kui märg aur, seetõttu jahutab see torujuhtmete, silindrite jms külmade seintega kokku puutudes vähem kui märg aur. Üldiselt saavutatakse ülekuumendatud auruga töötades kütusekulu kokkuhoid 10-15%.