Автоматизация узла учёта тепловой энергии многоквартирного жилого дома №4 мкр.4 г. Лянтор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В дипломном проекте на тему «Автоматизация узла учёта тепловой энергии многоквартирного жилого дома №4 мкр.4 г. Лянтор» описывается состав, назначение и техническое обслуживание узла учёта тепловой энергии. Так же описывается работа вычислителя Эльф, технические характеристики расходомера МастерФлоу.

Главную роль в системах контроля и автоматизации при передаче различных команд, сигналов, информации, источников энергии на расстояние, от датчика ко вторичному прибору, регулирующему органу, исполнительному механизму и т. д. играют пневматические и электрические линии связи. Они являются связывающим звеном в системах автоматизации технологических процессов. Эти линии связи служат для соединения мест отбора импульсов с приборами - датчиками, датчиков со вторичными регулирующими и регистрирующими приборами, а последних - с исполнительными механизмами, управляющими вычислительными комплексами и микропроцессорами.

Микропроцессорная техника - микропроцессоры, которые находят всё большее применение при автоматизации технологических процессов, представляют собой одно из самых крупных достижений науки и техники в области цифровой электроники и технологии интегральных микросхем.

Автоматизация -- одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций.

Построение и развитие систем автоматизации технологических процессов выполняется с таким расчётом, чтобы технолог - оператор в процессе управления технологическим процессом и его контроля мог получить необходимые данные о протекающем процессе, используя при этом видеограммы дисплея, самопишущие приборы - регистраторы и мнемосхемы.

Узел учета тепловой энергии (УУТЭ) - это комплекс устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, объема теплоносителя, проводящих контроль и регистрацию его параметров. В узел входят следующие приборы: вычислитель, устройства индикации температуры и давления, преобразователи расхода, давления и температуры, запорная арматура. Внешне узел учета энергии представляет собой модули, врезанные в трубопроводы.

Установка узла учета - не является методом энергосбережения, но при наличии таких приборов потребитель всегда имеет возможность наблюдать количество потребляемых ресурсов. Таким образом, появляется стимул к экономии. С помощью узла учета несложно рассчитать, насколько можно сократить потребление тепловой энергии и сколько на этом можно сэкономить. Внедрение приборного учета тепловой энергии выгодно как для потребителей - возможность контролировать потребление ресурса и сэкономить денежные средства, так и для поставщиков - возможность отслеживать потребление, своевременно выявлять места утечек и т.п.

1. Исходная информация

1.1 Описание технологического процесса узла учёта

Учет тепловой энергии в области теплоснабжения лежит в основе энергосберегающих мероприятий. Процедура учета тепловой энергии необходима для обеспечения цивилизованной формы расчетов за потребляемую тепловую энергию между потребителем и поставщиком.

Основные организационные и технические требования к учету тепловой энергии и теплоносителя у источников и потребителей тепла в водяных и паровых системах теплоснабжения изложены в Правилах, они предназначены для специалистов и персонала, занятых эксплуатацией систем теплоснабжения, узлов учета, разрабатывающих средства измерения тепловой энергии, массы теплоносителей и его параметров.

Узел учета тепловой энергии позволяет:

- получать в реальном времени достоверные данные о потребляемых энергоресурсах;

- реализовать различные схемы управления энергопотреблением на предприятии;

- прогнозировать значение величин энергоучёта в тепловых схемах с целью планирования энергопотребления.

Монтаж теплового пункта состоит из установки следующих устройств и узлов: автоматика для тепловых пунктов, если таковые применяются. Температурные датчики. Электронные регуляторы температуры; гидравлические регуляторы температуры, работающие от температуры наружного воздуха, регулирующие клапаны с электропроводами, гидравлические регуляторы давления; оборудование тепломеханическое, вспомогательное оборудование.

Первым этапом при монтаже теплового пункта является оснащение узла ввода. Для этого используются запорная арматура (приварная или фланцевая) с сетчатым фильтром. Если работы проводятся в закрытой системе теплоснабжения, фильтр предусматривается только на подающем трубопроводе, в других случаях и на обратном трубопроводе. Наличие фильтра рекомендует установки перед ним грязевика для защиты фильтра от повреждений более крупными частицами.

После того, как выполнен монтаж ИТП, можно переходить к монтажу узла учета. Узел учета обязательно входит в состав теплового пункта, но проектируется отдельно. Прибор учета на основании показаний расходомеров и преобразователей тепла рассчитывает величину теплопотребления. Сигналы расходомеров, подающиеся по импульсному принципу, также могут использоваться для установки ограничения максимального расхода тепла. Выбирая расходомер, будьте внимательны и обращайте внимание на его параметры. Нужно чтобы расход теплоносителя не выходил за рамки диапазона расходомера.

Далее следуют работы по монтажу узла согласования давления. Этот узел предназначен для обеспечения работы всех элементов теплового пункта, тепловых сетей, систем теплопотребления. Качественное оборудование теплового узла позволяет поддерживать перепады давления теплоносителя на регулирующих устройствах, исполнительных механизмах теплопотребления. Плюс, оборудование обеспечивает допустимое давление в трубопроводах, оптимальное для самого теплового пункта и всех его систем, защищает системы от избыточного давления, предотвращая гидравлические удары. Согласование давления позволяет гарантировать аккуратное заполнение систем водой и защищает от опорожнения. Помимо всего прочего, монтаж узла согласования давления надлежащим оборудованием позволит выполнять автоматическую гидравлическую балансировку сетей, плюс обеспечит защиту от вскипания перегретого теплоносителя.

Эти задачи требуют применения ряда дополнительных устройств, таких как подкачивающие насосы, расширительные баки, автоматические отсекающие клапаны и регуляторы подпора.

Одним словом наладка теплового оборудования - это инструмент, служащий для повышения экономичности работы систем централизованного теплоснабжения, призванный сокращать расходы тепловой и электрической энергии на транспортирование теплоносителя.

1.2 Требования к автоматизации узла учёта

Автоматизированный узел учета тепловой энергии (АУУТЭ) - это комплекс приборов, осуществляющих учет тепла и регистрирующих параметры теплоносителя. Узел учета включает в себя расходомеры, которые измеряют количество пройденного теплоносителя, датчики температуры, которые измеряют температуру теплоносителя и датчики давления, измеряющие давление в трубопроводах (устанавливаются не всегда). Все это врезается в трубопроводы тепловых сетей: в подачу, в обратку, в сеть ГВС.

Многие потребители энергоресурсов уже пришли к выводу, что гораздо выгоднее рассчитываться с теплоснабжающей компанией не по договорным величинам или установленным нормам, а по достоверным и точным показателям современных приборов учета. Такой подход к потреблению топливно-энергетических ресурсов позволяет значительно снизить финансовые затраты на энергию.

Автоматическое управление отпуском теплоты на здания может производиться по отклонению регулируемой величины, по возмущению и путем комбинирования этих двух методов.

В качестве термопреобразователей используются платиновые комплекты термопреобразователей КТПТР.

Питание вычислителя ЭЛЬФ - автономное, от литиевой батареи; существует вариант с сетевым питанием.

Применение вычислителя ЭЛЬФ в комплекте с ультразвуковым энергонезависимым расходомером КАРАТ-РС полностью решает проблему автономности узла учета.

Теплосчётчики этого семейства обеспечивают глубокую архивацию данных:

? 960 часов;

? 128 суток;

? 37 месяца;

? накопительный с момента подключения.

Подсветка дисплея облегчает работу с прибором в плохо освещенных помещениях.

Универсальность серии ЭЛЬФ позволяет настроить приборы практически на любую схему теплоснабжения.

Рисунок 1- вычислитель «Эльф»

Приборы ЭЛЬФ наделены возможностью сбора и переноса данных различными устройствами в зависимости от предпочтений пользователя. Вывод данных на компьютер обеспечивают оптопорт и встраиваемые модули RS-232, RS-485, M-bus, токовая петля.

Например ? Сбор данных с вычислителей ЭЛЬФ через оптопорт с помощью переносного пульта ЛУЧ-МК.

Приборы линии ЭЛЬФ позволяют строить автоматизированные системы сбора данных.

Преобразователи расхода электромагнитные МастерФлоу предназначены для преобразования расхода (объема) холодной или горячей воды, а также других жидкостей (по согласованию с предприятием-изготовителем) с удельной электропроводностью не менее 10-3 См/м в электрические сигналы: частотный, импульсный или токовый. Применяются для измерения расхода и учета потребления количества жидкости в наполненных напорных трубопроводах систем водо- и теплоснабжения, с содержанием воздуха или взвешенных частиц не более 1%.

Преобразователи могут использоваться в качестве первичного прибора в комплекте с тепловычислителем в составе теплосчетчика, с вторичным прибором в составе счетчика - расходомера, а также в автоматизированных системах сбора данных, контроля и регулирования технологических процессов.

1.3 Функциональное назначение расходомера «МастерФлоу»

Расходомер «Мастер Флоу» предназначен для преобразования расхода (объема) холодной или горячей воды, а также других жидкостей в выходные электрические сигналы: импульсный, частотный или токовый.

Преобразователи могут использоваться в качестве первичного прибора в комплекте с тепловычислителем в составе теплосчетчика, с вторичным прибором в составе счетчика - расходомера, а также в автоматизированных системах сбора данных, контроля и регулирования технологических процессов.

Принцип работы преобразователя основан на явлении индуцирования ЭДС в проводнике (измеряемой жидкости), движущемся в магнитном поле. При движении электропроводящей жидкости в поперечном магнитном поле в ней, как в проводнике, наводится электродвижущая сила. Величина ЭДС, согласно закону Фарадея, пропорциональна диаметру внутреннего сечения трубопровода, магнитной индукции и скорости потока. При постоянном значении индукции магнитного поля значение ЭДС зависит только от скорости потока жидкости и, следовательно, от объемного расхода.

Значение индуцируемой ЭДС снимается с помощью электродов, усиливается и подается на АЦП, где преобразуется в код, пропорциональный скорости (расходу) измеряемой жидкости. Выходные сигналы в зависимости от функционального назначения выхода прибора формируются микропроцессором.

Преобразователи модификации МФ имеют импульсный выход V с нормированной для группы типоразмеров ценой импульса, количество импульсов на импульсном выходе пропорционально объему жидкости, прошедшей через преобразователь при прямом или обратном направлении потока.

Дополнительно преобразователи указанного исполнения имеют импульсно-дискретный выход R.

Преобразователи исполнения «Р» имеют три режима работы (0, 1 и 2).

Для режимов 0 и 1 импульсно-дискретный выход R используется для определения направления потока жидкости.

В режиме 0 на импульсном выходе V формируется сигнал при движении потока жидкости, как в прямом, так и в обратном направлении, а на выходе R формируется логический сигнал при обратном направлении потока жидкости.

В режиме 1 на импульсном выходе V формируется сигнал при движении потока жидкости, как в прямом, так и в обратном направлении, а на выходе R формируется логический сигнал при прямом направлении потока жидкости.

В режиме 2 на выходе V формируется импульсный сигнал при движении потока жидкости в прямом направлении, а на выходе R формируется импульсный сигнал при обратном направлении потока жидкости.

Выбор необходимого режима может осуществляться при помощи программного обеспечения «МастерФлоу-Сервис» при установленном джампере разрешения записи ХР8.

Конструктивно преобразователи состоят из следующих составных частей:

- измерительного участка (ИУ);

- электронного блока (ЭБ);

- встроенного блока индикации (для преобразователей исполнения «И»);

- выносного блока индикации (для преобразователей исполнения «И1» или «И2»).

Магнитное поле создается с помощью катушек, расположенных снаружи трубопровода измерительного участка. Для защиты катушек от механических воздействий используется наружный кожух из магнитомягкой стали.

ЭДС снимается с двух электродов, расположенных в одном поперечном сечении трубопровода заподлицо с внутренней поверхностью футеровки (из фторопласта), изолирующей их от металлического трубопровода.

Электронный блок осуществляет необходимые преобразования, измерения и вычисления, а также формирование выходных сигналов и сигналов обмена с внешними устройствами.

Расположение платы интерфейса МФ RS-485 в корпусе электронного блока, а также назначение ее элементов управления и коммутации. Для преобразователей со встроенным блоком индикации индикатор располагается на крышке электронного блока.

Настроечные параметры: коэффициенты, полученные в результате градуировки преобразователя, граничные значения кодов, цена и длительность выходных импульсов и т.п. вводятся в преобразователь с ПК под управлением специального программного обеспечения «МастерФлоу-Сервис».

Перевод в режим записи параметров осуществляется установкой джампера на разъем ХР8 платы процессора.

Нельзя располагать преобразователи вблизи мощных источников электромагнитных полей (силовые трансформаторы, электродвигатели, т.п.) В помещении, где эксплуатируется прибор, не должно быть среды, вызывающей коррозию материалов, из которых он изготовлен. Категорически не допускается протекание сварочного тока через измерительный участок преобразователя при проведении электросварочных работ.

Преобразователи рассчитаны для размещения на произвольно ориентированном участке трубопровода (горизонтальном, вертикальном, под углом). Для нормального функционирования преобразователя необходимо выполнение следующих условий:

-преобразователь должен быть постоянно заполнен жидкостью;

-должен быть электрический контакт преобразователя с измеряемой жидкостью;

-направление потока жидкости в трубопроводе должно соответствовать направлению стрелки на корпусе прибора. В случае неполного заполнения или завоздушивания канала появляются ошибки измерения. В связи с этим при монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:

-не устанавливать преобразователь в самой высокой точке канала системы;

-не устанавливать преобразователь в трубопроводе с открытым концом. В случае невозможности установки преобразователя в рекомендуемых местах допускается монтаж в верхней точке системы. При этом следует установить воздушный клапан для выпуска скопившегося воздуха в атмосферу

Неисправности и устранение.

Неисправности: 1) При включении питания свечение светодиода (зеленого) есть, но нет показаний на регистрирующем приборе .2) Хаотичные показания расхода (объема) на регистрирующем приборе.

Вероятные причины: 1) Нет расхода, нет выходного сигнала, нарушена линия связи или неправильно выполнено ее подключение. 2) Плохое электрическое соединение корпуса и трубопровода. Газовые пузыри в измеряемой среде. Измерительный участок не заполнен средой.

Способы устранения: 1) Проверить наличие расхода, проверить наличие сигнала, проверить линию связи и правильность подключения. 2) Проверить соединение, устранить неисправность, устранить наличие газа в среде. Заполнить измерительный участок средой.

2. Расчётно-технологический раздел

2.1 Описание функциональной схемы автоматизации

Узлы учета тепловой энергии оборудуются у границы раздела балансовой принадлежности трубопроводов в местах, максимально приближенных к головным задвижкам источника. На каждом узле учета тепловой энергии источника теплоты с помощью приборов должны определяться следующие величины:

- время работы приборов узла учета;

- отпущенная тепловая энергия;

- масса (или объем) теплоносителя, отпущенного и полученного источником теплоты соответственно по подающему и обратному трубопроводам;

- масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку системы теплоснабжения;

- тепловая энергия, отпущенная за каждый час;

- масса (или объем) теплоносителя, отпущенного источником теплоты по подающему трубопроводу и полученного по обратному трубопроводу за каждый час;

- масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку систем теплоснабжения за каждый час;

- среднечасовые и среднесуточные значения температур теплоносителя в подающем, обратном и трубопроводе холодной воды, используемой для подпитки;

- среднечасовые значения давлений теплоносителя в подающем, обратном и трубопроводе холодной воды, используемой для подпитки.

Среднечасовые и среднесуточные значения параметров теплоносителя определяются на основании показаний приборов, регистрирующих параметры теплоносителя. Приборы учета, устанавливаемые на обратных трубопроводах магистралей, должны размещаться до места присоединения подпиточного трубопровода.

Специалисты нашей компании по Вашей заявке готовы рассчитать и поставить узел учета тепловой энергии

Тепловая энергия требует учёта, а то количество тепла, которое поступает в помещение, должно соответствовать потребностям. Учёт тепла нужен не только потребителям, но и котельным, и тепловым пунктам, для контроля того, как потребляется тепловая энергия.

Узел учета тепловой энергии - комплекс приборов и устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, массы (объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров. Конструктивно узел учета это набор “модулей”, которые врезаются в трубопроводы.

Мы производим работы как в комплексе, так и по отдельности: - Разработку проектной документации узлов учета тепловой энергии. - Согласование проектной документации с поставщиков тепла. - Поставку приборов учета и периферийного оборудования - Изготовление модулей узлов учета тепловой энергии, врезку модулей в действующие сети. - Пусконаладочные работы. - Гарантийное и послегарантийное (сервисное) техническое обслуживание. - Шефмонтаж (самостоятельное производство работ под контролем наших специалистов). - Обучение работе с приборами учета тепловой энергии (снятие показаний, распечатка). - Оказание консультационных услуг по эффективному использованию тепловой энергии и снижению затрат на неё.

Порядок установки узла учета тепловой энергии

Начало работ по установке узлов учета тепловой энергии, проводятся с обследования объекта и последующей разработки проекта узла учета тепловой энергии. Специалисты, занимающиеся проектированием узлов учёта тепла, проводят все необходимые расчёты, подбирают оборудование, контрольно-измерительные приборы, теплосчетчик. Проект согласовывается с организацией, поставляющей тепловую энергию для данного объекта. Этого требуют существующие нормы проектирования и правила учета тепловой энергии.

После согласования, можно приступать к монтажу узлов учёта тепла. Монтаж на объекте у заказчика состоит из врезки (модулей, запорной арматуры в трубопроводы) и проведения электромонтажных работ.

Наладка узла учета тепловой энергии, заключается в программировании вычислителя и проверке работоспособности системы учета, после чего проводится сдача узла учета тепла согласующим сторонам на коммерческий учет, осуществляемый специальной комиссией от лица теплоснабжающей компании.

Для объединения нескольких узлов учета в единую диспетчерскую сеть понадобится диспетчеризация узлов учета - организация мониторинга учета и дистанционный съем информации с теплосчетчиков.

Действия по установке узла учета тепловой энергии (“под ключ”)

1 Разработка проектно-сметной документации на узел учета тепловой энергии.

2 Согласование проектной документации на узел учета тепловой энергии в энергоснабжающей организации.

3 Комплектация узла учета тепловой энергии.

4 Изготовление по чертежам прямых участков (модулей) узла учета тепловой энергии.

5 Врезка модулей в действующие сети.

6 Электромонтаж и пусконаладочные работы узла учета тепловой энергии.

7 Сдача узла учета тепловой энергии на коммерческий учет энергоснабжающей организации.



Рисунок 1 - Схема узла учета тепловой энергии.

1. Теплосчетчик

2. Первичный преобразователь расхода

3. Датчики температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

4. Термометр в защитной оправе

5. Манометр

6. Фильтр сетчато-магнитный

7. Задвижка

2.2 Описание и работа вычислителя Эльф

Вычислитель ЭЛЬФ поставляется с отключённым элементом питания. После присоединения источника питания вычислитель постоянно находится в рабочем состоянии. В процессе работы вычислитель непрерывно отслеживает состояние числоимпульсных входов, фиксируя количество и частоту следования импульсов. С периодичностью один раз в минуту вычислитель производит измерение для всех подключённых к нему ИП по сопротивлению (ИПТ) и силе тока (ИПД).

Исходя из измеренных значений сопротивления, тока и количества принятых импульсов вычислитель ежеминутно рассчитывает приращения объёма, массы, электрической и тепловой энергии.

В качестве текущих значений на ЖКИ вычислителя индицируются:

- измеряемые один раз в минуту значения температуры (t) и давления (P), которые по существу являются мгновенными значениями указанных параметров;

- приведённые к часу (исходя из рассчитываемых ежеминутных приращений) значения объёма (V), массы (G), количества потребляемой тепловой (Q) и электрической энергии (C).

Вычислитель формирует почасовые архивы на основании средних значений параметров температуры и давления, а также сумм рассчитанных минутных приращений объёма, массы, тепловой и электрической энергии. По окончании суток на основании почасовых записей создаётся запись в посуточном архиве. По окончании отчётного месяца, на основании посуточных записей, вычислитель формирует запись в помесячном (или помесячном интегральном) архиве.

При этом дата архивной записи (метка времени) для вычислителя ЭЛЬФ имеет следующие форматы:

- «ХХ (день).ХХ (месяц).ХХ (час)» -- для почасового архива;

- «ХХ (день).ХХ (месяц).ХХ (год)» -- для посуточного и помесячного архивов.

Для почасового архива дата архивной записи соответствует дате и времени начала периода накопления данных. Например, значение «14.08.15» означает период накопления данных 14 августа с 15 часов 00 минут до 15 часов 59 минут включительно.

Для посуточного архива дата архивной записи соответствует дате начала периода накопления данных. Например: значение «15.08.11» означает период накопления данных с 15 августа 2011 года с 00 часов 00 минут по 15 августа 2011 года до 23 часов 59 минут включительно.

Для помесячных архивов дата архивной записи соответствует дате окончания периода накопления данных. Например: значение «31.07.11» означает период накопления данных с 1 июля 2011 года с 00 часов 00 минут по 31 июля до 23 часов 59 минут включительно.

Дата начала отчетного месяца является установочным (настраиваемым) параметром и может быть числом от 1 до 28. Если параметр «дата начала отчетного месяца» устанавливается иным, отличным от единицы, например, равным 20, то значения меток времени в помесячном архиве будут следующими: «19.07.11», «19.08.11», «19.09.11»... При этом запись «19.08.11» означает период накопления данных с 20 июля 2011 года с 00 часов 00 минут по 19 августа 2011 года до 23 часов 59 минут включительно.

Меню вычислителя ЭЛЬФ состоит из Стартового экрана, меню Архивы и меню Установки. Стартовый экран - это пункт меню вычислителя, в который он переходит по истечении времени ожидания нажатия кнопок. В меню Архивы находятся текущие и архивные данные вычислителя. В меню Установки хранятся настроечные и установочные параметры вычислителя и их значения. В тестовом режиме работы значения некоторых параметров могут редактироваться вручную с клавиатуры вычислителя. На рисунке 2 представлена общая структура меню вычислителя ЭЛЬФ.

Рисунок 2- Структура меню вычислителя

Меню Архивы состоит из Текущих значений, Архивов Накопленных (помесячных), Архивов Суточных (посуточных), Архивов Часовых (почасовых). Все архивы вычислителя идентичны по своей структуре. Для каждого вида архивов, а также и текущих значений, предусмотрены прямой режим и альтернативный режим отображения информации:

- прямой режим - предназначен для просмотра архивных данных и текущих значений вычислителя;

- альтернативный режим - предназначен для просмотра причин возникновения нештатных ситуаций и времени наработки для каждого параметра архивной записи.

Меню Установки (рисунок 3.17) состоит из таблицы установочных и настроечных параметров. Данные параметры содержат информацию о заводских и индивидуальных настройках вычислителя.

Из Стартового экрана осуществляется переход в меню Архивы путём краткого нажатия клавиши МЕНЮ (п. 3.3 руководства). Перейти в меню Установки можно из любой строки меню Архивы путём длительного нажатия на клавишу МЕНЮ. Переход из меню Установки в меню Текущих значений осуществляется из любой строки меню Установки путём длительного нажатия на клавишу МЕНЮ.

Текущие значения параметров, записи помесячного, посуточного и почасового архивов, включая незавершенные записи, а также причины неполных наработок измерительных каналов доступны для визуального просмотра в режиме индикации (меню) Архивы.

Установочные и настроечные параметры, определяющие работу вычислителя, доступны для визуального просмотра в режиме индикации (меню) Установки.

Архивные записи, представленные в меню Архивы, доступны для считывания через встраиваемые интерфейсные модули (таблица 1.3), а также через оптический порт посредством оптоголовок RS-232 или USB, пульта переноса данных «Луч-МК» или ПК.

Конфигурирование вычислителя - выбор схемы измерения и определение значений настроечных параметров, производится в режиме ТЕСТ с помощью пульта конфигурирования вычислителя ЭЛЬФ, МСТИ.421255.001. При этом значения некоторых параметров доступны для редактирования с помощью клавиатуры, процедура изменения параметров вычислителя ЭЛЬФ с клавиатуры описана в разделе 3.6 руководства.

Вычислитель ЭЛЬФ может контролировать до 6 измерительных каналов (подсистем учёта), при этом общая длина архивной записи не должна превышать 29 параметров конфигурирования, включая ошибки и наработки по измерительным каналам.

2.3 Технические характеристика преобразователя расхода МастерФлоу

Приборы МастерФлоу осуществляют преобразование прошедшего объема и расхода жидкости в электрические выходные сигналы в соответствии со своими характеристиками:

- прошедший объем жидкости в пропорциональное ему количество импульсов с нормированной ценой;

- текущий расход в последовательность электрических импульсов, с частотой пропорциональной расходу;

- текущий расход в выходной сигнал постоянного тока 0…5 мА или 4…20 мА;

- измеренные значения расхода (объема) в выходные сигналы интерфейсов RS-232 или RS-485.

Примечания:

Изменения длительности выходного импульса возможны в пределах указанного диапазона только при установленном джампере разрешения записи ХР8 при помощи программного обеспечения «МастерФлоу-Сервис». В скобках даны значения, устанавливаемые по умолчанию. Дискретность изменения длительности составляет 0,8 мс.

Параметры импульсного выхода V:

-форма выходного сигнала импульсная последовательность ;

-схема выходного каскада открытый коллектор ;

-максимальное напряжение Uк макс., 30 В;

-максимальный ток нагрузки Iк макс., 2 мА;

-напряжение в открытом состоянии при максимальном токе нагрузки, не более, 0,3 В.

Параметры частотного выхода F:

-форма выходного сигнала меандр;

-схема выходного каскада «открытый коллектор»;

-максимальное напряжение Uк макс., 30 В;

-максимальный ток нагрузки Iк макс., мА

-напряжение в открытом состоянии при максимальном токе нагрузки, не более, 0,3 В .

Преобразователи всех модификаций имеют встроенный интерфейс RS-232 для вывода измеренных значений параметров на внешние устройства.

Преобразователи могут быть оснащены интерфейсом RS-485, который поставляется предприятием-изготовителем по отдельному заказу.

Преобразователи имеют счетчики объема жидкости, прошедшей в прямом и обратном (для исполнения Р) направлении, счетчик суммарного времени работы прибора. Показания всех счетчиков сохраняются каждый час в энергонезависимой памяти, отображаются на ЖКИ (для исполнения И) и могут быть выведены на внешнее устройство через интерфейс RS-232 (RS-485) (например, с применением программного обеспечения «МастерФлоу-Сервис»).

2.4 Расчёт потери давления на узле учёта

Данный проект является рабочей документацией для подключения узла учета тепловой энергии, ГВС и ХВС к существующим сетям тепловодоснабжения.

Технические решения, принятые в рабочих чертежах, соответствуют требованиям нормативных документов СНиП, СП, а также экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории РФ, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта, при соблюдении предусмотренных данным проектом правил и мероприятий.

Объект: жилой дом;

по адресу: г.Лянтор, 4 микрорайон, дом №4.

Проектом предусматривается установка одного комплексного узла учета на тепловодоснабжение на основе тепловычислителя Эльф-04 и первичных преобразователей расхода МФ5.2-Б, для узлов учета ХВС и ГВС - МФ5.2-Б-И.

Узел учета предназначен для коммерческого учета потребляемого количества теплоты, параметров теплоносителя, учета расхода горячей и холодной воды.

Тепловычислитель сохраняет архив данных не менее 45 суток и представляет на печать в числовом виде.

Исходные данные для проектирования:

- Тепловая нагрузка системы отопления - 1,17Гкал/ч;

- Температурный график тепловой сети 95-70 ^ОС;

- Давление в подающем трубопроводе - 0,5 МПа;

- Давление в обратном трубопроводе - 0,35 МПа;

- Подающий трубопровод ТС Ду - 100мм;

- Обратный трубопровод ТС Ду - 100мм;

- Температура ГВС - 55 ^ОС

- Давление ГВС - 0,3 МПа

- Давление ХВС - 0,3 МПа

Выбор расчетной схемы и алгоритма вычисления тепловычислителя

Алгоритм вычисления для тепловычислителя (ТС) Q_t1, Гкал, согласно «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя», п.3.2.1, вычисляется по формуле.

Q_t1=G_m1(h_t1-h_t2)/1000, (1)

где Q_t1 - количество тепловой энергии, Гкал ;

G_m1-расход теплоносителя, т/час; h_t1\2 - энтальпия теплоносителя.

Выбор типоразмера и определение гидравлических потерь

Выбор типоразмера ППР расходомера определяется диапазоном расходов в трубопроводе, где будет устанавливаться ППР. Если диапазон расходов для данного трубопровода укладывается в диапазон расходов нескольких типоразмеров ППР, то выбор типоразмера ППР осуществляется с учетом допустимого уровня гидравлических потерь.

Рисунок 3 - потери давления на расходомерах Мастерфлоу

Если значение Dy выбранного типоразмера ППР меньше значения Dy трубопровода, куда предполагается устанавливать ППР, то для его монтажа в трубопровод используются переходные конуса (конфузор и диффузор).

Определить гидравлические потери напора в системе <конфузор-ППР-диффузор>, приведенной на рис.2, можно по нижеприведенной методике.

Исходные данные для определения потерь напора:

объемный расход жидкости в данном трубопроводе Q_v [м³/ч];

Dy подводящего трубопровода - D₁ [мм];

Dy (типоразмер) ППР - D₂ [мм];

Dy отводящего трубопровода - D₃ [мм];

угол конусности конфузора - ?₁ [град];

угол конусности диффузора - ? ₃ [град];

длина прямолинейного участка - l [мм].

Согласно "Методики гидравлического расчета конфузорно-диффузорных переходов", суммарные потери напора в системе <конфузор - ППР - диффузор> h_H, (м вод. ст.), вычисляется по формуле.

h_H = h_H1+ h_H2 + h_H3, (2)

где h_{H1 -} складываются из местных потерь напора в конфузоре;

h_{Н2 -} прямолинейный участок;

h_{Н3 -} диффузор.

Потеря напора в конфузоре определяется по графику рис.За,

где v₂ - скорость потока жидкости в прямолинейном участке.

Потеря напора в прямолинейном участке определяется по графику рис.3б.

График зависимости потери напора от скорости потока рассчитан для отношений длины прямолинейного участка к диаметру 15; 20; 25 и 30.

Потеря напора в диффузоре определяется по графику рис.Зв. График зависимости потери напора от скорости потока рассчитан для угла конусности диффузора ?₃ = 20° и отношений наибольшего диаметра диффузора к наименьшему 2,0; 2,5; 3,5 и 4,0

График зависимости потери напора от скорости потока рассчитан для угла конусности конфузора ?₁=20^o. Для определения скорости потока жидкости по значению объемного расхода Q_v можно воспользоваться графиком рис.4.

Типоразмер расходомера выбирается из таблицы расходов, в зависимости от минимального и максимального расхода в трубопроводе G_min, м³/ч, вычисляется по формуле.

G_min<G_ном<G_max, (3)

где G_min - минимальный расход в трубопроводе, м³/ч; G_max - максимальный расход в трубопроводе, м³/ч.

G_ном - зависит от максимальной тепловой нагрузки системы и вычисляется по формуле.

G_ном=, (4)

где Q_t1 - количество тепловой энергии, Гкал, (вычисляется по формуле (1));

t₁ и t₂ - соответственно температура Т1 и Т2.

Величина G_max - выбирается из паспорта расходомера с учетом условия формулы (4).

Следовательно:

G_ном= 1000*1,17/(95-70) = 46,8 м³/ч.

а)

б)

в)

Рисунок 5 - графики зависимостей потерь напора в конфузоре (а), прямолинейном участке (б) и диффузоре (в)

Из таблицы расходомеров подходит МФ5.2 Ду50мм и более. Для уменьшения потерь выбираем МФ5.2 Ду80: G_мин = 0,72 м³/ч, G_макс= 180 м³/ч.

Теперь определим гидравлические потери напора при переходах конфузор-диффузор.

Исходя из номинального расхода жидкости для данных параметров системы 46,8 м³/ч, определяем скорость потока жидкости из рис.4 v2 = 2,69 м/с. Исходя из рис.3а,б,в находим h_Н1 = 0,011; h_Н2 = 0,108; h_Н3 = 0,030.



Рисунок 6 - график зависимости расхода жидкости от скорости потока для различных значений Dy.

Находим суммарные потери напора h, м.вод.ст. по формуле (2).

h =0,011+0,108+0,030=0,149 м.вод.ст. (0,0149 кГс/см²).

Потери давления на фильтре при номинальном расходе составляют:

0,000315х46,8=0,0147 кГс/см2 (паспортные данные).

Потери давления на преобразователе расхода МФ - при номинальном расходе исходя из паспорта преобразователя составляют 0,0002 кГс/см².

Суммарные потери давления на узле учета составляют:

2 * (0,0149 + 0,0147 + 0,0002) = 0,06 кГс/см².

Узел учета делится на две составные части: измерительная и вычислительная.

Измерительная часть располагается на прямолинейном участке трубопровода внутри теплового узла здания после секущих задвижек, с учетом выдержки паспортных прямолинейных участков для расходомера.

Вычислительная часть - на стене вблизи расходомеров в удобном для считывания данных месте, том же помещении.

Схемы подключения первичных датчиков расхода находятся в приложениях: техническое описание МФ и техническое описание Эльф-04. Все работы выполняются с соблюдением правил и норм ПТЭ, ПЭЭП, СНиП, РД и другой нормативной документации. По окончанию монтажа и наладки узел учета считается готовым к эксплуатации. Считывание показаний с теплосчетчика должно производится не реже 1 раза в месяц в соответствии с требованиями энергоснабжающей организации. Запрещается отключение электропитания (отключение батареи) вычислителя, т.к. это повлияет на накопление архивных данных, в связи, с чем производится перерасчет по средней тепловой нагрузке за время отсутствия питания. Проект выполнен в соответствии с нормативными документами: СНиП 2.04.01-85, СНиП 3.05.01-85, СНиП 3.05.03-85, СНиП 3.05.06-85, СНиП3.05.07-85,СП41.101-95, ПУЭ.

3. Организационно-технологический раздел

3.1 Техническое обслуживание узла учёта

Техническое обслуживание -- это комплекс операций по поддержанию работоспособности изделия при использовании по назначению, ожиданию, хранению и транспортировке. Обслуживание - это эксплуатация, ремонт, наладка и испытание оборудования. Эксплуатация - систематическое использование, техническое обслуживание и ремонт теплопотребляющих установок.

Таким образом, техническое обслуживание включает в себя ремонт, а для проведения ремонта необходимо иметь лицензию на ремонт СИ.

Применительно к узлам учета тепловой энергии техническое обслуживание осуществляется в целях контроля над правильностью работы узла учета и включает в себя следующие виды работ:

- систематический контроль над работой приборов, входящих в состав узла учета и диагностика их технического состояния;

- текущий ремонт и юстировка СИ;

- при необходимости демонтаж СИ, их ремонт и последующая поверка.

Ремонт - комплекс операций по восстановлению работоспособности изделия и восстановление ресурсов изделий или их составных частей. Различаются следующие виды ремонта и методы ремонта.

Виды ремонта:

- капитальный - ремонт, выполняемый для восстановления исправности полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;

- средний - ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния составных частей, выполняемый в объеме, установленном в нормативно-технической документации;

- текущий (мелкий) ремонт - ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных частей;

- ремонт по техническому состоянию -ремонт, при котором контроль технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленном в нормативно-технической документации, а объем и момент начала ремонта определяется техническим состоянием изделия.

Методы ремонта:

- агрегатный -метод ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными;

- метод ремонта специализированной организацией -- метод выполнения ремонта организацией, специализированной на операциях ремонта;

- фирменный ремонт - метод выполнения ремонта предприятием-изготовителем.

Поверка СИ - совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. Средства измерения, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта.

Для ремонта преобразователей расхода, теплосчетчиков и тепловычислителей не требуется никаких эталонных СИ. При ремонте могут использоваться: комплект ключей и отверток, тестер (мультиметр), осциллограф и т. д. Причем не обязательно, чтобы эти средства были поверены.

3.2 Техническое обслуживание приборов

Техническое обслуживание приборов в процессе эксплуатации заключается в периодическом тестировании приборов, а также периодической поверке (техническом освидетельствовании) государственными органами метрологического надзора и инспекции. Периодичность технического обслуживания проводится согласно руководству по эксплуатации приборов входящих в состав узла учета тепловой энергии.

Используемые для питания вычислителя напряжения не представляют опасности для жизни человека. По способу защиты от поражения электрическим током вычислитель выполнен по классу III, как не имеющий ни внутренних, ни внешних электрических цепей с напряжением выше 42 В по ГОСТ 12.2.007.0. Источником опасности при обслуживании остальных функциональных блоков комплексов может являться: трубопроводы с теплоносителем температурой свыше+45°С.

Работы по монтажу и демонтажу измерительных преобразователей, размещенных на трубопроводах и имеющих непосредственный контакт с сетевой водой, следует производить только при отсутствии давления воды в трубопроводах.

Техническое обслуживание производится с целью обеспечения корректной работы комплекса и включает в себя следующие виды работ:

- внешний осмотр во время эксплуатации;

- проверка работоспособности;

- периодическая поверка;

- ремонт при возникновении неисправности;

- консервация при демонтаже на длительное время.

При внешнем осмотре проверяется:

- наличие пломб и отсутствие механических повреждений корпуса и передней панели вычислителя;

- прочность крепления вычислителя на панели или в щите;

- надежность присоединения жгутов и кабелей от ИПР, КИПТ, ИПТ, ИПД, ВС и СВЧ;

- отсутствие течи в местах присоединения ИПР, КИПТ, ИПТ, ИПД и ВС к трубопроводу.

Порядок технического обслуживания функциональных блоков, входящих в состав комплекса, осуществляется согласно эксплуатационной документации на соответствующий блок. В процессе эксплуатации допускается замена какого-либо функционального блока, вышедшего из строя и не подлежащего восстановлению, на другой, этого же типа, поверенный в установленном порядке. Факт замены в обязательном порядке должен быть зафиксирован в паспорте комплекса. Проведение поверки комплекса в указанном случае не требуется.

В случае необходимости проведения электросварочных работ во время эксплуатации комплекса, для предотвращения выхода его из строя необходимо: выполнить отключение соединительных кабелей от всех преобразователей, смонтированных на трубопроводах, производить подсоединение заземляющего провода электросварочного аппарата на тот же трубопровод максимально близко месту сварки, выполнить защитное (от сварочных токов) электрическое шунтирование участков трубопроводов до и после ИПР проводником сечением не менее 100мм2.

При проверке работоспособности проверяют исправность органов управления и индикации вычислителя, соответствие индицируемых текущих значений параметров реальным значениям измеряемых величин. При сомнении в реальности индицируемых значений последовательно проверяют монтаж цепей и соответствие параметров установок комплекса паспортным. Затем просматривают суточный журнал на предмет наличия нештатных ситуаций. В случае обнаружения неполных наработок за сутки, просматривают причины нештатных ситуаций и, в результате анализа, принимают решение о том, что явилось причиной нештатной ситуации: неисправность комплекса или отклонения в работе системы тепло-, водо- или электро- снабжения.

При обслуживании и эксплуатации прибора следует принимать меры по защите электронных узлов и линий связи от статического электричества.

3.3 Монтаж средств автоматизации

Монтаж приборов и средств автоматизации надо производить в соответствии с рабочими чертежами проекта, ППР, а также монтажно-эксплуатационными инструкциями заводов-изготовителей приборов и средств автоматизации. Монтаж должен, как правило, вестись индустриальными методами с максимальным использованием укрупненных узлов и блоков, металлоконструкций, соединительных проводок и щитов в две стадии.

На первой стадии проверяется наличие закладных деталей и проемов в строительных конструкциях и элементах зданий, а также отборов на технологическом оборудовании и трубопроводах, размечаются трассы, устанавливаются несущие конструкции для проводок и др. Одновременно ведутся заготовительные работы -- заготовка конструкций, узлов и блоков, их укрупненная сборка и т. д. Работы первой стадии выполняются одновременно с основными строительными и механомонтажными работами.

На второй стадии прокладываются трубные и электрические проводки по смонтированным конструкциям, устанавливаются щиты и пульты, приборы и средства автоматизации, подключаются трубные и электрические проводки к ним и т.д.

Приборы для измерения давления и разрежения надо устанавливать в строгом соответствии с проектом автоматизации, монтажно-эксплуатационными инструкциями. Выбранные места и взаимное расположение приборов должны обеспечивать наибольшую точность измерения, свободный; доступ к приборам, запорным и настроечным устройствам, хорошо освещенность шкал и диаграмм, удобство их обслуживания. Расстояние от места отбора давления до первичного прибора не должно превышать 15 м.

Если измеряемую среду из-за ее агрессивности или высокой вязкости нельзя использовать непосредственно для передачи результатов измерений от отборного устройства к прибору между ними нужно установить разделительный сосуд (ближе к отборному устройству). Разделительные, конденсационные и уравнительные сосуды устанавливают согласно нормалям или рабочим чертежам проекта, как правило, вблизи мест отбору импульсов. Разделительные сосуды необходимо устанавливать так, чтобы контрольные их отверстия находились на одном уровне и были доступны персоналу.

Приборы для измерения давления пара или жидкости желательно устанавливать на одном уровне с местом отбора давления. Если это невыполнимо, то в показания прибора вводится постоянная поправка.

Жидкостные U-образные манометры устанавливают строго вертикально.

Жидкость, заполняющая их, должна быть чистой и не содержать воздуха. Пружинные манометры (вакуумметры) рекомендуется устанавливать в вертикальном положении.

При проверке установленных приборов для измерения давления и разрежения нужно обращать внимание на следующее:

обеспечение защиты чувствительного элемента прибора от воздействия высокой температуры рабочей среды, больших пульсаций давления, разрушающего влияния агрессивной среды;

предотвращение образования в соединительных линиях газовых мешков при измерении давления жидкости и гидравлических пробок при измерении давления газов;

наличие устройств для сбора и сброса конденсата при измерении давления влажного газа в нижних точках;

наличие воздуха в верхних точках при измерении давления жидкости;

принятие мер (обогревающие спутники, теплоизоляция и т. п.) для предотвращения замерзания жидкости в импульсных трубках наружных установок.

Приборы для измерения температуры. Все элементы термопре- образователей надо устанавливать на технологическом оборудовании и трубопроводах в местах, обеспечивающих восприятие истинной температуры измеряемой среды, а также удобных для монтажа, наладки и обслуживания.

Первым условием для восприятия термометром истинной температуры потока, протекающего через технологический трубопровод, его воспринимающая часть (ртуть ртутно-технического термометра, горячий спай термопары или активная часть термометра сопротивления) должна находиться в центре этого потока или на оси трубопровода.

Вторым условием для правильного восприятия температуры измеряемой среды является установка термометра в таких местах, где не возникают завихрения и возмущения потока измеряемой среды.

Третьим условием правильного восприятия температуры измеряемой среды является установка термометров (термопар) в местах, где исключен их дополнительный нагрев посторонними источниками тепла.

Вторичные приборы для измерения температуры монтируют главным образом на щитах (редко - на специальных металлических конструкциях) в соответствии с монтажно-эксплуатационной инструкцией и технической документацией.

После монтажа вторичных приборов на щитах нельзя в непосредственной близости от него производить работы, вызывающие сильную вибрацию или удары.

Не допускается установка термометров, термоэлектрических преобразователей и других устройств, для измерения температуры в местах повышенной влажностью, подверженных сильной вибрации, воздействию агрессивных паров и газов.

Перед монтажом датчик давления необходимо осмотреть. При этом необходимо проверить маркировку по взрывозащите. Заземляющие устройство и крепящие элементы, а также убедиться в целостности корпуса датчика и наличии пломбировочных устройств.

При выборе места установки необходимо учитывать следующее:

-датчики (обыкновенного исполнения и предназначенные для преобразования значения измеряемого параметра кислорода и кислородосодержащих газовых смесей) нельзя устанавливать во взрывоопасных помещениях;

-места установки датчика должны обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа;

-температура и относительная влажность окружающего воздуха должна

-среда, окружающая датчики, не должна содержать примесей, вызывающих коррозию его деталей;

Соединительные трубки от места отбора давления к датчику, должны быть проложены по кратчайшему расстоянию, однако длина линии должна быть достаточной для того, чтобы температура среды, поступающей в датчик, не отличалась от температуры окружающего воздуха. Рекомендуемая длина линии - не более 15м. Соединительные линии должны иметь односторонний уклон (не менее 1:10) от места отбора давления вверх к датчику, если измеряемая среда - газ, и вниз к датчику, если измеряемая среда - жидкость.

В соединительной линии от места отбора давления к датчику давления рекомендуется установить два вентиля и трехходовой кран для отключения датчика от линии и соединения его с атмосферой. Это упростит периодический контроль установки выходного сигнала, соответствующего нулевому значению измеряемого давления, и демонтаж датчика давления. При эксплуатации датчиков в диапазоне минусовых температур необходимо исключить:

-накопление и замерзание конденсата в рабочих камерах и внутри соединительных трубок (при измерении параметров газообразных сред);

-замерзание, кристаллизацию среды и выкристаллизовывание из нее отдельных компонентов (при измерении жидких сред).

В соединительных линиях от сужающего устройства к датчику разности давлений рекомендуется установить запорные вентили и (или) вентильные блоки. Перед присоединением к датчику линии должны быть тщательно продуты для уменьшения возможности загрязнения камер измерительного блока.

Перед присоединением датчика соединительные линии продуть чистым сжатым воздухом или азотом. Воздух или азот не должны содержать масел. При монтаже недопустимо попадание жиров и масел в полости датчика. В случае их попадания необходимо провести обезжиривание датчика и соединительных линий.