Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ПТЭУ и ТС

Реферат

по курсу: "Планирование научных исследований"

на тему: "Теплотехнические испытания теплоэнергетической установки (котлоагрегата)"

Выполнил: студент группы ПТЭ-16М

Арих Сергей Сергеевич

Проверил: кандидат технических наук,

доцент кафедры ПТЭУ и ТС

Бежан Владимир Андреевич

г. Мариуполь - 2017

Содержание

• Введение
• 1. Измерение температуры
• 1.1 Общие положения
• 1.2 Выбор точек измерений и определение поля температур в газоходах и воздуховодах
• 1.3 Приборы для измерения температуры
• 1.4 Обработка результатов измерений и оценка их точности
• 2. Измерение давления и разрежения
• 2.1 Общие положения
• 2.2 Приборы для измерения давления
• 3. Измерение расхода
• 3.1 Расходомеры
• 3.2 Погрешность при определении расхода напорными трубками
• 4. Испытания тягодутьевых машин
• 4.1 Задачи испытаний
• 4.2 Характеристики машин
• 4.3 Погрешность измерения КПД вентилятора (дымососа)
• Выводы
• Список литературы
• 

Введение

При испытаниях котельных агрегатов должны выдерживаться обязательные положения и требования по обеспечению единства испытаний, в том числе [1]:

- допуски и предельные отклонения на параметры и показатели качества испытываемых агрегатов должны назначаться с учетом возможности обеспечения требуемых точности и достоверности результатов испытаний и нестабильности этих параметров;

- испытания должны проводиться по программам и аттестованным методикам испытаний и с применением поверенных в аттестованных испытательных подразделениях средств измерений;

- установленные в методиках испытаний показатели и нормы точности средств испытаний, способы обработки данных, формы представления результатов испытаний должны быть унифицированы и соответствовать установленным требованиям;

- аттестованная методика испытаний должна гарантировать получение результатов испытаний с требуемыми точностными характеристиками;

- методы и средства метрологического обеспечения испытаний, включая измерения параметров, испытываемых объектов, воздействующих факторов и режимов испытаний, должны обеспечивать получение результатов испытаний с требуемой точностью и достоверностью.

К наиболее часто проводимым теплотехническим испытаниям стационарных паровых водотрубных котлов относятся балансовые, режимно-наладочные и экспресс-испытания.

Целью балансовых испытаний является установление типовых энергетических характеристик [2] для вновь введенных в эксплуатацию котлов после окончания периода освоения проектной мощности [3], при изменении вида топлива или значительном изменении его качества, для получения характеристик относительного прироста расхода топлива.

Режимно-наладочные испытания с выдачей временной режимной карты проводят для наладки режима работы котла, определения оптимальных значений коэффициента избытка воздуха и топлива, оптимального распределения воздуха по горелкам и их загрузки, для выявления минимальной и максимальной нагрузок котла при различном составе вспомогательного оборудования, определения аэродинамических характеристик газовоздушного тракта. Также испытания проводят для выявления недостатков оборудования и поиска способов их устранения.

Экспресс-испытания проводят для оценки качества ремонтов.

В зависимости от целей и задач испытаний их проводят по типовым или специально разрабатываемым программам. По первым из них осуществляют испытания для снятия типовой энергетической характеристики и экспресс-испытания котлов, а вторые - при испытаниях головных, модернизированных или реконструированных котлов, замене или совершенствовании их вспомогательного оборудования. Программа испытаний должна устанавливать объект и цели работ, виды, последовательность, объем экспериментов, порядок, условия, место и сроки работ, отчетность по ним, ответственность за обеспечение и проведение [3].



1. Измерение температуры

1.1 Общие положения

Измерение температуры - один из самых сложных и трудоемких видов измерений при испытаниях котельных установок. При этом требования к чувствительности невысоки, в большинстве случаев достаточно определять температуру с точностью до 0,5-1,0 °C. Случаи измерения температуры разные:

- по видам среды, в которой производится измерение;

- по значению и характеру измерения температуры;

- по назначению и требуемой точности измерения.

Обычно измеряют среднюю температуру в сечении, стационарной или переменной температуры в точках и поля температур в потоке, на поверхностях металла, изоляции и т. д. в соответствии с этим разнообразны методика измерений и аппаратура.

1.2 Выбор точек измерений и определение поля температур в газоходах и воздуховодах

Поле температур в сечении газохода (воздуховода) определяют рабочими контрольными ПТ, присоединяемыми к автоматическому или через переключатель через переносной потенциометр. Для установки рабочих ПТ сечение газохода (воздуховода) условно разбивают на ряд равновеликих площадей, в центре которых измеряют температуру потока. По оси газохода с поперечным сечением до 3 м ² выбирают одну контрольную точку измерения температуры, при большей площади - две точки. Перед тарировкой долженбытть заготовлен журнал наблюдений со схемой сечения газохода (воздуховода), содержащей расположение и обозначение точек измерения температуры потока. В случае неравномерного распределения скоростей по сечению газохода, что может быть установлено измерениями динамических давлений напорными (пневмометрическими) трубками, необходимо определить так называемую среднюю динамическую температуру потока по сечению. С этой целью в тех же точках, в которых измеряют температуру, одновременно измеряют местные скорости потока и по ним находят среднюю динамическую температуру потока по сечению, °C:

,

где: t₁, t_2, … t_n - температура потока соответственно в точках сечения 1, 2, …, n, °C;

- скорость потока соответственно в тех же точках, приведенная к 0 °C, м/с.

Таким же путем находят среднюю динамическую температуру по показаниям контрольных ПТ t^к_ср.д, а затем коэффициент неравномерности распределения температур по сечению газохода:

.

Допустимое значение лежит в пределах 0,9-1,1. Если значение выходит за указанные пределы, следует выбрать для тарировки по возможности другое сечение. В связи с тем, что для котлов большой мощности (более 500 т/ч) поле температур в выходном сечении поворотной камеры или за первой по ходу газов поверхностью нагрева в конвективном газоходе неравномерно, невозможно использование одиночных ПТ в контрольных точках, вследствие чего для измерения температуры в опытах следует применять несколько ПТ, передвигаемых по глубине сечения, или применять параллельно соединенные ПТ. Необходимость такой схемы измерения определяется предварительной тарировкой. Расстояние между смежными точками измерения по ширине газохода (за пароперегревателем и в конвективной шахте) следует принимать равным 1-1,5 м.

Измерение температуры уходящих газов наиболее удобно в газоходе, расположенном за дымососом, обеспечивающим хорошее перемешивание потока.

В случае, если до дымососа расположены "мокрые" золоуловители, то измерение температуры уходящих газов необходимо проводить соответственно до места их установки. При этих измерениях проверка распределения температуры газа обязательна для любых сечений газохода.

Установка ПТ в воздуховодах должна проводиться по середине прямых участков, имеющих длину не менее трех-четырех диаметров для круглого сечения или эквивалентных гидравлических диаметров для некруглого сечения канала. Измерение температуры горячего воздуха в неизолированных воздуховодах не допускается.

При измерении температуры смешивающихся потоков жидкостей, газо вили воздуха (например, воды на входе в экономайзер при наличии поверхностного пароохладителя) необходимо установку ПТ производить на расстоянии не менее 10-15 диаметров для каналов круглого сечения (эквивалентных диаметров для каналов некруглого сечения) от места смешивания потоков по движению среды.

В целях обеспечения более правильных измерений температуры потока ПТ желательно устанавливать после местных сопротивлений (поворотов, арматуры и пр.).

Местные скорости газа (воздуха) по сечению газохода (воздуховода) можно не определять, если температура потока в любой точке сечения не отличается более чем на 5 % среднего арифметического значения:

,

где: n - число точек измерения температуры по сечнию газохода (воздуховода).

1.3 Приборы для измерения температуры

Измерение температуры при испытаниях котельных установок осуществляется при помощи преобразователей термоэлектрических (ПТ), термопреобразователей сопротивления (ТС), жидкостных стеклянных термометров (ртутных), и пирометров излучения. Выбор СИ температуры производят в зависимости от объекта измерения, диапазона измеряемой температуры и точности измерения. Перечисленные СИ позволяют измерять температуры в диапазоне от -200 до 6000 °C.

Преобразовательная термоэлектрическая измерительная установка состоит из первичного ПТ (рисунок 1.1), непосредственно соприкасающегося с нагретой средой или материалом, вторичного преобразователя (потенциометра или милливольтметра), соединенных линий (удлиняющих термоэлектродных и медных проводов), связывающих между собой первичный и вторичный преобразователи.

Рисунок 1.1 - Преобразователи термоэлектрические: а - с тонкими термоэлектродами; б - с толстыми термоэлектродами; 1 - рабочий конец; 2 - изоляторы; 3 - термоэлектроды; 4 - головка с зажимами

Наибольшими преимуществами ПТ являются их малые размеры и связанная с этим незначительная тепловая инерция. ПТ позволяют измерять температуру в пределах от -200 до 2500 °C, при этом они дают возможность определить точечное значение температуры в месте установки рабочего конца ПТ.

Для измерения температуры при испытаниях должны применяться ПТ с металлическими термоэлектродами нормальных статических характеристик преобразования.

Термопреобразователи сопротивления отличаются высокой чувствительностью и точностью, приемлемой для балансовых и режимно-наладочных испытаний, и позволяют измерять температуру от -200 до 1100 °C. Измерительный комплект ТС состоит из первичного преобразователя, вторичного (измерителя сопротивления), источника тока, токопроводов и соединительных проводов. ТС могут быть проводниковыми (рисунок 1.2) и полупроводниковыми (рисунок 1.3).

Проводниковыми ТС можно измерять температуру не только в одной точке, а среднюю температуру участка среды, в котором расположен теплочувствительный элемент прибора. Недостатком проводниковых ТС являются сравнительно большая тепловая инерция, необходимость применения сложных вторичных преобразователей и использования постороннего источника тока, невозможность измерения температур в точке и установки их во взрывоопасных местах.

Рисунок 1.2 - Проводниковые ТС: а - схема заводского изготовления; б - схема медного бескаркасного чувствительного элемента; 1 - выводы; 2 - намотка из металлической проволоки; 3 - фторопластовая пленка

Полупроводниковые ТС в зависимости от типов могут иметь пределы измерения от -100 до 300 °C. Они имеют небольшой диаметр при большом номинальном сопротивлении, а, следовательно, и малую инерционность. К недостатком полупроводниковых ТС относятся низкая воспроизводимость их характеристик, большой разброс параметров по отношению к номинальным, отклонения от образца к образцу могут составлять (18-35) % и нелинейный характер зависимости сопротивления от температуры.

Рисунок 1.3 - Полупроводниковый ТС: 1 - стеклянный изолятор; 2 - металлический корпус; 3 - рабочее тело

Ртутные стеклянные термометры при испытаниях используют в основном при измерении низких температур. Преимущественно применяются технические и лабораторные ртутные термометры с ценой деления шкалы и верхним пределом шкалы, превышающим наибольшую измеряемую температуру на 8-10 °C.

Технические ртутные термометры относятся к СИ с постоянной глубиной погружения в измеряемую среду. Они изготавливаются со вложенной шкалой. Большие размеры шкалы облегчают отсчет показаний.

Погрешность показаний технических термометров не превышает одного деления шкалы.

Лабораторные ртутные термометры выпускаются двух видов: палочные, имеющие шкалу в виде насечки, нанесенной на стеклянном корпусе, и шкальные с пластиной, вложенной внутри оболочки термометра.

Пирометры излучения относятся к ряду бесконтактных СИ и серийно выпускаются промышленностью для измерений температуры до 6000 °C. Бесконтактный способ измерения температуры применяют в тех случаях, где использование контактных методов измерения технически трудно осуществить или связано с появлением больших систематических погрешностей. В зависимости от метода измерения оптические пирометры излучения разделяются на три группы:

- пирометры полного излучения (радиационные);

- пирометры квазимонохроматические (оптические с исчезающей нитью накала и фотоэлектрические с чувствительным элементом для сравнения двух источников излучения в нулевом режиме);

- пирометры спектрального отношения (цветовые фотоэлектрические с чувствительным элементом для измерения отношения интенсивности излучения).

Измерение температуры оптическими пирометрами с исчезающей нитью накала основывается на методе сравнения яркости излучения видимых лучей нагретого тела при длине волны 0,65-0,66 мкм с яркостью излучения нити накала пирометрической лампы, регулируемой от руки.

В радиационных пирометрах (рисунок 1.4) световые и тепловые лучи излучателя направляются при помощи собирательной линзы или отражательного зеркала на теплочувствительный элемент (миниатюрную термобатарею или специальные термозависимые резисторы - болометры), соединенный с электроизмерительными СИ (потенциометром, милливольтметром). Их применение требует использования специальных стационарных приспособлений для защиты их от чрезмерного нагрева, выброса пламени и пыли из топки. Требуется также установка специальных калильных трубок, на дно которых визируется телескоп пирометра.

Рисунок 1.4 - Радиационный пирометр с термобатареей: 1 - линза объектива; 2 - диафрагма; 3 - термобатарея в стеклянном защитном баллоне; 4 - защитное стекло; 5 - линза окуляра

Действие фотоэлектрического пирометра основано на свойствах фотоэлемента изменять возникающий в нем фототок пропорционально световому потоку, падающему на него от излучателя в определенном диапазоне волн.

Преимущества радиационных пирометров по сравнению с квазимонохроматическими является отсутствие специального источника тока и возможность дистанционной передачи показаний. К недостаткам их следует отнести неизбежные погрешности из-за несоответствия условий измерения и градуировки, а также вследствие нагревания самого пирометра и необходимость применения кожухов с водяным охлаждением, что затрудняет использование пирометров.

1.4 Обработка результатов измерений и оценка их точности

Действительное значение измеряемой термо-ЭДС, мВ, при использовании в качестве вторичного преобразователя переносного потенциометра:

,

где: - среднее значение термо-ЭДС, определенное за время опыта или значение ее за каждый отдельный отсчет, если колебание термо-ЭДС за опыт превышает 5 % при испытании по первому классу точности и 10 % по второму классу точности (значение термо-ЭДС термобатареи определяется делением среднего значения на число последовательно соединенных ПТ);

- основная поправка потенциометра по аттестату;

- поправка на температуру свободных концов ПТ, определяемая по градуировочной таблице в зависимости от разных средних значений температур свободных концов за время опыта и при градуировке.

На основании полученного значения Е по номинальной статической характеристике находят действительную температуру измеряемой среды t_д. При использовании автоматических потенциометров расчет действительных температур проводят по формуле:

,

где: - температура, измеренная автоматическим прибором;

- основная поправка к прибору по аттестату или определённая путем сравнения с образцовым прибором до и после испытаний;

- поправка на отклонение действительной характеристики ПТ от стандартной.

При измерении температуры продуктов горения (сгорания) в газоходах экранированными ПТ ее действительное значение:

,

где: - температура продуктов горения по показанию экранированного ПТ, °C;

- температурная поправка на лучеиспускание экранированного ПТ, определяемая по номограмме, °C, (рисунок).

Рисунок 1.5 - Номограмма для определения погрешностей измерения температуры экранированными ПТ с отсосом газа

В зависимости от схемы соединения ПТ со вторичным преобразователем (потенциометром или милливольтметром) температура его свободных концов будет равна:

- для схемы с соединительными проводами - температуре на зажимах в головке ПТ;

- для схемы с удлиняющими термоэлектродными и медными соединительными проводами - температуре в точке соединения этих проводов между собой;

- для схемы с удлиняющими термоэлектродными проводами - температуре масла в термостате;

- для схемы группового термостатирования с вынесенными свободными концами в зону постоянных температур - температуре в термостате. теплотехническое испытание котел паровой

Если при измерении температуры свободные концы ПТ находятся в термостате с тающим льдом, то поправку на их температуру вводят только в случае, когда его градуировку производили при температуре свободных концов выше 0 °C.

При измерении температуры среды ПТ возникает ряд частых погрешностей. На основании средних приведенных значений последних находят общую квадратическую погрешность измерения термо-ЭДС, %:

,

где: - погрешность, вызванная неоднородностью термоэлектродных материалов и равная (0,15-0,2) %;

- погрешность градуировки ПТ, равная (0,2-0,3) %;

- основная погрешность вторичного прибора;

- погрешность определения общего сопротивления термоэлектрической цепи ПТ, равная (1,5-2,0) %;

- погрешность определения температуры свободных концов ПТ, равная 0,2 %;

- погрешность отсчета показаний по шкале вторичного прибора, равная 1,5 %;

- погрешность связанная с недостаточно полным учетом теплообмена ПТ с внешней средой и равная для воды, пара и воздуха, протекающих по трубопроводу, 0,5 %, а для газов и воздуха, протекающих в широких каналах с менее нагретыми поверхностями, (1,5-2) %;

- погрешность связанная с определением среднего значения температуры по сечению источника и равная для трубопроводов (0,5-0,8) %, а для широких каналов при движении газа и воздуха (02,5-3) %;

Таким образом может изменяться в пределах (2,3-5,0) %.

2. Измерение давления и разрежения

2.1 Общие положения

Для измерения давления и разрежения рабочих веществ при испытаниях применяются пружинные манометры, пружинные и ртутные барометры, жидкостные тягонапоромеры, микроманометры и Си с унифицированным выходным токовым сигналом.

Для измерения малых статических давлений от 30 до 10⁴ Па (3-1000 кгс/м²) требуется точность 2-10 Па.

2.2 Приборы для измерения давления

Пружинные манометры предназначены для измерения среднего и высокого давления (свыше 40 кПа) (рисунок 2.1).

Пружинный манометр - деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина (см. рисунок).

Принцип действия пружинного манометра основан на уравновешении избыточного давления силами упругой деформации трубчатой пружины.

Рисунок 2.1 - Пружинный манометр: устройство пружинного манометра: 1 - основание манометра, 2 - трубка, 3 - трубчатая пружина, 4 - стрелка, 5 - зубчатый сектор, 6 - тяга, 7 - корпус манометра, 8 - ниппель

Манометр присоединяется к газопроводу через 3-х ходовой кран или устройство, заменяющее его (КЗМ).

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной выпускаются только как показывающие.

Пружинные манометры выпускаются со следующими пределами измерений:

- 0-1,6 кгс/см²;

- 0-2,5 кгс/см²;

- 0-4,0 кгс/см².

Пружинные манометры выпускаются по классу точности: 0,6 %; 1,0 %; 1,5 %; 2,5 % (0,4 и 4,0 % - по заказу потребителя).

Класс точности самопишущих приборов должен выбираться из ряда 0,6 %; 1,0 %; 1,5 %.

Эксплуатация пружинных манометров:

- проверка исправности манометра посадкой стрелки на "0" не реже 1 раза в смену;

- проверка работы манометра контрольным манометром, имеющим такую же шкалу и класс точности не реже 1 раза в 6 месяцев;

- поверка осуществляется не реже 1 раза в год с установкой клейма на стекле прибора;

- эксплуатация технических манометров должна производиться при температуре окружающей среды от -50 °С до +60 °С и влажности воздуха - не более 80 %.

Атмосферное давление измеряют чашечными ртутными барометрами или пружинными барометрами - анероидами. Измерение атмосферного давления при испытаниях проводят главным образом при определении абсолютного давления или для приведения полученных показателей к стандартным условиям. В большинстве случаев при испытаниях не требуется большой точности определения атмосферного давления, и для этой цели могут быть использованы стандартные анероиды либо данные местной метеорологической станции об атмосферном давлении для периода отвечающего времени опыта, с последующим введением поправки на разность геодезических отметок между метеостанцией и местом, где проводятся испытания, кПа:

;

где: - барометрическое давление по данным метеорологической службы.

- высота расположения соответственно метеорологической станции и места, где проводятся испытания над уровнем моря, м.

Погрешность показаний стандартных анероидов не превышает 200-267 Па. Основными недостатками анероидов являются непостоянство инструментальных поправок с течением времени и запаздывание их показаний при быстром измерении давлений.

Наибольшую точность измерения атмосферного давления обеспечивают чашечные однотрубные ртутные барометры, применение которых следует рекомендовать при испытаниях котельных установок.

Погрешность чашечных ртутных барометров не превышает 107 Па при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от -10 до 50 °С.

Барометры устанавливают по возможности в местах с небольшими колебаниями температуры окружающей среды и защищают от прямого действия солнечных лучей и лучеиспускания нагретых поверхностей.



3. Измерение расхода

3.1 Расходомеры

Требования к промышленным газовым расходомерам включают возможность эксплуатации:

- в трубах большого диаметра, иногда на большой высоте;

- в агрессивной окружающей среде, а именно, запыленной, с повышенной влажностью, температурой, вибрацией;

- с токсичными или коррозионными газами;

- с газами высокой температуры или повышенного давления;

- во взрывоопасных зонах.

Наряду с этим газовый расходомер должен измерять расход с хорошей точностью, причем в большом диапазоне расходов. Кроме этого, измеритель расхода газа должен иметь большой ресурс работы. Поэтому предпочтительны измерители расхода погружного типа, т.е. газовые расходомеры, не имеющие движущихся частей, и изготовленные из прочных коррозионностойких материалов. К таким измерителям расхода относятся тепловые массовые расходомеры. Тепловой расходомер измеряет массовый расход - количество молекул газа, прошедших в единицу времени. Величина массового расхода не зависит от давления и температуры газа в широких пределах, в отличие от объемного расхода газа, когда скорость движения единицы объема газа может быть одинакова как для сжатого, так и разреженного газа, а фактическая масса вещества, за которую платит потребитель, может быть в разы меньше. В основе работы теплового расходомера лежит сенсор из нержавеющей стали (см. ниже), расположенный на конце зонда, погруженного в трубопровод.

Как правило, в трубах большого диаметра имеется большая неравномерность потока газа по сечению: как по скорости, так и по температуре. Поэтому даже высокая точность одного газового расходомера дает точечное измерение массового расхода.

Измерения расхода топливного и технологического газа в трубах печей сжигания, горелках, котлах, в процессах флотации при обогащении руд, очистке сточных вод и многих других.

Принцип работы теплового промышленного расходомера (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Расходомер

Погружной сенсор состоит из сдвоенного датчика - датчика скорости и датчика температуры. Температурный датчик отслеживает температуру газа. При подаче напряжения на датчик скорости он нагревается до температуры, которая выше температуры окружающего газа на определенную величину. Если поток равен нулю, разница температур остается постоянной. При подаче давления в трубе образуется поток газа, который "сносит" тепло с датчика скорости, охлаждая его. Подводимая мощность, необходимая для поддержания разности температур, прямо пропорциональна массовому расходу газа.

Оба сенсора представляют собой платиновые термосопротивления, которые намотаны на керамический стержень для стабильности и прочности. Сенсоры помещаются в прочный корпус из нержавеющей стали.

Напорные трубки. Напорной трубкой измеряют динамическое давление потока непосредственно в месте ее измерительной части. Наибольшее распространение при испытаниях получили двойные напорные трубки следующих конструкций:

- Г-образные системы Прандтля (рисунок 3.2) с комбинированным приемником давления и полусферическим наконечником и ее стандартная модификация;

- одинарные системы Пито;

- двусторонние системы типа НИИО-газ;

- стержневые системы Гинцветмета.

Напорные двойные трубки Прандтля пригодны для измерения скорости газа в пределах 3-3,5 м/с и воды не менее - 2,5 м/с. Чем меньше скорость измеряемой среды, тем более чувствительным должен быть вторичный прибор, подключаемый к трубке. В связи с этим для измерения скорости газа в пределах 8-10 м/с следует применять двухтрубный жидкостный тягонапоромер, в пределах 5-6 м/с - жидкостные манометры ТНЖ, в пределах 2-3 м/с микроманометры ММН.

Показания трубок Прандтля почти не зависят от угла поворота наконечника относительно направления потока в пределах 0-17 град. При углах поворота 18-20 град. Показания занижаются на 4-8 %, а при углах 25-30 град - на 15-20 %.

Рисунок 3.2 - Трубка Прандтля: 1 - наконечник; 2 - штанга; 3, 4 - штуцера

В отличие от трубок Прандтля стержневые трубки позволяют получать видимое динамическое давление потока, в 1,5-2 раза больше действительного.

В связи с этим стержневые трубки целесообразно применять для определения скоростей газа в пределах до 5 м/с.

Трубка системы Гинцветмета, изображенная на рисунке 3.3 является малочувствительной к отклонению от оси потока до 20 град и к забиванию пыли.

Рисунок 3.3 - Стержневая напорная трубка системы Гинцветмета: 1 - цилиндрический насадок; 2 - оправа; 3 - наконечник; 4 - внутренняя трубка; 5 - трубка для отбора статического давления

3.2 Погрешность при определении расхода напорными трубками

Средняя квадратическая (относительная) погрешность измерения, %, объемного расхода при доверительной вероятности 95 %:

,

где: - средняя квадратическая погрешность определения габаритов канала, равная в случае непосредственного их измерения (0,5-1) %;

- средняя квадратическая погрешность измерения скорости потока, зависящая от типа напорной трубки, вторичного прибора и правильности определения температуры вещества, примерно равная 1,5 %;

- средняя квадратическая погрешность, возникающая из-за неправильной установки напорной трубки, %;

- средняя квадратическая погрешность, зависящая от неточности определения поля скоростей в трубопроводе и составляющая (1,5-2) %;

Погрешность определения полей скоростей в области небольших чисел Re (в пределах 210³-1,510⁴) возрастает до 4 %.

На основании приведенных значений частных погрешностей средняя квадратическая погрешность измерения расхода вещества напорными трубками составляет около (2-2,5) %.



4. Испытания тягодутьевых машин

4.1 Задачи испытаний

Испытания тягодутьевых машин (радиального и осевого типов) проводят для проверки расчетных показателей в случае ограничения нагрузки котла по тяге или повышенных удельных расходов электроэнергии на собственные нужды. Должны быть получены опытные данные, по которым могут быть построены характеристики вентиляторов и дымососов (рисунок 4.2, 4,3) и кривые суммарных гидравлических сопротивлений газового или воздушного трактов (рисунок 4.1). Снятие характеристик газовоздушных трактов котла проводится обычно при испытаниях котла или при эксплуатационных испытаниях тягодутьевых установок.

а) б)

Рисунок 4.1 - Характеристики газовоздушных трактов котла: а - воздушного тракта; б - газового тракта

4.2 Характеристики машин

Для практического использования наиболее важны две группы характеристик тягодутьевых машин:

- дроссельные (напорные) - могут быть размерными и безразмерными, когда их значения даются в относительных единицах;

- регулировочные.

Безразмерные характеристики не зависят от геометрических размеров машины и являются едиными для каждой серии машин данного типа, что позволяет при сопоставлениях машин какой-либо серии пользоваться одной характеристикой, несмотря на различные диаметры колес и их частоты вращения.

Рисунок 4.2 - Характеристики радиальных тягодутьевых машин: а - дымосос; б - дутьевой вентилятор

Характеристики тягодутьевых машин могут составляться на основе полных или эксплуатационных либо с использованием математических моделей испытаний. При полных испытаниях снимают дроссельную характеристику машин при одиночной или параллельной работе вентиляторов (дымососов). Эти испытания должны охватывать режимы в широких пределах подачи машин от нуля до максимума. Такие режимы на работающем котле установить невозможно, так как пределы измерения подачи зависят от его минимальной и максимальной нагрузок, и поэтому соответствующие характеристики могут быть сняты на остановленном котле. Полные испытания наиболее точно могут быть проведены на стенде в лабораторно-заводских условиях.

Рисунок 4.3 - Характеристики осевых тягодутьевых машин: а - дымосос; б - дутьевой вентилятор

Эксплуатационные испытания, проводимые в рабочих условиях, т. е. на работающем котле, позволяют получить данные для построения характеристики машины в сравнительно узких пределах подачи, определяемых возможными пределами изменения нагрузки котла. Испытания тягодутьевых машин на работающем котле имеют то преимущество, что их проводят при изменении подачи направляющими аппаратами или другими средствами регулирования. Эти испытания позволяют определять удельные расходы электроэнергии на тягу и дутье. При использовании направляющего аппарата кривая потребляемой мощности будет расположена ниже кривой мощности, получаемой при дроссельном регулировании подачи машины.

Характеристики тягодутьевых машин, полученные при испытаниях совместно с характеристиками газовоздушных трактов, позволяют непосредственно, без подсчетов, судить о соответствии установленных машин данному котлу.

4.3 Погрешность измерения КПД вентилятора (дымососа)

Коэффициент полезного действия вентилятора определяют в результате совокупных измерений, поэтому вероятная относительная погрешность, %:

,

где: - средняя квадратическая относительная погрешность определения производительности, %;

- средняя квадратическая относительная погрешность определения полного давления, создаваемого вентилятором, %;

- средняя квадратическая относительная погрешность при измерении мощности, %;

- средняя квадратическая относительная погрешность определения КПД электродвигателя по его паспортным данным, (2,5-3,0) %.

При правильной организации измерений, тщательном проведении опытов и устойчивом режиме работы тягодутьевой установки средняя квадратическая погрешность определения КПД составляет (2,0-2,5) %. Но с учетом неизбежных при испытаниях колебаний загрузки машин следует считать реальной возможную погрешность в определении их КПД (2,5-3,0) %.



Выводы

В качестве вывода о проделанной работе можно сказать, что измерения при испытаниях могут осуществляться различными методами, выбор которых зависит от характера измеряемой величины, условий измерений и необходимой точности.

Основными критериями средств измерений СИ служат точность, быстродействие; СИ, обладающие большой точностью, т. е. малой относительной погрешностью, соответствующей этому высокой чувствительностью, в тяжелых условиях работы могут быстро утратить стабильность и преждевременно выйти из строя.

Поэтому выбор СИ следует тщательно увязать с требованиями точности измерений и характером проводимых испытаний, не ужесточая их без необходимости.

Стандартизированные или нестандартизированные СИ можно использовать по назначению, если известны их метрологические свойства:

- диапазон измерений - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности;

- пределы измерений - наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений;

- цена деления шкалы - разность значений измеряемой величины между двумя соседними отметками;

- рабочие условия - допустимые характеристики окружающей среды, при которых метрологические свойства СИ не меняются;

- порог чувствительности - наименьшее значение измеряемой величины, способное вызвать изменение показаний СИ;

- класс точности - обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами СИ, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах.

Список литературы

1. РД 50-286-81. Методические указания. Система государственных испытаний продукции. Обеспечение единства испытаний. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1982.

2. Руководящие указания по объему, содержанию и форме типовых энергетических характеристик турбо- и котлоагрегатов. М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1973.

3. Нормы продолжительности и уровни освоения проектных мощностей и экономических показателей вводимых в действие предприятий, объектов. М.: Экономика, 1985.

4. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеев А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

5. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеев А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. - М.: Энергия, 1977.

6. Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений. М.: Изд-во стандартов, 1973.

7. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

8. Методика испытаний тягодутьевых машин котельных установок электростанции и их газовоздушных трактов. М.: СПО "Союз - Техэнерго", 1988.

9. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник/ Под общ. Ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. - 3-е изд. Перераб. И доп. М.: Издательство МЭИ, 2004. - 632 с.: с ил. - (Теплоэнергетика и теплотехника Кн. 4).

Размещено на Allbest.ru