Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Прогрессивные методы контроля тепловых режимов центральных тепловых пунктов (ЦТП)

Одной из основных задач, стоящих перед разработчиками и эксплуатационниками централизованных систем теплоснабжения, является автоматизация сбора и обработки информации по температурным режимам работы тепловых сетей и теплопотребляющих установок абонентов.

Существующая технология контроля температуры предусматривает врезание в трубу гильз – создание карманов, в которые помещаются держатели стеклянных ртутных термометров. Объем гильз заполняется маслом, температура которого измеряется термометром.

Кроме очевидных недостатков, таких как:

- снижение эксплуатационной надежности трубопроводов из-за дополнительных врезок, ослабляющих их конструкцию и часто вызывающих повреждения именно в местах врезки;

- ухудшение экологии из-за боя ртутных термометров;

- затраты на профилактику и эксплуатацию – чистка карманов, замена масла;

- невозможность автоматизации сбора и обработки информации,

требуются дополнительные энергетические затраты, обусловленные преодолением гидравлического сопротивления трубопроводов с врезанными в них гильзами (от 2 до 10% при контроле температуры в вертикальных стволах теплосетей).

В работе предлагается более прогрессивный способ контроля температуры трубопроводов и оборудования систем теплоснабжения с помощью поверхностных полупроводниковых датчиков температуры.

Система контроля температуры построена на применении новых базовых модулей, поочередно коммутируемых ко входу цифрового измерителя температуры (ЦИТ).

Каждый модуль содержит полупроводниковый датчик температуры на основе P-i-n диода и электрический разъем, к внутренним контактам которого припаяны выводы датчика.

Рисунок 1. (подробнее)

Конструкция базового модуля

Цифровой измеритель температуры

Рисунок 2.

Цифровой измеритель температуры

Конструкция базового модуля приведена на рис. 1. Модуль жестко крепится к трубе еплосети с помощью точечной сварки в одной или двух точках, т. е. конструкция "труба-модуль" является монолитной. Это препятствует появлению механических обрывов выводов датчиков при вибрации всей системы.

С одной стороны модуля располагается электрический разъем для снятия напряжения, с другой стороны расположен регулировочный элемент (винт) для прижатия рабочей поверхности датчика к поверхности трубы. Между нерабочей поверхностью датчика и регулировочным винтом помещается амортизационная резиновая прокладка.

Кристаллы датчиков (P-i-n диода) выпускаются серийно отечественной промышленностью по техническим условиям.

Если рассматривать датчик как элемент системы передачи и обработки информации, то он выполняет функцию первичного преобразователя значения температуры в пропорциональное напряжение с последующим преобразованием аналогового значения (напряжения) в цифровой код.

Сбор необходимой информации с контрольных точек центральных тепловых станций может осуществляться как с помощью коммутатора с последовательным подключением сигналов на вход ЦИТ, так и с помощью последовательного обхода дежурным контрольных точек с ЦИТ и записью данных в журнал.

ЦИТ представляет собой автономный малогабаритный прибор (рис. 2), он имеет следующие характеристики:

Таблица
основные технические характеристики:
диапазон контролируемых температур °С -60...+180
точность контроля температуры
в диапазоне 0 – +180°С
±1,0
напряжение питания, В 9
ток потребления, мА 1,0
габариты, мм 95х70х25
для питания прибора может использоваться батарея
типа "Корунд" или блок питания типа БПС 220-9-6
 
длительность работы прибора без замены
источника питания (батареи), ч 
100

Прибор обеспечивает цифровые показания значений температуры с индикацией десятых долей градуса. В приборе предусмотрена возможность проверки достаточности напряжения питания. Он может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от –10 до +350С и относительной влажности 90+3% при температуре 300С.

Испытания разработанной методики контроля температуры проводились на ЦТП № 26 г. Зеленограда, при этом последовательно в гильзу каждой контрольной точки после замера ртутным термометром помещался контрольный полупроводниковый датчик и производился замер температуры с помощью ЦИТ, параллельно снимались данные и с модулей. Среднестатистические результаты замеров сведены в таблицу.

Таблица
cреднестатистические результаты замеров
№ контр.точки Показания
Ртутного Термометра Контрольного датчика Модуля Примечание
1 102 101,5 101,0 Dу 300 мм
2 74 73,0 72,0 Dу 200 мм
3 91 91,0 90,0 Dу 300 мм
4 76 76,1 75,9 Dу 200 мм
5 68 67,2 67,0 Dу 200 мм
6 80 78,5 78,0 Dу 200 мм
7 60 58,9 59,1 Dу 200 мм
8 34 33,2 34,4 Dу 200 мм
9 57 57,1 56,4 pу 300 мм

Анализ результатов показывает, что разброс полученных данных лежит в пределах ±1,2°С, а общая погрешность измерения не превышает ±1,5°С.

Разработанные модули могут быть использованы и для оперативного контроля емпературы в теплосетях промышленных и бытовых помещений путем временного закрепления швеллера модуля к трубе с помощью, например, хомутов. А установка датчиков температуры в выносных штангах измерителей длиной до 2 м обеспечивает быстрый контроль температуры в шахтах и колодцах (5–10 с).

Таблица
Технические и конструктивные характеристики датчиков температуры:
1. Диапазон измеряемой температуры, °С -60 – +180
2. Точность измерения температуры, °С ±0,5
3. Чувствительность во всем диапазоне, мВ/°С  2,0
4. Рабочий ток, мкА 100±2
5. Напряжение на датчике, мВ при 300 К 600±5
6. Геометрические размеры, мм 2х1,5х0,8
7. Размеры кристалла датчика, мм 0,5х0,5х0,3
8. Зависимость напряжения на датчике от температуры U = f (T°С) строго линейная.
9. Все датчики во всем температурном диапазоне имеют общую градуировочную характеристику за счет технологии группового метода изготовления.

Выводы.

Предложенные методы контроля позволили:

1. Ликвидировать как карманы, так и все недостатки, присущие существующим методам контроля температурных режимов ЦТП.

2. Повысить точность измерения температур.

3. Передавать информацию на расстояние и автоматизировать процесс обработки результатов.

4. Повысить эксплуатационную надежность системы контроля.

5. Существенно снизить затраты на внедрение процесса контроля температур.

Литература

Ильчинский Е. С. Изготовление полупроводниковых датчиков температуры диапазона 4–400 К. – “Электронная промышленность”, 1989, № 9, с. 15–17.

 

Тел. (095) 532-7500

Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №3'2000

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте