Контрольно-измерительная аппаратура насосных станций

Для обеспечения нормальной эксплуатации сооружений и основного оборудования насосных станций предусматривается установка контрольно-измерительной аппаратуры. Состав приборов, их типы, места установок определяются в зависимости от основного оборудования станции, характера ее работы и принятой системы управления (автоматическое, диспетчерское, местное). Число приборов должно быть минимальным, но достаточным для управления, контроля и быстрейшей ликвидации аварий.

Контролю подлежат основные технологические параметры насосов: подача, давление (напор), вакуум во всасывающей линии, уровень в водозаборной камере (источнике), перепад уровней, потери напора, температура и т. д. В электрифицированных насосных станциях устанавливается, кроме того,контрольноизмерительная аппаратура для определения напряжения, силы подводимого тока, количества расходуемой электроэнергии, коэффициента мощности coscp, частоты тока н др. С помощью датчиков контролируются также уровни и температура масла в опорных и направляющих подшипниках электродвигателей и насосов.

Противопожарные насосные установки. В зданиях насосных станций (выполненных из несгораемых материалов) объемом подземной части более 1000 м³ устанавливают противопожарные насосные установки, параметры которых определяются соответствующими инструкциями.

Для определения подачи воды насосами на водопроводных станциях применяют расходомеры, основанные на принципе измерения скорости потока или перепада давлений.

Скоростные водомеры имеют вертушку, установленную внутри корпуса и приводимую во вращение водой с частотой, пропорциональной скорости потока, а следовательно, и расходу протекающей воды. Частота вращения вертушки суммируется счетным механизмом.

Скоростные водомеры выпускают двух видов:

с движением воды перпендикулярно оси вертушки — крыльчатые водосчетчики, устанавливаемые на горизонтальных трубопроводах;

с движением воды параллельно оси вертушки — турбинные водомеры, устанавливаемые на горизонтальных, вертикальных и наклонных трубопроводах.

Скоростные водомеры нормально работают яри расходе около 20—25% так называемого характерного расхода, представляющего собой часовой расход в кубических метрах, при котором потеря напора в водомере равна 10 м.

Для точной работы водомера необходима установка его на прямолинейном участке трубопровода длиной не менее 6—8 диаметров трубы до водомера н 3—5 диаметров после водомера. Водомеры со струевыпрямителями можно устанавливать в непосредственной близости от фасонных частей.

Серийно выпускаемый скоростной турбинный водомер типа ВВ (рис. 8.16) состоит из цилиндрического чугунного корпуса, вертушки с винтовыми крыльями из пластмассы, вращающейся на горизонтальной оси, передачи и счетного механизма из латуни. Поток воды поступает на вертушку одной струей; счетный механизм изолирован от жидкости.

Водомеры типа ВВ изготовляются пяти различных модификаций с диаметром условного прохода d_y = = 504-200 мм и характерным расходом 70—1700 м³/ч.

Измерение расхода жидкости методом переменного перепада давления требует установки в трубопроводе сужающего устройства (диафрагмы, сопла Вентури). Увеличение скорости течения в этом устройстве обеспечивает перепад давления, величина которого является мерой скорости и, следовательно, мерой расхода.

Сужающие устройства можно устанавливать в горизонтальных, наклонных и вертикальных трубопроводах, при этом протекающая вода должна полностью заполнять сечение трубопровода и сужающего устройства.

Методика расчета сужающих устройств приводится в «Правилах по применению и поверке расходомеров с нормальными диафрагмами, соплами и трубами Вентури» Соблюдение Правил обязательно для всех организаций, проектирующих, изготовляющих, эксплуатирующих и поверяющих расходомеры.

Установка сужающих устройств непосредственно у фасонных частей и запорной арматуры не допускается, так как последние приводят к перераспределению скоростей по сечению потока и, следовательно, к изменению коэффициента расхода и снижению точности определения расхода воды.

Необходимые наименьшие длины прямых участков трубопроводов перед сужающими устройствами зависят от вида местных сопротивлений и от отношения d²/d²_y. Длина прямого участка трубопровода за сужающим устройством во всех случаях не должна быть менее 5d_y. Точность измерения расхода воды сужающими устройствами около ±(1,54-2)%.

Отечественной промышленностью серийно выпускается большое число расходомерных сужающих устройств различных типов.

Диафрагмы нормальные (рис. 8.17) получили большое распространение в водопроводно-канализационных сооружениях благодаря простоте конструкции и удобству монтажа. По способу отбора давления диафрагмы разделяются на камерные типа ДКН и дисковые типа ДДН. Отбор давления для измерения перепада у камерных диафрагм производится через кольцевые камеры, а у дисковых — через отверстия во фланцах. Недостатком диафрагмы являются значительные потери напора при больших расходах жидкости.

Сопла нормальные (рис. 8.18) применяют в трубопроводах диаметром свыше 50 мм. Точность измерения расхода соплами больше точности измерения расхода диафрагмами, а потери напора меньше, однако они трудны в изготовлении.

Сопла Вентури (рис. 8.19) используют для измерения расхода жидкости в трубопроводах с внутренним диаметром не более 1400 мм. Они имеют большие размеры и .трудны в изготовлении. Их широко применяют на водопроводных станциях с большими расходами воды ввиду наименьших потерь напора по сравнению с прочими сужающими устройствами.

Достоинствами расходомеров с сужающими устройствами по сравнению с турбинными скоростными водомерами являются: отсутствие движущихся частей, что дает возможность применять их для измерения расхода сильно загрязненных жидкостей; большая пропускная способность; надежность работы; возможность регистрации мгновенных расходов.

К приборам, предназначенным для контроля давлений, относятся: манометры — для измерения положительного избыточного давления, вакуумметры — для измерения отрицательного избыточного давления (разрежения) и мановакуумметры — для измерения как положительного избыточного давления, так и разрежения.

Манометры, вакуумметры и мано-вакуумметры с трубчатой пружиной наиболее распространены в сооружениях водопроводно-канализационных насосных станций. Их действие основано на использовании деформации упругой трубчатой пружины под действием измеряемого давления. Серийно выпускаемые манометры и мановакуумметры имеют очень широкий диапазон измерения давления.

Класс точности, под которым подразумевается процент погрешности прибора от верхнего предела показаний, серийно выпускаемых манометров, вакуумметров и мановаку-умметров 0,6; 1; 1,6 и 2,5. Класс точности приборов, применяемых на водопроводно-канализационных сооружениях, 1,6.

Приборы безотказно работают при температуре окружающей среды от —50 до +60° С и относительной влажности не более 80%.

Дифференциальные манометры (дифманометры) предназначены для измерения перепада давления. В зависимости от измеряемых величин приборы подразделяются на расходомеры, перепадомеры и уровнемеры. На водопроводных и канализационных насосных станциях наибольшее распространение получили поплавковые, мембранные и сильфонные дифманометры промышленного изготовления.

Дифманометры нормально работают при температуре от 5 до 50° С и относительной влажности до 80%. Питание приборов производится от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Класс точности дифманометров 1 и 1,5.

Правилами технической эксплуатации насосного оборудования предусматривается обязательная установка на каждом насосе следующей контрольно-измерительной аппаратуры:

вакуумметра или мановакууммет-ра на всасывающем патрубке;

манометра на напорном патрубке;

амперметра, вольтметра и ваттметра;

указателей уровня масла в подшипниках, имеющих жидкостную смазку.