книги из ГПНТБ / Добровольский А.П. Теплотехнические испытания судовых холодильных установок

установки приборов. В журнале наблюдений должны быть отмечены заводской номер каждого прибора и цена деления его шкалы. Если на приборе нет номера, то присвоенный ему номер должен быть нанесен несмываемой краской. Каждый измерительный прибор закреп­ ляют за определенным местом измерения на весь период испытаний. Замена прибора сопровождается обязательной отметкой в журнале

Все приборы должны иметь паспорта или клейма государствен­ ных поверок. В табл. 6 приведен список мер и контрольно-измери­ тельных приборов, подлежащих обязательной государственной по­ верке, клеймению в органах Комитета по делам мер и измеритель­ ных приборов, и сроки их поверки. Если паспорта или клейма отсутствуют, то измерительный прибор должен быть проверен или отградуирован перед испытанием по эталонному прибору. Исключе­ ние составляют нормальные дроссельные диафрагмы и сопла, выпол­ ненные согласно условиям соответствующих Правил. Следует также проверить правильность установки миллиметровых шкал ртутных и других жидкостных дифференциальных манометров.

Особенно тщательно должны быть проверены и установлены приборы, на основании показаний которых составляют тепловой баланс холодильных машин и установок и определяют мощность.

При отсутствии эталонного прибора допускается проверка всех однотипных приборов по одному из них, не участвующему в испыта­ нии и предварительно сверенному с точным эталоном.

Все элементы холодильной установки должны быть пронумеро­ ваны или иметь точные наименования для занесения в журналы наблюдений и составления отчетов по испытаниям (например, если имеется несколько компрессоров, то обозначают компрессор № 1, компрессор № 2 и т. д., причем нумерацию ведут от левого борта к правому и от носа к корме).

Перед испытаниями в отчет заносят характеристики основных элементов холодильной установки, которые определяют на основа­ нии технической документации, полученной от завода-изготови- теля, а при ее отсутствии, — на основании обмера этих элементов.

При определении поверхности охлаждения аппаратов обмер производят со стороны жидкого хладоносителя или воды как наиболее доступной, а в отчете отмечают, какому диаметру труб соответствует измеренная поверхность — внутреннему или наружному. При изме­ рении диаметров цилиндров компрессоров, имеющих сильный износ или овальность, в расчет вводят среднее значение нескольких изме­ рений.

При периодических освидетельствованиях и испытаниях устано­ вок после их длительной эксплуатации проверяют размеры цилин­ дров компрессоров, несмотря на наличие технической документации на компрессоры.

Перед основными испытаниями обычно осуществляют пробную работу установки для проверки механизмов, приборов автоматиче­ ского управления, измерительных приборов, правильности запол-

58

Таблица 6

Список мер и контрольно-измерительных приборов, подлежащих обязательной государственной поверке и клеймению

59

нения системы, нормальной циркуляции холодильного агента, рассола, воды и воздуха. Во время пробной работы окончательно устраняют все неполадки. Пробная работа установок, имеющих в качестве холодильного агента Ф-12, должна быть достаточно дли­ тельной для того, чтобы можно было установить нормальную цирку­ ляцию масла в системе. При пробной работе автоматизированной установки необходимо убедиться в том, что переход с автоматиче­ ского управления на ручное и наоборот не вносит существенных изменений в режим работы установки.

Если установка подвергается периодическому испытанию и до этого находилась в эксплуатации, пробную работу не производят. Во всех случаях независимо от вида и назначения испытаний из системы следует удалить неконденсирующиеся газы, а из аппара­ тов — по возможности масло (исключая аппараты установок на фреоне-12).

Пуск в действие, обслуживание и выключение установки во время пробной работы и в процессе испытаний следует производить в соот­ ветствии с утвержденной инструкцией. Если установка действует исправно и поддается регулировке, а температура охлаждаемых

60

объектов во время пробной работы достигает спецификационной, то установку допускают к основным испытаниям.

Пуск и остановку отдельных агрегатов, переключения в системах трубопроводов, изменение в регулировании работы установки можно производить только с разрешения руководителя испытаний или лица, им уполномоченного.

Все, принимающие участие в испытаниях, должны быть озна­ комлены с основными вопросами техники безопасности и медицин­ ской помощи при отравлении или ожоге холодильным агентом. Лица, принимающие участие в испытаниях аммиачных холодильных установок, должны быть знакомы с расположением аварийных выходов из помещений холодильных машин, знать, где находятся противогазы, и уметь ими пользоваться.

§ 13. ОБЩ ИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытания холодильных машин можно проводить при уста­ новившемся тепловом состоянии и неустановившемся. Однако опре­ деление холодопроизводительности при неустановившемся тепловом состоянии связано с вычислением водяного эквивалента (суммы произведений веса отдельных элементов установки на теплоемкость материалов, входящих в состав установки, включая изоляцию трюмов и их оборудование). Осуществить такое испытание с требуемой точ­ ностью в судовых установках затруднительно, так как невозможно установить температуру всех элементов установки до начала охлаж­ дения и в его конце из-за большого объема вычислений. В силу указанных причин испытания холодильных машин и установок рекомендуется производить при установившемся тепловом состоя­ нии (температуры, давления, частоту вращения и другие параметры нужно поддерживать по возможности неизменными). Колебания температур кипения, конденсации и переохлаждения допускаются до ±0,2° С, а колебания разности температур воды и рассола до и после аппаратов — до ±5% от среднего значения разности температур.

Строгое поддержание постоянного режима работы требуется, как правило, при лабораторных и стендовых испытаниях холодиль­ ной машины для снятия точных характеристик. Однако и в этом случае вследствие возможных изменений внешних условий допу­ скаются относительно кратковременные отклонения ряда измеряе­ мых величин в одну и ту же сторону (например, при повышении или понижении температуры охлаждающей воды могут соответственно измениться температуры конденсации и переохлаждения).

Если во время испытаний тепловое состояние холодильной машины несколько изменяется, следует стремиться к тому, чтобы тепловое состояние ее отдельных элементов, по которым определяют холодопроизводительность, и количества находящихся в них холо­ дильного агента, хладоносителя и воды были одинаковыми в начале и конце периода испытаний. Это условие может считаться выпол­ ненным, если будут равны начальные и конечные значения следу­

61

ющих параметров: температур кипения и конденсации, давления в промежуточном сосуде (у двухступенчатых машин), температур жидкого хладоносителя и охлаждающей воды на входе в испаритель и конденсатор и выходе из них, уровня холодильного агента в испа­ рителях, ресиверах и промежуточных сосудах, уровня рассола и воды в открытых аппаратах и сосудах.

В судовых условиях при проведении промышленных испытаний холодильных установок затруднительно обеспечить строгий устано­ вившийся режим работы и выполнить указанные требования. Труд­ ность эта объясняется в первую очередь большой продолжитель­ ностью испытаний, в связи с чем могут происходить значительные изменения внешних условий (температура наружного воздуха и забортной воды, величина солнечной радиации меняются в течение суток и при различном местонахождении судна). Но и в этих усло­ виях во время испытания необходимо стремиться к поддержанию стабильного режима работы установки.

Если невозможно добиться поддержания устойчивого режима работы установки, холодопроизводительность и другие показатели установки определяют на основании средних значений измеренных величин за время наиболее стабильной ее работы.

Во время испытания следует соблюдать одинаковые интервалы при выполнении отдельных измерений, причем если нельзя произ­ водить отсчеты одновременно по всем приборам, то это можно делать неодновременно, но каждый раз в той же последовательности. Про­ межутки времени между отсчетами выбирают в зависимости от характера и продолжительности испытаний. Так, спецификационные температуры внутри грузовых охлаждаемых помещений поддерживают в течение суток, измерения при этом производят через каждый час. При длительных испытаниях, например в течение нескольких суток, измерения можно выполнять через каждые два и четыре часа.

Во время стендовых испытаний для обработки результатов наблю­ дений, снятых при установившемся тепловом состоянии, период времени" испытания выбирают не менее одного часа; запись показаний приборов и снятие индикаторных диаграмм следует производить через каждые 10— 15 мин.

Во время теплотехнических испытаний необходимо соблюдать следующие условия работы холодильной машины:

1. Жидкий холодильный агент должен поступать к регулиру­ ющему клапану без примеси пара; для этого нужно, чтобы жидкость перед регулирующим клапаном была переохлаждена не менее чем на 3° С. Необходимо также убедиться в том, что на пути от кон­ денсатора до регулирующего клапана не происходит дросселирова­ ния холодильного агента.

2. Пар холодильного агента, засасываемый компрессором, дол­ жен быть перегрет не менее чем на 5° С в аммиачных машинах и на 15° С во фреоновых.

В зависимости от холодильного агента и условий работы холо­ дильной машины температуры нагнетания рекомендуется поддер­ живать в пределах, указанных в табл. 7, 8 и 9.

62

ратуры в машинных отделениях; низкой температуры и повышенной влажности в охлаждаемых объектах.

Измерительные приборы должны быть надежны в работе и прочно закреплены на месте. Однако эти требования можно предъявлять только к штатным приборам, обеспечивающим нормальную эксплуа­ тацию судовых холодильных установок, и нельзя полностью распро­ странять на приборы, применяемые при испытаниях, так как не­ редко для получения нужной точности приходится выбирать более сложный и менее надежный прибор. В связи с этим на период испы­ таний в местах измерений, где требуется повышенная точность, штатные приборы либо заменяют, либо дублируют более чувстви­ тельными приборами.

Под чувствительностью измерительного прибора понимают отно­ шение линейного или углового перемещения указателя к измерению значения измеряемой величины, вызвавшему это перемещение, а под точностью измерительного прибора понимают степень прибли­ жения его показаний к действительному значению измеряемой величины.

К контрольно-измерительным приборам предъявляют дополни­ тельные требования, одним из которых является малая инерция приборов. Это требование весьма важно при испытаниях объектов в неустановившемся тепловом состоянии и особенно при испытаниях автоматизированных периодически включающихся и выключающихся холодильных машин и аппаратов с быстроменяющейся тепловой нагрузкой.

В судовых холодильных установках вследствие жестких габарит­ ных условий размещения оборудования при установке измеритель­ ных приборов и пользовании ими нередко возникают затруднения. Производство некоторых измерений усложняется также трудностью доступа в отдельные охлаждаемые помещения и их удаленностью от постов управления. Поэтому часто возникает необходимость

вдистанционных измерениях с помощью датчиков, устанавливаемых

вместах измерений, и показывающих приборов, расположенных на специальных щитах в местах, удобных для наблюдения. Применение дистанционных измерительных приборов облегчает работу персо­

нала при эксплуатации установок и испытаниях, тем более, что

всудовых условиях количество лиц, участвующих в обслуживании

ииспытании холодильных установок, весьма ограничено, а число измеряемых величин бывает значительным. Для облегчения испы­ таний и эксплуатации установок желательно пользоваться само­ пишущими приборами.

§ 15. ПРОИЗВОДСТВО ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ПОГРЕШНОСТИ

Измерения при испытаниях судовых холодильных устано­ вок можно подразделить на три основные группы:

прямые результат получают непосредственно по показаниям приборов (например, измерение температуры среды с помощью

66

обычных термометров, измерение давления среды с помощью мано­ метров и т. д.);

косвенные — искомую величину определяют прямым измерением одной или нескольких величин, с которыми она связана соответству­ ющими зависимостями (например, определение температуры среды с помощью термопары и термометров сопротивления, определение расхода с помощью дроссельных приборов и т. д.);

совокупные — производят прямые и косвенные измерения, с по­ мощью которых на основании определенных зависимостей можно найти искомые величины (например, измерения, связанные с опре­ делением коэффициента теплопередачи теплообменных аппаратов, коэффициентов подачи компрессоров и т. д.).

Все измерения получаются с той или иной погрешностью. При испытаниях и обработке результатов наблюдений обычно учитывают указанные выше погрешности. Инструментальная (основная) погреш­ ность зависит от типа, устройства и качества изготовления измери­ тельного прибора, способа и места его установки. В процессе эксплуа­ тации прибора его инструментальная погрешность возрастает вслед­ ствие износа трущихся деталей, появления остаточных деформаций, загрязнений и т. д. Поэтому, как уже говорилось, все приборы должны проходить периодическую проверку и ремонт.

Погрешности наблюдений, зависящие от индивидуальных свойств наблюдателей, при испытаниях должны быть по возможности исклю­ чены (лиц, занятых в испытании, инструктируют и проводят с ними предварительные тренировки). Если исключить погрешность отсчета наблюдений, инструментальную погрешность можно назвать ос­ новной.

Абсолютная погрешность а выражается в единицах шкалы при­ бора

а — А — А ъ

где А — действительное значение измеряемой величины; А ! — показание прибора.

Так как абсолютная погрешность не дает достаточно полного представления о качестве произведенного измерения, удобнее поль­

Характеристику прибора удобнее определять с помощью приве­ денной погрешности, выражаемой в долях или процентах от раз­ ности между верхним и нижним пределами шкалы прибора: