книги из ГПНТБ / Адабашьян А.К. Монтаж систем контроля и автоматики учебник для техникумов

сата). Если дифференциальный манометр установлен ниже су­ жающего устройства, для удаления конденсата из соединитель­ ных линий необходимо предусмотреть специальные устройства (отстойные сосуды), устанавливаемые в самой низкой точке ли­ нии. Уклоны линий должны обеспечивать свободный слив кон­ денсата к этим устройствам. При измерении расхода запылен­ ного газа или воздуха соединительные линии подключают через специальные приспособления, позволяющие избежать засоре­ ния линий и обеспечить продувку линий сжатым воздухом.

Г л а в а X

МОНТАЖ ПРИБОРОВ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ жидкости

§ 90. Установка уровнемеров в резервуарах

Для измерения уровня жидкости в резервуарах широко рас­ пространены приборы, называемые уровнемерами.

Особенности монтажа уровнемеров того или другого типа, наряду с параметрами и назначением, обуславливаются прин­ ципами их действия и конструктивными особенностями (испол­ нением), определяющими как способы их установки и присоеди­ нения, так и способы обвязки основных узлов прибора.

Рассмотрим установку поплавковых, уровнемеров типа УДУ-5, наиболее распространенных и предназначенных для измерения уровня нефти, нефтепродуктов или других жидкостей в резер­ вуарах различных типов при плавном заполнении и сливе жид­ костей. Конструкция этих уровнемеров позволяет устанавливать в комплекте с ними и подсоединять потенциометрические и ко­ до-импульсные датчики (дистанционные приставки) для переда­ чи показаний на расстояние — в диспетчерский пункт.

Такие уровнемеры устанавливаются для вертикальных и го­ ризонтальных наземных и заглубленных резервуаров, для ре­ зервуаров с плавающей и дышащей крышками и др. Имеются различные модификации приборов типа УДУ-5 с местным от­ счетом уровня и с дистанционной потенциометрической пристав­ кой, которая позволяет контролировать и регулировать уровни в резервуарах на расстоянии — с диспетчерского пункта.

Принцип работы установленных на резервуарах уровнеме­ ров основан на следящем действии поплавка, плавающего на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с ее уров­ нем. При установке уровнемера на вертикальном наземном ре­ зервуаре (рис. 43) поплавок 4 подвешивается на перфориро­ ванной ленте 3 и при движении скользит вдоль направляющих струн 2. Струны жестко закрепляются на дне емкости и поддер­ живаются в натянутом состоянии при помощи натяжных устройств 1, установленных на крышке выходного патрубка.

288

Мерная лента устанавливается на ролики 12, проходит че­ рез гидрозатвор 11 и вступает в зацепление с мерным шки­ вом 10. Натяжение мерной ленты обеспечивается пружинным двигателем постоянного момента. Принцип его действия следую­ щий: стальная термообработанная лента 8, навитая специаль­ ным способом, одним концом прикреплена к барабану 7, а дру­ гим свободно охватывает ось барабана 9 и создает момент по­ стоянной величины в направлении, по­ казанном стрелкой.

Когда поплавок находится в верх­ нем положении, мерная лента смотана на барабан 7, а лента пружинного дви­ гателя— на ось барабана 9. При пони­ жении уровня жидкости вес поплав­ ка преодолевает момент трения в си­ стеме и момент, создаваемый пружин­ ным двигателем. Поплавок начинает перемещаться вниз, мерная лента вра­ щает барабан 7 и перематывает пру­ жинную ленту двигателя постоянного момента с оси барабана 9 на барабан 7. При повышении уровня продукта вес поплавка компенсируется выталкиваю­ щей силой жидкости, пружинный дви­ гатель преодолевает момент трения в системе и сматывает освободившуюся мерную ленту на барабан 7.

Перед установкой уровнемеров не­ обходимо тщательно изучить завод­

шкиве 10.

При установке и наладке этих приборов не следует снимать с показывающего прибора отсчетный механизм или устанавли­ вать его показания с помощью цифрового диска, так как это мо­ жет привести к поломке и неправильному отсчету показаний.

На вертикальных наземных резервуарах УДУ-5М и УДУ-5А

показывающий прибор уровнемера 6 крепится к кронштейнам 5, приваренным к резервуару на высоте 1200 мм (отсчет произ­ водится от днища резервуара до первого кронштейна). Защит­ ные трубы крепятся хомутами к кронштейнам. Вводный патру­ бок вваривается в крышку люка, к которой приварены также натяжные устройства. Направляющие струны на дне резервуара жестко крепятся к уголку. При монтаже указателя уровня на таком же вертикальном наземном резервуаре, но без примене­ ния сварочных работ, показывающий прибор и защитные трубы крепятся к металлической конструкции, изготовленной в МЗУ и установленной на специальном фундаменте. Вместо уголков, при­ варенных ко дну резервуара, в этом случае используется грунт.

На заглубленных резервуарах УДУ-5А, УДУ-5АП показы­ вающий прибор указателя уровня крепится к кронштейну, уста­ новленному на крышке люка. Мерная лента выходит из при­ бора через боковой выводной патрубок.

На резервуарах с плавающей крышей УДУ-5Б и УДУ-5БП показывающий прибор и защитные трубы указателя уровня кре­ пятся к крыше люка так же, как на вертикальном наземном ре­ зервуаре. В плавающую крышу вварен люк с патрубком. Натяж­ ные устройства установлены на люке. Направляющие струны крепятся к уголку, приваренному к патрубку. Мерная лента при­ ходит в патрубок к поплавку через алюминиевую втулку, за­ крепленную в люке.

Указатель положения плавающей крыши (УДУ-5В,

УДУ-5ВП) применяется как показывающий прибор. Показыва­ ющий прибор и угловые ролики устанавливаются так же, как и в предыдущем варианте, а мерная лента крепится непосредствен­ но к плавающей крыше. Натяжные устройства отсутствуют. Пла­ вающая крыша в этом случае заменяет поплавок.

На резервуарах с дышащей крышей УДУ-5Г и УДУ-5ГП по­ казывающий прибор указателя уровня устанавливается на кронштейне. Мерная лента в защитной трубе проходит внутрь резервуара. К верхнему угловому ролику крепится кронштейн, на котором установлены натяжные устройства.

На резервуаре типа ДИСИ (УДУ-5Д, УДУ-5ДП) при мон­ таже указателя уровня вместо большого гидрозатвора, уста­ навливаемого на резервуарах обычных типов, устанавливается увеличенный гидрозатвор. Столб жидкости, образованный в гид­ розатворе такого типа, достаточен для того, чтобы предохра­ нить полость показывающего прибора от проникновения паров продукта из газового пространства резервуара, находящегося под давлением.

При монтаже перечисленных уровнемеров указатель уровня следует устанавливать в соответствии с чертежами проектной организации и заводской инструкцией. Если монтаж прибора выполняется с проведением сварочных работ, резервуар должен быть подготовлен в соответствии с правилами пожарной безо­

290

пасности. Для установки уровнемера на резервуаре следует вы­ бирать место, наименее подверженное влиянию входящей струи на поплавок. В тех случаях когда жидкость подается в резер­ вуар со значительными пульсациями, необходимо поместить по­ плавок в ограждение высотой 3 м или более. Особенно тщатель­ но следует размечать верхний люк под приварку натяжных устройств, а также приваривать к днищу резервуара уголки для крепления направляющих тяг. Уголки устанавливаются по от­ весу относительно натяжных устройств. Расстояние между на­ правляющими тягами по всей высоте должно быть 420 мм.

Для приварки натяжных устройств в люке сверлятся отвер­ стия 035 мм, для приварки трубки — 050 мм. Защитные трубы и показывающий прибор должны быть установлены строго по отвесу.

После окончания монтажа прибора производят вытяжку и крепление мерной ленты. Для этого, сняв крышки угловых ро­ ликов и роликов гидрозатворов, через вертикальную защитную трубу протягивают мерную ленту. С помощью троса мерную ленту вытягивают и пропускают через угловые ролики и роли­ ки гидрозатвора. Внутри резервуара мерная лента соединяется разрезным кольцом с поплавком.

Пружинную ленту двигателя постоянного момента закреп­ ляют на шкиве винтами, когда конец мерной ленты достигнет первого ролика гидрозатвора.

Направляющие струны натяжных устройств вводят в коль­ ца поплавка (при этом можно не отсоединять струны от на­ тяжных устройств) и осторожно опускают поплавок на дно ре­ зервуара. Закрывают крышки угловых роликов и роликов гид­ розатворов, а также крышку показывающего прибора. Колено гидрозатвора заливают на 200—300 мм дизельным топливом или другой жидкостью. В резервуарах типа ДИСИ колено гидрозат­ вора заливается жидкостью до контрольной пробки.

Выбираемая для гидрозатвора жидкость должна удовлетво­ рять температурным условиям работы в данном районе (не ис­ паряться и не застывать). Нижнюю часть показывающего при­ бора заполняют трансформаторным маслом, чтобы предохра­ нить от коррозии пружинную ленту двигателя постоянного мо­ мента. Уровень масла должен достигать высоты отверстия для заливки.

Масло для заливки прибора и жидкость в гидрозатворе сле­ дует тщательно профильтровать. После заполнения резервуара продуктом на некоторую высоту следует рулеткой замерять его уровень. Снимают крышку отсчетного механизма и устанавли­ вают на нем полученный результат. Шестерню отсчетного меха­ низма следует вращать плавно, без рывков.

Установив уровень, затягивают гайку. Отсчетный механизм закрывают крышкой. Прибор готов к работе. Если на приборе установлена дистанционная приставка, то к нему подключают

линии связи. Дистанционную приставку типа УДУ-16-00, которая имеет взрывозащищенное исполнение М2Г, устанавливают не­ посредственно на приборе УДУ-5, в комплекте с которым она работает.

На приставке УДУ-16-00 монтируется в положении, развер­ нутом от вертикальной оси на 60°, благодаря чему обеспечивает­ ся погружение в масло всех токонесущих неизолированных эле­ ментов. При этом крышка нормально искрящих элементов уста­ навливается так, чтобы маслоуказатель находился в вертикаль­ ном положении. Движение на приставку передается через ше­ стеренчатый редуктор.

Для прокладки линий связи определяют проектом кабели, которые прокладывают в траншеях. На группу резервуаров про­ кладывается общий кабель, который подводится к распредели­ тельному ящику. От распределительного ящика линия, защи­ щенная трубами, подводится к приставке для дистанционной пе­ редачи указателя уровня.

При выборе марки провода следует учитывать, что допусти­ мая погрешность измерения вторичным прибором (±15 мм) обе­ спечивается при суммарном сопротивлении линии не более

100 Ом.

Жилы провода присоединяются к клеммной колодке дистан­ ционной приставки через защитную муфту. Обратным проводом цепи сигнализации является земля.

Если позволяют конкретные условия, можно прокладывать отдельную кабельную линию от пульта к первичному прибору. В этом случае необходимость в распределительных ящиках от­ падает.

Контакты предельной сигнализации настраиваются при сня­ той крышке дистанционной приставки и отключенной схеме. Стрелку устанавливают по внутренней шкале на деление, соот­ ветствующее положению уровня. Контакты крайних положений устанавливают по внутренней шкале на нужные пределы нижне­ го и верхнего уровней. В диспетчерском помещении кабель под­ ключают к клеммной колодке пульта. После монтажа прибора приставку заливают трансформаторным маслом (ГОСТ 982—68).

§ 91. Установка буйковых пневматических уровнемеров

Уровнемеры буйковые пневматические УБ предназначены для непрерывного преобразования уровня жидкости, находя­ щейся под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением, в пропорциональный пневматический сигнал дистан­ ционной передачи.

Уровнемер входит в общий комплекс унифицированной си­ стемы пневматических и электрических взаимозаменяемых дат­ чиков ГСП и используется в комплекте со вторичными прибора­ ми, регуляторами, машинами централизованного контроля и дру­ гими устройствами автоматики и системами управления, рабо­

292

тающими от стандартного пневматического входного сигнала 0,2—1 кгс/см2. Уровнемер может быть установлен во взрыво­ опасных помещениях.

Уровнемеры буйковые могут устанавливаться в диапазоне температур от —40 до +200° С; отдельные модификации могут устанавливаться в диапазоне 100—400°С при условном давле­ нии Ру = 40±64 кгс/см2. Приборы могут устанавливаться для ра­ боты как в неагрессивных, так и в агрессивных средах. Не сле­ дует устанавливать пневматические буйковые уровнемеры для работы в условиях, где возможны тряски и вибрации. При невоз­ можности выполнения этого требования уровнемеры следует устанавливать на специальных амортизаторах.

При установке буйковых пневматических уровнемеров сле­ дует уплотнять элементы уровнемера между собой путем при­ менения прокладок из паронита или фторопласта (см. табл. 9).

Уровнемеры могут устанавливаться для местного измере­ ния уровня жидкости, а также для дистанционной передачи пнев­ матического сигнала на вторичный прибор манометрического типа на расстояние до 300 м по пневматической трассе.

Уровнемеры предназначены для монтажа на вертикальном или горизонтальном патрубке емкости или аппарата, установ­ ленных в помещении или на открытом воздухе. Чувствительный элемент — цилиндрический буек — располагается внутри емкости или выносной камеры, которая фланцами присоединяется к емкости, уровень жидкости в которой подлежит измерению. Изменение уровня жидкости от нуля до верхнего предела изме­ рения вызывает изменение выходного пневматического сигнала от 0,2 до 1 кгс/см2.

Уровнемеры снабжены механизмом контроля, обусловливаю­ щим первичную настройку прибора в соответствии с плотностью жидкости, а также периодическую проверку показаний в процес­ се эксплуатации.

Уровнемеры поставляются с учетом плотности жидкости. Приборы обеспечивают измерение уровня жидкости с плот­ ностью от 0,5 до 1,8 г/см?. Эта плотность разделена на три диа­ пазона: от 0,5 до 0,85; от 0,7 до 1,2 и от 1,05 до 1,8 г/см3.Необхо­ димый диапазон плотности жидкости указывается в заказе.

Прибор питается сжатым воздухом давлением 1,4±0,14 кгс/см2 (ГОСТ 9468—60). Воздух должен быть осушен и очищен в со­ ответствии с требованиями ГОСТ 11882—66.

немеры УБ-13 — с демонтированным буйком и камерой, УБ-12 — с демонтированным буйком и фланцем. Перед монтажом необ­ ходимо убедиться в том, что прибор, буек и механизм контроля имеют один и тот же заводской номер. Замена буйка или меха­ низма контроля потребует полной переналадки и тарирования прибора.

293

Уровнемер может быть смонтирован в помещении или на от­ крытом воздухе. При установке уровнемера на открытом возду­ хе прибор должен быть защищен навесом от солнечной радиации.

Уровнемеры УБ-11 устанавливаются на горловине емкости или аппарата, уровень жидкости в которых подлежит измере­ нию; уровнемер УБ-12— на горизонтальном патрубке емкости; уровнемеры УБ-13 снабжены выносной камерой, входящей в ком­ плект.

Буйки, состоящие из нескольких звеньев, собираются при монтаже прибора. Между фланцами емкости и присоединитель­ ными фланцами прибора устанавливаются прокладки, профиль которых должен соответствовать типу уплотнительной поверх­ ности.

Материал прокладки выбирается в зависимости от характе­ ристики измеряемой среды.

При монтаже приборов УБ-11 и УБ-13 снимают заглушку буйкового устройства, пропускают через верхнее отверстие про­ волоку и прикрепляют к ней ушко скобы троса буйка; скобу тро­ са надевают на проточку рычага. Предварительно следует от­ регулировать длину каната буйка так, чтобы нижний торец буйка совпал с нулевой отметкой уровня в емкости.

После окончания работ, связанных с монтажом уровнемера, проволоку отсоединяют от скобы подвески буйка и устанавли­ вают на место прокладку с заглушкой.

На линии питания прибора сжатым воздухом монтируют фильтр — редуктор воздуха. Соединительные пневматические ли­ нии должны быть выполнены из латунных, красно-медных или алюминиевых трубок с внутренним диаметром 6 мм. При мон­ таже прибора в закрытом йомещении соединительные пневма­ тические линии могут быть выполнены из пластмассовых труб. Перед монтажом соединительные пневматические линии долж­ ны быть продуты сжатым воздухом. Для обеспечения надеж­ ной работы уровнемера все линии должны быть проверены на герметичность сжатым воздухом давлением 2 кгс/см/.

При установке уровнемера на емкость или аппарат, рабо­ тающие под давлением, прибор должен быть опрессован вместе

с ними.

Перед включением уровнемера в работу, до заполнения емкости жидкостью, прибор проверяют и настраивают. Для это­ го фильтром — редуктором воздуха — устанавливают в линии пи­ тания давление 1,4 кгс/см2. К линии выходного сигнала прибора подключают образцовый манометр с пределом измерения О—1 кгс/см2. При отсутствии в емкости жидкости давление вы­ ходного сигнала, измеряемое образцовым манометром, должно быть равно 0,2 кгс/см2, а стрелка манометра местного отсчета должна находиться на нуле. Если это условие не соблюдается, то левым регулировочным винтом устанавливают манометриче­ скую пружину в такое положение, чтобы выходной сигнал был

294

равен 0,2 кгс/см2. Затем открывают крышку механизма контроля и устанавливают ползушку против деления шкалы, соответст­ вующего плотности жидкости. При помощи ходовой гайки пере­ мещают шток до соприкосновения с левым концом рычага, опре­ деляя момент контактирования по троганию стрелки образцово­ го манометра, и устанавливают стрелку механизма контроля на нулевое деление шкалы.

Затем последовательными перестановками манометрической пружины при помощи правого регулировочного винта (с повтор­ ной установкой на 0,2 кгс/см2 после каждой перестановки) до­ биваются того, чтобы перемещение стрелки механизма контроля от 0 до 100% изменяло выходной сигнал от 0,2 до 1 кгс/см2 по образцовому манометру и от 0 до 100% по манометру местно­ го отсчета уровня.

Указанную настройку прибора при помощи правого регули­ ровочного винта производят при затянутых почти до отказа вин­ тах. По окончании регулировки винты должны быть затянуты полностью. Затем ходовой гайкой устанавливают стрелку ме­ ханизма контроля на 3—4 деления левее нулевого, после чего прибор считается подготовленным для включения в работу.

§ 92. Установка гидростатических( уровнемеров

Установка уровнемеров гидростатических типа УГ во мно­ гом аналогична установке уровнемеров буйковых пневматиче­

ских типа УБ (см. § 9).

Уровнемеры УГ поставляют на место монтажа также с де­ монтированным буйком, который перед его установкой собира­ ют в готовый узел и монтируют на отведенном месте.

Перед монтажом прибора необходимо убедиться в том, что прибор, буек и механизм контроля имеют один и тот же завод­ ской номер. Замена буйка или механизма контроля потребует полной переналадки и тарировки прибора.

Уровнемер может быть смонтирован в помещении или на открытом воздухе. При установке уровнемера на открытом^ воз­ духе прибор должен быть защищен навесом от солнечной ра­

диации.

Прибор устанавливается на горловине емкости или аппара­ та, уровень жидкости в которых подлежит измерению. Между фланцем горловины емкости и присоединительным фланцем при­ бора устанавливается прокладка, профиль которой должен со­ ответствовать типу уплотнительной поверхности. Материал про­ кладки выбирается в зависимости от характеристики измеряе­

мой среды (см. табл. 9).

При монтаже прибора снимают заглушку буйкового устрой­ ства, пропускают через верхнее отверстие проволоку и прикреп­ ляют к ней ушко скобы троса буйка для предотвращения паде­ ния последнего в емкость. Предварительно следует отрегулиро­

295

вать длину троса буйка так, чтобы нижний торец буйка совпал с нулевой отметкой уровня в емкости.

По окончании монтажа уровнемера скобу подвески буйка на­ девают на проточку рычага торсионной трубки; затем проволо­ ку отсоединяют от скобы подвески буйка и устанавливают на место прокладку с заглушкой.

На линии питания прибора сжатым воздухом монтируют фильтр — редуктор воздуха. Соединительные пневматические ли­ нии должны быть выполнены из латунных, красно-медных или алюминиевых трубок с внутренним диаметром 6 мм.

При монтаже прибора в закрытом помещении соединитель­ ные пневматические линии могут быть выполнены из пластмас­ совых трубок. Перед монтажом соединительные пневматические линии должны быть продуты сжатым воздухом. Для обеспече­ ния надежной работы уровнемера все линии должны быть про­ верены на герметичность сжатым воздухом давлением 2 кгс/см2.

При установке уровнемера на емкость или аппарат, работаю­ щие под давлением, прибор должен быть опрессован вместе с ними.

Перед включением уровнемера, до заполнения емкости жид­ костью, прибор настраивают. Для этого фильтром — редуктором

манометр класса 0,35 с пределом измерения 1 кгс/см2. При от­ сутствии жидкости в емкости давление выходного сигнала, изме­ ряемое образцовым манометром, должно быть равно 0,2 кгс/см2, а стрелка манометра местного отсчета должна находиться на нуле. Если это условие не соблюдается, то левым регулировочным винтом устанавливают манометрическую пружину в такое поло­ жение, чтобы выходной сигнал был равен 0,2 кгс/см2. Затем от­ крывают крышку механизма контроля и устанавливают ползушку против деления шкалы, соответствующего удельному весу жидкости. При помощи ходовой гайки перемещают шток до со­ прикосновения с левым концом рычага, определяя момент кон­ тактирования по троганию стрелки образцового манометра, и устанавливают стрелку механизма контроля на нулевое деление шкалы.

Несколькими последовательными перестановками маномет­ рической пружины при помощи правого регулировочного винта (с повторной установкой на 0,2 кгс/см2 после каждой переста­ новки) добиваются того, чтобы перемещение стрелки механизма контроля от 0 до 100 % вызывало изменение выходного сигнала от 0,2 до 1 кгс см2 по образцовому манометру.

Если поступивший с завода прибор необходимо использовать для другого диапазона измерения уровня, следует изготовить другой буек в соответствии с размерами, приведенными в завод­ ской инструкции, и вновь оттарировать уровнемер. В этом слу­ чае прибор устанавливается на стенде, снабженном испытатель­

296

ной емкостью, приспособленной для равномерной подачи и сли­ ва воды. Конструкция стенда должна также предусматривать

возможность настройки уровнемера при помощи тарировочных грузов.

Испытательная емкость должна быть оборудована мерным стеклом и приспособлением для определения положения уров­ ня с точностью ±0,5 мм. При новой тарировке определяют фак­ тический диаметр буйка (0ф) испытуемого прибора как среднее арифметическое результатов замеров, производимых в трех точ­ ках: посредине буйка и на расстоянии 100 мм от днищ. В каж­ дой из точек замер производится в двух взаимно перпендикуляр­ ных плоскостях. Для буйков, состоящих из нескольких звеньев, замеры производятся в трех точках каждого звена.

Значение Dф определяется из соотношения

где Du D2, .... D — результаты замеров; £>Ф — общее число замеров.

Диаметры должны измеряться с точностью до ±0,02 мм для Di = 32 мм и с точностью до ±0,01 для D2 = 30 мм.

§93. Установка электрического

иэлектронного сигнализаторов уровня

Регулятор — сигнализатор уровня, электрический типа ЭРСУ-2 предназначен для сигнализации и поддержания в задан­ ных пределах уровня воды в паровых котлах. Прибор может быть также использован при установке на других сосудах для сигнализации и регулирования уровня жидких электропровод­ ных сред. Нормальная работа прибора гарантируется при темпе­ ратуре окружающего воздуха в пределах 10—45° С и относитель­ ной влажности до 80%.

Прибор не следует устанавливать, если в окружающей сре­ де содержатся едкие газы испарения, разрушающие металлы и изоляцию; во взрывоопасных помещениях; при наличии тряски, вибрации, ударов; в средах вязкой, пленкообразующей, кристал­ лизирующей, дающей твердый осадок на электроде датчика.

Прибор работает по принципу электроконтактного датчика, использующего свойство электропроводности среды. Прибор имеет три датчика: два служат для сигнализации и регулирова­

в зависимости от конкретных условий может устанавливаться выше датчика верхнего уровня либо ниже датчика нижнего уровня.

Прибор сигнализирует о рабочих положениях уровня с по­ мощью трех сигнальных ламп: красная — нижний уровень, жел­ тая — верхний, зеленая — средний. Об аварийном состоянии

297