Энергетика и механика.

Приборы для измерения количества и расхода вещества. Конструкция и схема.

Саша — Fri, 30 Mar 2018 15:36:54 GMT

Приборы для измерения количества и расхода вещества

Рис. 13.17. Характер потока в трубопроводе при установке сужающего устройства — диафрагмы диаметром d\
D — диаметр трубопровода; Z7,, F0, F2 — площади сечений соответственно трубопровода, сужающего устройства, максимально сжатого участка потока; vu v2 — скорости потока в трубопроводе и максимально сжатом участке; —— поток вещества

Расход вещества и методы его измерения. Объем или масса вещества, перемещаемого в единицу времени по трубопроводу или любому каналу, называется расходом вещества и измеряется, как правило, в единицах объемного (м3/с, м3/ч, л/с) и массового (кг/с, кг/ч, т/ч) расхода. Для перевода объемных единиц измерения рас¬хода в массовые и обратно используют формулу
G= Vp,
где G — массовый расход вещества, кг/с; V — объемный расход вещества, м3/с; р — плотность вещества, кг/м3.
К приборам, измеряющим объем газа, относятся счетчики. С их помощью определяется суммарный объем вещества, прошедшего за известный промежуток времени, для чего отсчитываются показания прибора в начале и конце периода измерения и вычисляется разность этих показаний.
Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Расходомеры показывают или записывают мгновенное значение расхода за единицу времени. В ряде случаев расходомер снабжается суммирующим счетным механизмом (интегратором).
Для определения массы и расхода жидкости, газа или пара обычно применяют следующие методы измерений: дроссельный, скоростной и объемный. Дроссельным методом проводится определение массового расхода, а скоростным и объемным — объемный расход жидкости, газа и пара.
Дроссельные расходомеры. Для измерения массового расхода вещества используют дроссельный метод, основанный на определении изменения статического давления среды, проходящей через искусственно суженное сечение трубопровода.
Дроссельный расходомер состоит из сужающего устройства, устанавливаемого в трубопроводе и служащего для местного сжатия струи (первичный прибор), дифференциального манометра, предназначенного для измерения разности статических давлений протекающей среды до и после сужающего устройства (вторичный прибор), и соединительных линий (двух трубок), связывающих между собой оба прибора.
Сужающее устройство (диафрагма) имеет круглое отверстие, расположенное концентрично относительно стенок трубы. Диаметр d диафрагмы меньше внутреннего диаметра D трубопровода (рис. 13.17).
При прохождении потока через сужающее устройство происходит изменение потенциальной энергии вещества, часть которой вследствие сжатия струи и соответствующего увеличения скорости потока преобразуется в кинетическую энергию. Изменение потенциальной энергии приводит к появлению разности статических давлений (перепада давления), которая определяется при помощи дифференциального манометра. По измеренному перепаду давления может быть определена кинетическая энергия потока при дросселировании, а по ней — средняя скорость и расход вещества.
По способу отбора статического давления к дифференциальному манометру стандартные измерительные диафрагмы подразделяют на камерные и бескамерные (рис. 13.18). В камерной диафрагме импульсы давления к дифференциальному манометру передаются по-средством двух кольцевых уравнительных камер, что позволяет усреднить давление по окружности трубопровода и получить более точное измерение перепада давления в камере.

Рис. 13.18. Камерная (I) и бескамерная (II) стандартные измерительные диафрагмы:
A d — диаметр трубопровода и сужающего устройства; ф — угол скоса; «+» и «-» — импульс давления соответственно до и после диафрагмы; —► — поток вещества

Объемные счетчики для газа. Для измерения объемного расхода горючего газа используются объемные ротационные счетчики. Объемный ротационный счетчик (рис. 13.19) содержит измерительную камеру 7, в которой размещены две широкие вращающиеся в разные стороны лопасти 2 и 3 восьмеричной формы.
Действие ротационного счетчика основано на вытеснении определенных объемов газа, заключенных между стенками измерительной камеры и лопастями, при вращении последних под влиянием разности давлений газа до счетчика и после него. Величина зазоров между шестернями и стенками измерительной камеры не превышает 0,03...0,06 мм, т.е. погрешность измерения из-за перетекания газа через них невелика.
Прибор имеет роликовый счетный механизм 4, связанный с одной из лопастей при помощи магнитной муфты или непосредственно выходной осью, пропущенной через сальниковое уплотнение. Для контроля за степенью засоренности счетчика в него встроен водяной двухтрубный дифференциальный манометр 5, измеряющий перепад давления в приборе.

Рис. 13.19. Объемный ротационный счетчик:
а — схема действия; б — счетчик типа РС-100М;
1 — измерительная камера; 2, 3 — лопасти; 4 — счетный механизм; 5 — дифференциальный манометр; —^ — поток газа

Рис. 13.20. Газовый турбинный (скоростной) счетчик:
1 — корпус; 2 — турбина; 3 — счетчик; 4 — редуктор; 5 — обтекатели; 6 — неподвижные направляющие лопатки; 7 — гильза

Ротационные счетчики устанавливают на вертикальных участках газопровода с нисходящим потоком газа. Входной патрубок счетчика снабжен сетчатым фильтром для очистки газа от механических примесей.
Ротационные счетчики типа PC выпускаются на номинальную производительность 40... 1 ООО м3/ч. Сопротивление счетчиков при номинальном расходе газа составляет 300 Па (30 мм вод. ст.).
Турбинные (скоростные) счетчики. Газовый турбинный (скоростной) счетчик (рис. 13.20) состоит из чугунного корпуса 1 с фланцами для присоединения к трубопроводу, турбины 2, счетчика J, обтекателей 5, расположенных с обеих сторон турбины. Лопатки турбины размещены в кольцевом зазоре между гильзой 7 и обтекателями и имеют наклон около 45°.
Спереди и сзади турбины установлены неподвижные направляющие лопатки 6, выравнивающие поток газа. Турбина связана посредством червячной передачи редуктора 4 со счетчиком 3.
Частота вращения турбины пропорциональна скорости течения газа, а следовательно, и его расходу.

Приборы для измерения давления. Конструкция и схема.

Саша — Fri, 30 Mar 2018 14:53:38 GMT

Приборы для измерения давления

Рис. 13.8. Жидкостный двухтрубный (U-образный) манометр:
1 — основание; 2 — резиновая трубка; 3, 4 — измерительные трубки; 5 — шкала; /?а, рь — соответственно абсолютное и барометрическое (атмосферное) давление; h — высота столба рабочей жидкости
Жидкостные стеклянные манометры. По конструкции жидкостные стеклянные манометры бывают двухтрубные (U-образные) и однотрубные (чашечные). Они используются для измерения давления газа или воздуха до 5 кПа (500 мм вод. ст.). В качестве рабочей жидкости в них используются вода, этиловый спирт, ртуть.
Жидкостный U-образный манометр (рис. 13.8) состоит из стеклянных измерительных трубок 3 и 4, соединенных внизу между собой и укрепленных на вертикальном основании /. Между трубками помещена миллиметровая шкала 5 с нулевой отметкой посредине.
Измерительные трубки заполняются рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы. Трубка 3 сообщается резиновой трубкой 2 с измеряемой средой, находящейся под абсолютным давлением /?а, а трубка 4— с атмосферой, т.е. в ней барометрическое давление р6.

Рис. 13.9. Жидкостный однотрубный (чашечный) манометр:
1 — основание; 2 — шкала; 3 — стеклянный сосуд (чашка); 4 — соединительная трубка с измерительной средой; 5— измерительная трубка; h — высота столба рабочей жидкости; h\, h2 — уровни жидкости; /?а, р6 — то же, что на рис. 13.8

При включении манометра в работу измеряемое давление уравновешивается высотой столба рабочей жидкости А, отсчитываемой по шкале прибора. Так как уровень жидкости в трубке 3 понизится, а в трубке 4 повысится, общая высота столба рабочей жидкости будет равна сумме отсчетов, проводимых по шкале выше и ниже нулевой отметки
В процессе эксплуатации U-образного манометра необходимо следить за уровнями рабочей жидкости, которые должны совпадать с нулевой отметкой при сообщении обеих трубок с атмосферой, а также за исправностью резиновой трубки и герметичностью ее соединения со стеклянной трубкой манометра.
В жидкостном однотрубном манометре (рис. 13.9) в отличие от U-образного двухтрубного манометра вместо одной из измерительных трубок имеется широкий сосуд — чашка 3. К нижней части сосуда присоединена стеклянная измерительная трубка 5, рядом с которой закреплена миллиметровая шкала 2. Прибор смонтирован на вертикальном основании /. Сосуд манометра соединяется с местом измерения трубкой 4. Свободный конец измерительной трубки сообщается с атмосферой. Сосуд и измерительная трубка заполнены рабочей жидкостью до нулевой отметки шкалы.
Тягомеры и напоромеры. Для измерения небольших разрежений и избыточных давлений (продуктов горения, газа, воздуха) применяются тягомеры (для разрежения), напоромеры (для давления) и тягонапоромеры (для разрежения и давления). Эти приборы широко используются для определения давления, разрежения в топках, газоходах и воздуховодах котлоагрегата и имеют одностороннюю или двустороннюю (тягонапоромеры) шкалу, градуированную в единицах измерения давления — Па, кгс/м2 или мм вод. ст.
Так как между тягомерами, напоромерами и тягонапоромерами нет существенного различия, в дальнейшем они для простоты изложения называются тягонапоромерами.
Наибольшее распространение получили жидкостные стеклянные и мембранные тягонапоромеры. Приборы заполняют чаще всего этиловым спиртом или дистиллированной водой.
При относительно точных измерениях небольших избыточных давлений или разрежений до 2 кПа (200 кгс/м2) применяются жидкостные однотрубные (чашечные) тягонапоромеры с наклонной измерительной трубкой ТНЖ-Н и ТНЖ-Щ, приспособленные соответственно для настенного и щитового монтажа.
Жидкостный однотрубный тягонапоромер ТНЖ-Н на рис. 13.10 показан со снятой передней крышкой. Он состоит из стеклянного сосуда 14 и присоединенной к нему стеклянной измерительной трубки 12 внутренним диаметром 2...2,5 мм, укрепленных при помощи скоб и винтов в металлическом корпусе 11. Около трубки расположена шкала 13, которая может перемещаться с помощью ходового винта 5 с головкой 9. Ходовой винт с головкой служит корректором нуля, позволяющим при установке и эксплуатации прибора совмещать нулевую отметку шкалы с меткой рабочей жидкости в измерительной трубке. В верхней части корпуса закреплены штуцеры 3 и 6, соединенные резиновыми трубками 2 и 10 с сосудом и измерительной трубкой.

Рис. 13.10. Жидкостный однотрубный тягонапоромер ТНЖ-Н:
1,8 — ушки; 2, 10 — резиновые трубки; 3, 6 — штуцеры; 4 — уровень; 5 — ходовой винт; 7 — винт для установки прибора по уровню; 9 — головка; 11 — корпус; 12 — измерительная трубка; 13 — шкала; 14 — стеклянный сосуд

При измерении давления прибор сообщается со средой через штуцер 3, а при измерении разрежения — через штуцер 6.
Для установки тягонапоромера под определенным углом наклона служит уровень 4. Прибор устанавливается при помощи ушек 1 и 8, из которых последнее позволяет менять угол наклона корпуса с помощью винта 7.
Для технических измерений применяется жидкостный дифференциальный тягонапоромер типа ТДЖ (рис. 13.11). Прибор имеет стеклянную измерительную трубку 3 с внутренним диаметром 10 мм, расположенную вертикально и соединенную резиновой трубкой 5 с сосудом 4. Сосуд для установки нулевого положения мениска жидкости по шкале 2 может перемещаться по вертикали при помощи ходового винта 6. Тягонапоромер комплектуется из отдельных приборов на одну, две, три, четыре и шесть точек измерения с общей фронтальной рамой 1.
На рис. 13.12 изображена схема мембранного тягомера ТМ-П1. В прямоугольном корпусе (на схеме не показан) при помощи штуцера 8 закреплена упругая мембранная коробка 1, состоящая из двух спаянных по краям гофрированных дисковых мембран, выполненных из бериллиевой бронзы. Внутренняя полость мембранной коробки сообщается с измеряемой средой, а полость корпуса прибора — с атмосферой. С помощью поводка 4 верхняя часть мембранной коробки соединена с фасонным рычагом 2, сидящим на оси 3. Для увеличения жесткости упругой системы ось 3 закреплена на скобообразной плоской пружине 5.

Рис. 13.11. Жидкостный дифференциальный тягонапоромер типа ТДЖ:
1 — фронтальная рама; 2 — шкала; 3 — измерительная трубка; 4 — сосуд с жидкостью; 5 — резиновая трубка; 6 — ходовой винт

Под воздействием переменной разности давлений мембранная коробка сжимается и разжимается, вызывая перемещение рычага 2, тяги 14 и рычага 9, сидящего на оси 12. На этой же оси закреплена стопорным винтом указывающая стрелка 13 с противовесом 11. Конец стрелки передвигается вдоль горизонтальной профильной шкалы (на схеме не показана). Спиральная пружина (волосок 75), закрепленная одним концом на оси стрелки и другим на неподвижной части прибора, служит для устранения влияния зазоров (люфтов) в сочленениях рычажного механизма.

Рис. 13.12. Показывающий мембранный тягомер ТМ-П1 с профильной шкалой:
1 — мембранная коробка; 2 — фасонный рычаг; 3, 12 — ось; 4 — поводок; 5 — пружина; 6 — корректор нуля; 7 — соединительная трубка; 8 — штуцер; 9 — рычаг; 10 — стопорный винт; 11 — противовес; 13 — стрелка; 14 — тяга; 15 — волосок

Для установки стрелки прибора на начальную отметку шкалы служит корректор нуля 6. При вращении винта корректора происходит изгиб пружины 5 и передвижение рычажной системы, связанной со стрелкой.
Пружинные манометры. Наиболее широкое применение для измерения избыточного давления жидкости, газа и пара получили пружинные манометры.
Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под влиянием измеряемого давления. По роду применяемых пружин манометры делятся на трубчатые (с одновитковой и многовитковой трубчатыми пружинами) и мембранные (с гармониковой мембраной — сильфоном).
Показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной приведен на рис. 13.13. Трубчатая пружина 7 эллиптического сечения одним концом жестко соединена с держателем 8, укрепленным в корпусе 6 манометра. Держатель имеет штуцер 7 с резьбой, служащей для сообщения прибора с измеряемой средой. Свободный конец пружины закрыт запаянной пробкой 4 с шарнирной осью.

Рис. 13.13. Показывающий манометр с одновитковой трубчатой пружиной:
1 — трубчатая пружина; 2 — стрелка; 3 — зубчатый сектор; 4 — пробка; 5 — поводок; 6— корпус; 7— штуцер; 8— держатель; 9— шкала; 10— спиральная пружина; 11 — шестеренка

Посредством поводка 5 он связан с передаточным механизмом, состоящим из зубчатого сектора J, сцепленного с шестеренкой //, сидящей неподвижно на оси вместе с указывающей стрелкой 2. Спиральная пружина 10 прижимает зубцы шестеренки к зубцам сектора и устраняет мертвый ход.
Под действием измеряемого давления трубчатая пружина частично раскручивается и тянет за собой поводок, приводящий в движение зубчато-секторный механизм и стрелку манометра, показывающую по шкале 9 величину этого давления.
Электроконтактные манометры. В системах автоматического регулирования технологических процессов, в схемах сигнализации, устройствах тепловой защиты применяют электроконтактные манометры. На рис. 13.14 показаны принципиальная схема и внешний вид электроконтактного манометра типа ЭКМ. В этом приборе в качестве упругого чувствительного элемента используется одновитковая трубчатая пружина.
По своему устройству прибор типа ЭКМ (см. рис. 13.14) отличается от рассмотренного пружинного манометра лишь наличием специальных электрических контактов /, 3 и 5. Установка контактов 1 и 3 может быть выполнена на любые отметки рабочей шкалы манометра вращением винта в головке 2, расположенной на наружной стороне стекла.
Если измеряемое давление среды в объекте уменьшится и достигнет того минимального значения шкалы, на которое установ¬лен контакт /, стрелка 4 с помощью контакта 5 замкнет цепь и

Рис. 13.14. Электроконтактный манометр типа ЭКМ:
а — схема прибора; б — внешний вид манометра;
1, 3, 5 — электрические контакты; 2 — головка с винтом; 4 — стрелка; Лк, Л, — лампы красного и зеленого цвета; р — импульс давления среды

включит лампу определенного цвета, например, зеленого (Jl3). Если же давление среды увеличится до верхнего заданного значения, то стрелка с помощью контакта 5 замкнет контакт J, а следовательно, и цепь красной лампы Лк.
Манометры электрические дистанционные. В пружинных электрических дистанционных манометрах типа МЭД происходит преобразование давления измеряемой среды, приводящего к механической деформации измерительной части прибора, в электрический сигнал.
Действие этого прибора основано на использовании деформации одновитковой трубчатой пружины / (рис. 13.15), свободный конец которой связан рычагом со стальным сердечником (плунжером) 2 дифференциально-трансформаторного преобразователя 3.
Преобразователь состоит из двух секций первичной обмотки, намотанных последовательно (согласно), двух секций вторичной (выходной) обмотки, включенных встречно, и подвижного сердечника 2. Создаваемый первичной обмоткой преобразователя магнитный поток индуцирует в секциях выходной обмотки ЭДС ех и е2, значения которых зависят от тока питания первичной обмотки и взаимных индуктивностей Lx и L2 между секциями вторичной и первичной обмоток. Взаимные индуктивности Lj и L2 равны между собой при среднем положении сердечника внутри катушки преобразователя. При перемещении сердечника вверх из среднего положения значение Lx увеличивается, a L2 уменьшается. При этом изменяются величина и фаза выходного сигнала Е дифференциально-трансформаторного преобразователя.
Дифференциальные манометры. Для определения разности (перепада) давлений между двумя точками измерения в жидкой, газовой или паровой среде используют дифференциальные манометры. Особенно большое распространение они получили для измерения перепада давления в дроссельных расходомерах.

Рис. 13.15. Пружинный электрический дистанционный манометр типа МЭД:
1 — трубчатая пружина; 2 — сердечник (плунжер); 3 — дифференциально-трансформаторный преобразователь; R], R2 — электрические сопротивления; р — импульс давления среды; Е — сигнал на выходе

Технические дифференциальные манометры по конструкции и принципу действия разделяются на поплавковые, мембранные, сильфонные, колокольные и кольцевые.
Мембранные дифференциальные манометры типа ДМ (рис. 13.16) являются бесшкальными приборами с дифференциально-трансформаторным датчиком для дистанционной передачи показаний на вторичные приборы.
Чувствительным элементом дифференциального манометра является мембранный блок, состоящий из сообщающихся мембранных коробок 16 и 17, изготовленных из бериллиевой бронзы или нержавеющей стали, ввернутых при помощи штуцеров 10 и 12 в разделительную диафрагму 11. Каждая мембранная коробка состоит из двух сваренных по краям гофрированных мембран.
Мембранная коробка 16 расположена в нижней (плюсовой) камере прибора, а коробка 17 — в верхней (минусовой). Камеры образованы стальными крышками 13 и 18 и диафрагмой //, скрепленными болтами 14. Внутренние полости мембранных коробок заполняют через ниппель 15 дистиллированной водой, после чего открытый его конец заваривают. В средней части мембранной коробки 17 укреплен стержень 8, несущий стальной плунжер 7, находящийся внутри разделительной трубки 5 из немагнитной стали. На эту трубку надета индукционная катушка 6 датчика, закрытая колпаком 4, на котором расположен штепсельный разъем для подключения соединительных приборов от вторичного прибора.

Рис. 13.16. Мембранный дифференциальный манометр типа ДМ:
1, 2, 3 — запорные вентили; 4 — колпак; 5— разделительная трубка; 6 — индукционная катушка; 7— плунжер; 8 — стержень; 9, 19 — соединительные трубки; 10, 12 — штуцеры; 11 — разделительная диафрагма; 13, 18 — крышки; 14 — болт; 15 — ниппель; 16, 17 — мембранные коробки

Под действием разности давлений между нижней и верхней камерами дифференциального манометра, передаваемой соединительными трубками 9 и 19 с запорными вентилями / и J, мембранная коробка 16 сжимается, вытесняя находящуюся в ней воду в коробку 17, которая, расширяясь, поднимает плунжер 7. Движение плунжера происходит до тех пор, пока перепад давления не уравновесится упругой деформацией мембранных коробок. Для уравнивания давлений в камерах прибора при проверке нуля служит вентиль 2.

Методы и способы РЕГЕНЕРАЦИИ обтирочных материалов.

Саша — Fri, 23 Mar 2018 17:05:43 GMT

РЕГЕНЕРАЦИЯ ОБТИРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Свежий обтирочный материал, применяемый для чистки оборудования, должен быть без грязи, песка и металлической стружки и поступать на предприятия в очищенном и дезинфицированном виде. На обтираемых поверхностях не должны оставаться волокна и пыль, а также риски и царапины.
Вся партия обтирочных материалов должна быть однородной по сорту и соответствовать по качеству требованиям ГОСТ.
Наиболее часто употребляемыми обтирочными материалами служат: салфетка из специальной салфеточной ткани, обтирочная ветошь, хлопчатобумажная обрезь (концы) и хлопчатобумажная путанка. Все они являются дефицитными и сравнительно дорогими материалами, поэтому после использования их собирают в специальные ведра или ящики (лари) для последующей сдачи в стирку и повторного использования. При хранении промасленных тряпок следует строго соблюдать правила пожарной безопасности. Особенно это относится к тряпкам, пропитанным растительным маслом и олифой, при хранении они могут нагреваться и самовоспламеняться.
Для лучшего экономического эффекта от регенерации каждое предприятие должно иметь регенерационную установку с центральным обменным пунктом, который принимает тряпки в тюках по весу, салфетки в пачках по счету, передает их в регенерацию и выдает цехам за каждые 100 кг сданной — 50—70 кг регенерированной тряпки, а салфетки штука за штуку по сортам.
Применяется два метода регенерации обтирочных материалов: стирка с применением кальцинированной соды, жидкого стекла, мыла и других моющих веществ; экстракция растворителями — бензином, бензолом, уайт-спиритом и др. Второй способ применяется реже по условиям пожарной безопасности. Моющие вещества не должны уменьшать прочность обтирки. Очищающее действие их зависит от загрязненности материала, концентрации и температуры моющего раствора.
Наиболее часто применяется кальцинированная сода и жидкое стекло (силикат натрия), реже — мыло, вследствие его сравнительно высокой стоимости.
Жидкое стекло должно иметь удельный вес 1,33—1,34 и концентрацию раствора 1—2%. Наилучший моющий эффект достигается при температуре 80—100° при постоянном энергичном перемешивании.
Процесс регенерации обтирочного материала с жидким стеклом и кальцинированной содой происходит в следующей последовательности. Поступившую на регенерационную станцию обтирку взвешивают на весах, сортируют по сортам и степени загрязненности, замачивают в течение получаса в замочном чане, имеющем отделения для разных сортов.
После замочки обтирку загружают в варочный бак (бучильник), заливают водой, добавляют в нее жидкое стекло и соду и при открытом вентиле для пуска пара кипятят в течение 15 мин. При выключенном вентиле обтирку варят еще в течение часа при 70—80° с периодическим перемешиванием. Затем добавляется холодная вода, всплывшее масло сливается и может быть подвергнуто регенерации, обтирка выкладывается в развозную тележку и загружается в специальные стиральные машины, где стирается в течение 1 час. 20 мин. в свежем растворе жидкого стекла и соды при температуре 70—80° и постоянной перемене направления вращения стирального барабана машины.
Для раствора берется 2% жидкого стекла по отношению к весу воды, в которой производят стирку. Подача пара, воды и раствора жидкого стекла в стиральную машину производится по специальным трубопроводам.
После стирки обтирка выгружается и на развозных тележках подается в полоскательные машины, предварительно заполненные водой.
Полоскание обтирки производится в течение 30 мин. в проточной воде с пропуском острого пара. Затем обтирка отжимается на центрифугах в течение 15—20 мин. На практике часто варку, стирку и полоскание осуществляют в одной и той же стиральной машине, это дает возможность уменьшить количество оборудования, производственные площади, сократить перегрузки, сэкономить время и материалы.
После отжима обтирка на тележке перевозится в сушильные шкафы, где при температуре 50—609 просушивается воздухом. Просушенный обтирочный материал (обтирка) поступает на сортировку по степени очистки и годности к дальнейшему употреблению, после чего взвешивается и выдается по сортам на центральный обменный пункт или непосредственно цехам, сдававшим его на регенерацию.

Приборы для измерения температуры в котельных установках.

Саша — Sun, 11 Mar 2018 09:02:14 GMT

Приборы для измерения температуры

Рис. 13.1. Типы ртутных термометров:
а — технический с вложенной шкалой; б — лабораторный палочный с безнулевой шкалой;
1 — пробка, залитая гипсом; 2 — оболочка; 3 — шкала; 4 — капилляр; 5 — нижняя часть термометра; 6 — резервуар; 7, 8 — расширения капилляра; 9 — дополнительная шкала

Термометры расширения. Работа термометров расширения основана на свойстве тел изменять под действием температуры объем, а следовательно, и линейные размеры.
В жидкостных стеклянных термометрах в качестве рабочего вещества применяют ртуть и органические жидкости — этиловый спирт, толуол, пентан и др.
Наиболее широкое распространение получили ртутные стеклянные термометры. При нормальном абсолютном давлении ртуть находится в жидком состоянии при температурах от -39 (точка замерзания) до 357 °С (точка кипения).
Верхний предел измерения ртутных термометров, ограничиваемый температурой размягчения стеклянной оболочки термометра, достигается при помощи искусственного повышения точки кипения ртути. С этой целью у термометров для измерения высоких температур до 500 °С и выше пространство капилляра над ртутью заполняется инертным газом (азотом) при давлении свыше 2 МПа (20 кгс/см2).
Ртутные стеклянные термометры изготовляются двух видов (рис. 13.1): с вложенной шкалой и палочные. Термометр технический с вложенной шкалой имеет заполненный ртутью резервуар 6, капилляр 4, шкалу J, выполненную из стеклянной пластинки молочного цвета, и наружную цилиндрическую оболочку 2, в которой укреплены капилляр и шкала.
Лабораторный палочный термометр состоит из резервуара <5, соединенного с толстостенным капилляром 4, имеющим наружный диаметр 6...8 мм. Шкала термометра нанесена непосредственно на наружной поверхности капилляра в виде насечки по стеклу.
Применяются два способа установки ртутных термометров: в защитных гильзах и без них, т.е. путем непосредственного погружения термометра в измеряемую среду.
Наиболее распространенным способом является установка термометра в защитной гильзе (рис. 13.2), предохраняющей его от поломки.
Манометрические термометры. Действие манометрических термометров основано на изменении давления жидкости, газа или пара в замкнутом объеме в зависимости от температуры. Указанные термометры являются техническими показывающими или самопишущими приборами и предназначаются для измерения температуры в пределах от -150 до +600 °С. Класс их точности 1—2,5.
Схема манометрического термометра показана на рис. 13.3. Замкнутая система прибора, заполненная рабочим веществом, состоит из термобаллона 5, погружаемого в измеряемую среду, трубчатой (манометрической) пружины 2, воздействующей посредством тяги 1 на стрелку или перо прибора, и капиллярной трубки (капилляра) J, соединяющей пружину с термобаллоном.

Рис. 13.2. Варианты установки ртутного термометра в защитной гильзе:
а — вдоль оси трубопровода; б — наклонно к оси горизонтального трубопровода; в — нормально к оси горизонтального трубопровода; г-на вертикальном трубопроводе; D — диаметр трубопровода; — поток вещества

Термобаллон выполняется из стальной или латунной трубки, с одного конца закрытой, а с другого соединенного с капилляром посредством объемного штуцера 4 с сальниковым уплотнением и резьбой. Термобаллон устанавливается в трубопроводах, баках и т.п. При нагревании увеличение давления рабочего вещества в термобаллоне передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает ее перемещение. Соединительный капилляр изготовляется из медной или стальной трубки с внутренним диаметром 0,2...0,4 мм и толщиной стенки 0,5...2 мм. Снаружи капилляр защищен металлической оплеткой. Длина капилляра достигает 60 м.
Газовые манометрические термометры заполняются азотом. Для заполнения жидкостных манометрических термометров применяется ртуть, ксилол, толуол при начальном давлении 1,5...2 МПа (15...20 кгс/см2).

Рис. 13.3.Схема манометрического термометра:
1 — тяга; 2 — трубчатая пружина; 3 — капиллярная трубка; 4 — штуцер с сальниковым уплотнением и резьбой; 5 — термобаллон

В парожидкостных манометрических термометрах рабочим веществом служат низкокипящие органические жидкости: хлористый метил, ацетон, бензол и др.
Термометры сопротивления. Для измерения температуры широкое применение получили термометры сопротивления, основанные на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Электрическое сопротивление металлов при нагревании растет, следовательно, зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о величине температуры проводника.
Термометры сопротивления применяются для измерения температуры в диапазоне от -260 до +750 °С (в отдельных случаях до +1000 °С).
Термометр сопротивления выполняется из тонкой металлической проволоки, намотанной на каркас из электроизоляционного материала (слюды, кварца, пластмассы) и помещенной в металлический защитный чехол с головкой для подключения соединительных проводов.

Рис. 13.4.Платиновый термометр сопротивления ТСП-1:
а — чувствительный элемент; б — внутренняя арматура; в — защитная арматура;
1 — выводы; 2 — слюдяные накладки; 3 — серебряная лента; 4 — платиновая проволока; 5 — каркас из слюдяной пластинки; 6 — фарфоровые бусы; 7 — оболочка; 8 — вкладыш; 9 — головка; 10 — штуцер; 11 — защитный чехол

В качестве вторичных приборов, работающих с термометрами сопротивления, применяют измерительные мосты и логометры.
Стандартные технические термометры сопротивления имеют следующие условные обозначения: платиновые — ТСП, медные —ТЕМ.
Устройство платинового термометра сопротивления ТСП-1 приведено на рис. 13.4. На каркасе 5 из слюдяной пластинки, имеющей по бокам зубчатую насечку, намотана платиновая проволока 4 диаметром 0,07 мм и длиной около 2 м. К концам платиновой обмотки припаяны два вывода 1 из серебряной проволоки диаметром 1 мм, присоединенные к латунным зажимам в головке 9 термометра. Слюдяная пластинка с обмоткой изолирована с двух сторон более широкими слюдяными накладками 2 и связана с ними в общий пакет серебряной лентой 3.
Образованный таким образом чувствительный элемент термометра вставлен в плоский алюминиевый вкладыш и вместе с ним заключен в трубчатую оболочку 7 из алюминия. Серебряные выводы изолированы фарфоровыми бусами 6. Оболочка с чувствительным элементом помещена в стальной защитный чехол 11 с приваренным к нему штуцером 10, предназначенным для установки термометра в трубопроводах и резервуарах. В верхней части защитного чехла закреплена алюминиевая головка 9, внутри которой помещен бакелитовый вкладыш с двумя зажимами для присоединения внешних соединительных проводов.
Термоэлектрические пирометры. Действие термоэлектрических пирометров заключается в том, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников, образующих термопару, непрерывно течет электрический ток, если места спаев этих про¬водников имеют разную температуру.
Термоэлектрический пирометр (рис. 13.5) состоит из термопары (термоэлектроды А и Б) и подключенного к ней соединительными проводами СП вторичного электроизмерительного прибора ЭП. Величина термоэлектродвижущей силы (ТЭДС), развиваемой термопарой, зависит от материала термоэлектродов, а также от температуры рабочего 3 и свободных / и 2 концов термопары.

Рис. 13.5. Схема термоэлектрического пирометра:
1,2— свободные (холодные) концы термопары; 3 — рабочий конец термопары (горячий спай); А, Б — термоэлектроды; СП — соединительные провода; ЭП — вторичный электроизмерительный прибор; t0 — температура холодных концов термопары; t — температура горячего спая
Таблица 13.1
Пределы измерения температур термопарами

В качестве термоэлектродных материалов для изготовления термопар применяются, главным образом, чистые металлы с высокой электропроводностью, устойчивые к окислению, и их сплавы.
Наибольшее распространение для промышленных термопар получили материалы: платина, платинородий, хромель, алюмель и копель.
В табл. 13.1 приведены некоторые характеристики наиболее распространенных термопар.
Рабочий конец термометра из тонких проволочных термоэлектродов образуется сваркой двух концов (рис. 13.6, а, б), а из толстых — их скруткой и сваркой. Иногда для улучшения условий теплопередачи рабочий конец термопары из недрагоценных металлов приваривается к дну защитного металлического чехла (рис. 13.6, в).
Термоэлектроды термопары от спая до зажимов тщательно изолируются. В качестве изоляции применяются одно- и двухканальные фарфоровые трубки или бусы, надеваемые на термоэлектроды.
Общий вид термопары приведен на рис. 13.7. Термопара имеет стальной защитный чехол 5, на который насажен подвижной фланец 6 со стопорным винтом, служащим для ее закрепления. Рабочий конец 7 термопары помещен в фарфоровый стаканчик 8. Оба термоэлектрода изолированы по длине фарфоровыми бусами 9. Головка состоит из литого корпуса 10, крышки 1 и сальника 2 с уплотнением для вывода проводов. Внутри головки расположена колодка 4 с двумя зажимами J, несущими на себе две пары винтов 7 / и 12 для закрепления термопроводов и соединительных проводов.

Рис. 13.6. Рабочие концы термопар:
а, б — термоэлектроды, соединенные сваркой; в — термоэлектроды, приваренные к дну защитного чехла

Рис. 13.7. Общий вид термопары:
1 — крышка; 2 — сальник с уплотнением для вывода проводов; 3 — зажимы; 4 — колодка; 5 — защитный чехол; 6 — подвижной фланец; 7 — рабочий конец термопары; 8 — фарфоровый стаканчик; 9 — фарфоровые бусы; 10 — корпус головки; 11, 12 — винты
В качестве электроизмерительных приборов в термоэлектрических пирометрах применяются пирометрические милливольметры и потенциометры.

Регенерация промышленных жидкостей.

Саша — Sat, 24 Feb 2018 17:17:12 GMT

РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Наиболее употребительными промывочными жидкостями служат керосин и авиабензин (неэтилированный). Часто после использования на промывке деталей машин они выбрасываются. В процессе промывки деталей и систем смазки оборудования бензин и керосин загрязняются маслом, консервационными смазками, пылью, различными механическими примесями, может попадать и вода. Сбор и сдача промывочных жидкостей для регенерации организуются в цехах аналогично отработанным маслам. Собранные отработанные керосин и бензин сдаются на общезаводскую регенерационную установку [32].
На фиг. 108 приведена технологическая схема регенерации отработанных промывочных жидкостей (бензина и керосина). Отработанный бензин или керосин из соответствующей цистерны 1 или 2 поршневым насосом 3 подается в отстойник 4, где он отстаивается в течение 3—4 час. при комнатной температуре. Отстоявшуюся на дне воду и загрязнения сливают в канализацию. Из отстойника 4 нефтепродукт самотеком поступает в перегонный куб 5, оборудованный электропечью 6, терморегулятором, манометром, предохранительным клапаном, термопарой, термометром и другими приборами.

Фиг. 108. Схема регенерации отработанных промывочных жидкостей (бензина и керосина):
1 — цистерна с отработанным бензином; 2 — цистерна с отработанным керосином; 3 — поршневой насос; 4 — отстойник; 5 — перегонный куб; 6—электропечь; 7 — маточник паровой; 8— отбойник; 9 —шлемовая, труба; 10— холодильник для паров бензина и керосина; 11—смотровой фонарь; 12 — промежуточный бак; 13 — бак для чистого бензина; 14 — бак для чистого керосина; 15 — огнепреградитель; 16 — холодильник для остатка;
17 — бак для остатка; 18— остаток на регенерацию.

Залив в куб сырье, включают электропечь 6. При нагреве до 80° начинается интенсивное испарение бензина. Скорость испарения будет зависеть от температуры, величины поверхности и высоты жидкости в кубе, от количества подаваемого в куб пара и других условий. При нагреве вначале будут испаряться и отгоняться самые легкие углеводороды, входящие в состав бензина. При дальнейшем повышении температуры начинают отгоняться более тяжелые фракции, входящие в состав керосина. Точно выделить ту или иную узкую фракцию нефтепродукта при такой разгонке трудно. Каждая фракция, выкипающая в определенном температурном интервале, будет иметь в своем составе примеси как более легких, так и более тяжелых фракций.

Фиг. 109. Перегонный куб:
1 — куб; 2 — маточник паровой; 3 — горловина для заливки отработанного бензина или керосина; 4— спуск остатка; 5 — вход водяного пара в маточник; 6 — термопара; 7 — место присоединения манометра; 8 — отбойник; 9 — предохранительный клапан; 10 — выход пародистиллятов.

Для облегчения разделения горючего на фракции, перегонный куб (фиг. 109) с электроподогревом имеет дефлегматор — отбойник 8 с четырьмя тарелками (полками), которые и задерживают капельки тяжелых фракций, стекающих затем обратно в куб. После достижения температуры 115° в куб через горловину 5 и маточник 2 подается острый водяной пар. Присутствие водяного пара облегчает испарение нефтепродуктов, понижая температуру испарения содержащихся в них углеводородов, а также предотвращает химическое разложение их при нагревании. Водяной пар, выходя из отверстий маточника, размещенного на дне куба, сильно перемешивает содержащуюся в нем смесь нефтепродуктов и тем предохраняет от местного перегрева сырье. Чтобы не было перебросов, применяют не насыщенный пар, а перегретый.-При отсутствии перегретого пара на паровой линии перед кубом устанавливают водоотделитель.
Перегонка бензина и керосина происходит практически при атмосферном давлении. Предохранительный клапан 9 регулируют на давление 0,2 кг/см2. «При повышении давления в кубе сверх этой величины клапан срабатывает, и давление в кубе падает. В куб через горловину 3 заливается периодически по 1000 кг отработанного промывочного керосина или бензина. Во время перегонки пары бензина из куба 5 (фиг. 108) поступают'в отбойник 8, затем через шлемовую трубу 9 в холодильник 10 погружного типа в виде железного ящика с водой. Холодильник работает по принципу прямотока; если вода поступает в него с температурой около 15°, то выходит нагретой примерно до 40°. В холодильнике 10 бензиновые пары конденсируются в жидкий бензин.
Контроль за процессом осуществляют при помощи смотрового фонаря 11, устанавливаемого между холодильником 10 и промежуточным баком 12. Скорость отгона бензина регулируют за счет количества подаваемого в куб пара, подачу которого к концу процесса выкипания тяжелых фракций увеличивают на 10—15%, считая на полученный бензин. Качество бензина контролируют по удельному весу.
Пройдя холодильник 10 и смотровой фонарь 11, бензин поступает в бак 13. Отстоявшаяся от него вода сливается в канализацию. Полученный таким образом регенерированный бензин или керосин поступает в приемники чистого бензина 13 или керосина 14, оборудованные указателями уровня. В крышку приемника врезается дыхательная труба с огнепреградителем 15 из сетки Деви для вывода несконденсировавшихся легких газов.
При регенерации отработанного авиабензина Б-70 поддерживают температуру отгона 140°, для автобензина 165°. Бензин, полученный путем регенерации, поступает снова на промывочные работы, но может применяться как горючее. В обоих случаях следует периодически проверять качество бензина лабораторным анализом.
Для отгона керосина поддерживают температуру 200—275°, а температуру электропечи 750°. Подачу пара при регенерации керосина увеличивают на 25%, считая на полученный керосин.
Полученная после конденсации и охлаждения смесь керосина и воды поступает в баки 14 для отстоя воды. Керосин после анализа передается в производство для использования по прямому назначению. Фракцию, выкипающую в пределах 180—200°, отбирают в отдельный промежуточный бак 12 и используют как топливо. За счет этого обеспечивают четкое разделение бензина и керосина. Наличие до 1,5% тяжелого остатка в бензине является допустимым.
После перегонки из куба всего отработанного керосина выключают электропечь и перекрывают подачу пара из маточника 7. Остаток после охлаждения в холодильнике 16 поступает в бак 17, откуда по трубе 18 может подаваться на дальнейшую регенерацию или использоваться по усмотрению предприятия.

Силы действия потока на стенки канала.

Саша — Sat, 24 Feb 2018 16:46:10 GMT

Силы действия потока на стенки канала

Определим силу, с которой поток действует на стенки неподвижного канала на участке между сечениями 1—1 и 2—2 (рис. 1.113). Движение жидкости принимаем установившимся.

Рис. 1.113. Схема для определения силы давления потока на стенки неподвижного канала
На жидкость, находящуюся на участке потока, действуют следующие внешние силы: 1<\ — сила давления в сечении 1—1\ — сила давления в сечении 2—2; G — вес жидкости; R — сила, с которой стенка канала действует на жидкость. Последняя является равнодействующей сил давления и трения, действующих на жидкость по поверхности стенки канала.
жидкость действует на стенку, и направлена в обратную сторону: N — — R. Тогда Результирующая внешних сил, действующих на жидкость,

Вследствие равенства сил действия и противодействия сила R, с которой стенка действует на жидкость, равна силе N, с которой где р1 и рг — давления в центрах тяжести входного и выходного сечений; Sx и 5, - площади входного и выходного сечений потока.

Рис. 1.114. Схема для определения нагрузки на болты фланцевого соединения
Нагрузка на стенки канала определяется разностью давлений жидкости на внутреннюю поверхность стенки и атмосферного давления на наружную поверхность. Поэтому силы Fx и F2 следует находить но избыточным давлениям и рг.
Например, пусть жидкость вытекает из резервуара через колено и присоединенный к нему насадок (рис. 1.114, а). Определим силы, нагружающие болтовые группы фланцевого соединения А. Вес колена и насадка учитывать не будем.
Для решения задачи сечением 1—1, проведенным через фланцевое соединение А, отрежем колено и насадок (рис. 1.114, б). Рассмотрим их равновесие. На отрезанные колено и насадок действуют силы iVp растягивающая и iVcp срезающая болты, и сила, с которой поток действует на стенки колена и насадка. Согласно уравнению (1.171), последняя складывается из силы давления Fx = pw^Si в сечении 1—1, веса G жидкости в колене и насадке, динамических реакций Nnmn = QmVi — Q pVi потока в сечении 1—1 и NRnn2 = — Qmv2 — Q Pv2 в выходном сечении 2—2 насадка (здесь р1Нэе, Si и vx — соответственно избыточное давление, площадь сечения
и скорость жидкости и сечении 1—1; v2 — скорость жидкости на выходе из насадка). Сила давления в сечении 2—2 F2 — 0.
Спроектировав все силы на горизонтальное и вертикальное направления, получим

Определим силу действия потока на стенки движущегося канала. В этом случае движение жидкости является сложным, ее частицы движутся, во-первых, относительно канала, во-вторых, они вместе с каналом совершают переносное движение. Относительное движение жидкости принимаем установившимся.
Для решения поставленной задачи необходимо применить уравнение (1.67) количества движения к относительному движению жидкости. На жидкость, находящуюся в относительном движении, кроме сил Fx и F2 давления во входном и выходном сечениях, силы R реакции стенок канала и веса G, действуют переносная сила инерции Uпер и кориолисова сила инерции Е/кор. Из уравнения количества движения получим, что сила действия потока на стенку движущегося канала

Методы регенерации отработанных масел.

Саша — Fri, 02 Feb 2018 14:04:19 GMT

МЕТОДЫ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ МАСЕЛ

Существующие методы регенерации отработанных масел можно разделить на следующие: физические — отстой, фильтрация, сепарация, промывка водой, отгон горючего; физико-химические — коагуляция, адсорбция, перколяция; химические — серно-кислотная и щелочная очистка, и комбинированные.

Фиг. 104. Отстойник с паровым подогревом:
1 — ход пара; 2 — выход пара; 3 — сетка воронки; 4 — корпус; 5 — крышка; 6 — змеевик; 7 — трубка воронки с отверстиями; 8 — слив отстоявшегося масла; 9 — коническое дно; 10 — спуск отстоявшихся примесей.

Кратко охарактеризуем каждый из них.
Отстой — наиболее простой и дешевый метод регенерации, применяется для отстаивания механических примесей и воды. С отстоя должен начинаться любой другой метод регенерации, так как он ускоряет, упрощает и удешевляет дальнейшую очистку масла.
Время отстоя зависит от сорта масла, степени его загрязненности, скорости нагрева и может колебаться от 3—4 час. до нескольких суток. Для ускорения отстаивания отстойники рекомендуется делать с коническим дном, а масло подогревать до 80—90° с помощью электроподогрева или посредством пропускания пара или горячей воды через змеевики, погруженные в масло.
Типичная конструкция бака-отстойника с паровым подогревом приведена на фиг. 104. При снятой крышке 5 отработанное масло заливается в отстойник, где проходит через воронку с сеткой 3 и через отверстия трубки 7 выливается во внутреннее пространство корпуса 4 отстойника с коническим дном 9, где и выдерживается с целью отстоя. Для подогрева масла в змеевик 6 подается пар, для входа й выхода которого служат соответственно патрубки 1 и 2. Отстоявшееся масло сливается через отверстие 8, а отстоявшиеся примеси периодически спускаются через нижнее отверстие 10 с пробкой.
Необходимо учитывать, что отстаиванием нельзя полностью удалить очень мелкие механические примеси и всю воду. Последние удаляются фильтрацией и сепарацией.
Фильтрация —процесс отделения механических примесей из масла при прохождении его через поры или щели фильтрующего материала: ткани и полотно (бельтинг), фильтровальную бумагу, металлические сетки, фетр, отбеливающую землю и др. Тонкость фильтрации определяется размерами пор фильтрующего материала или ячеек фильтровальной сетки.

Фиг. 105. Фильтр «Лилипут»:
1 — отстойник; 2 — каркас; 3 — регулировочный вентиль; 4 — перепускная трубка; 5, 8 — краны для спуска отстоя; 6 — фильтр; 7—кран для выпуска фильтрованного масла.

Фильтрация может производиться самотеком, под напором собственного столба масла или под давлением от насоса, сжатого воздуха через фильтр-прессы или при разрежении через вакуум-фильтр. Широко применяются щелевые металлические (дисковые) и бумажные патронные фильтры (суперфильтры).
Процесс фильтраций — один из самых распространенных и важных, он включается во все маслорегенерационные установки, а также в циркуляционные маслосистемы.
Наибольшее распространение получили фильтры «Лилипут» (фиг. 105), применяемые при фильтрации отработанных индустриальных масел. Масло в них нагревается до 70—80° посредством парового змеевика и продавливается снизу вверх через два слоя бельтинга или сукна, примеси оседают на дно. Фильтрация происходит за счет гидростатического давления отработанного масла, заливаемого в верхний бак 1, соединенный с нижним баком-фильтром 6 перепускной трубой 4, имеющей регулировочный вентиль 3. Баки специальными упорами крепятся на жестком каркасе 2. Краны 5 и 8 служат для спуска отстоя, а фильтрованное масло выдается через кран 7.
Пропускная способность фильтра 5—6 кг масла в час, очистка его производится до 2 раз в смену.
В различных конструкциях рамных фильтр-прессов масло фильтруется, проходя через фильтровальную бумагу и бельтинг каждой из секций. Для фильтрации применяются также выпускаемые отечественными заводами цеховые фильтры с механическим приводом, передвижные цеховые фильтры ПЦФ и ЦМ-1, термосифонные фильтры и адсорберы, центробежные маслоочистители, реактивные центрифуги, многочисленные конструкции станочных фильтров и другие.
Сепарация производится в сепараторах — центрифугах, где механические частицы, шлам и вода, имеющие больший удельный вес, при быстром вращении под действием центробежных сил отбрасываются от центра к периферии сепаратора и таким образом отделяются от основной массы масла. Чем крупнее частицы, тем легче они сепарируются. Мелкие частицы лучше отделяются, если масло будет иметь малую вязкость. Поэтому для улучшения сепарации масло подогревается до 60—70°.
На фиг. 106 приведен общий вид распространенной маслоочистительной машины (сепаратора) НСМ-3 производительностью 1500 л/час. Она может применяться для сепарации масел непосредственно из баков станков и особенно турбин и трансформаторов. Отработанное масло из отстойника или бака станка проходит через фильтр 2 и шестеренчатым насосом 3 подается через электроподогреватель 4 по трубопроводу 5—6 в рабочий барабан 13, где механические примеси, шлам и вода отделяются и очищенное масло, выходя из барабана по трубе 8, насосом 16 через трубопровод 17 возвращается в бак станка.
Для сепарации масел также применяются другие сепараторы, сверхцентрифуги, магнитные сепараторы, вакуумные и другие установки.
Центрифугирование применяется также для извлечения и очистки охлаждающего масла (сульфофрезола) от металлической стружки.
Промывка водой применяется для удаления из масел водорастворимых продуктов окисления. Горячим конденсатом в сочетании с сепарацией очищаются турбинные и трансформаторные масла. Моторные масла промываются водой с целью удаления из них твердых частиц. Промывка часто совмещается с сепарацией и производится на сепараторах типа Лаваля.
Отгон горючего - бензина, керосина и др. из отработанного масла основан на том, что температура кипения горючего значительно ниже температуры кипения масла, в результате чего при нагревании вначале испаряется и отделяется горючее. Отгон горючего производится при нагреве в трубчатых печах с однократным испарением, в испарителях или постепенным испарением в кубовых установках. Для снижения температуры нагрева масла применяют вакуум или вводят пар.

Фиг. 106. Общий вид центробежной маслоочистительной машины НСМ-3:
1 — вход загрязненного масла; 2 — фильтр; 3 — насос; 4 — электронагреватель; 5 — выход масла из подогревателя;. 6 — вход масла в рабочий барабан; 7 — слив масла при переполнении; 8— выход очищенного масла из барабана; 9 — смотровое окно; 10 — термометр; 11, 12 — пробный краники;. 13 — рабочий барабан; 14 — слив отходов сепарации; 15 — электромотор; 16 — насос; 17—выход чистого сепарированного масла.

Коагуляция — это метод очистки путем осаждения продуктов окисления — смолистых и асфальтовых веществ, находящихся в масле в виде коллоидных растворов. С этой целью к маслу добавляют необходимое, количество жидкого стекла или хлористого цинка или других растворов — электролитов, осаждающих эти примеси, которые затем удаляются из масла вместе с шламом. Применяемое для этих целей жидкое стекло должно иметь плотность 1,3 и добавляется к маслу в количестве от 2 до 5% в зависимости от загрязненности масла и размеров частиц примесей.
Очистка отбеливающими землями —адсорбция— основана на том, что некоторые поверхностноактивные и пористые материалы (отбеливающие земли, коалины, активированный уголь и др.) способны осаждать на своей Поверхности и в порах асфальтово-смолистые, кислотные и другие продукты, старения, содержащиеся в отработанном масле. Подлежащее очистке масло нагревают до 150—170°, перемешивают с прокаленным адсорбентом в контактных мешалках и затем, пропуская через фильтр-пресс, задерживающий частицы земли, получают чистое масло. Чем мельче частицы адсорбента, тем выше его активность, поглощающая способность. Хорошими адсорбционными свойствами обладают зикеевская земля, гумбрин, опоки, бентониты, алюмогель, асбестовая и цементная пыль, котельный шлак и.многие другие местные материалы.
Если масло пропускают через слой адсорбента, например силикагеля, имеющего вид зерен с размерами частиц 0,5 мм и выше, то такой способ фильтрации называется перколяционным и применяется в основном для очистки трансформаторных и турбинных масел. Силикагель является дефицитным и дорогостоящим продуктом, поэтому его целесообразно регенерировать и многократно использовать. Регенерация силикагеля производится путем прокаливания и выжигания примесей на противнях над открытым огнем. Но более эффективная и качественная регенерация получается путем обжига силикагеля при продувке через него нагретого до 280—380° воздуха.
Сернокислотная очистка применяется обычно для специальных масел, в которых произошли глубокие химические изменения. К залитому в специальные мешалки маслу при нагреве до 30—50° в несколько приемов добавляют от 0,5 до 2— 6% от его веса крепкой 93—96%-ной (с удельным весом 1,84) серной кислоты. При этом асфальтово-смолистые и другие вредные вещества превращаются в тяжелый кислый гудрон, который оседает на дно мешалки и удаляется. Излишек кислоты может вызвать переочистку и потерю смазочных свойств масла. Во избежание растворения гудрона процесс перемешивания с кислотой ведется не более 20—45 мин. и при температуре не выше 50°. Остатки гудрона и кислоты удаляются из масла посредством обработки его отбеливающей землей или щелочью. При так называемой сухой нейтрализации кислое масло контактируется с 5% отбеливающей земли с добавкой 1—2% извести «пушонки» или кальцинированной соды.
Щелочная очистка используется с целью удаления из масел органических кислот, свободной серной кислоты, оставшейся от сернокислотной очистки, и других соединений.
В масляные мешалки при нагреве от 40 до 90°, в зависимости от качества масла и крепости щелочного раствора, добавляется водный раствор щелочи крепостью 3—6 градусов Боме, в котором растворяются образующиеся при этом соли. Этот раствор щелочи после отстоя в течение 2,5—3 час. удаляется, а оставшиеся в масле соли вымываются горячей водой, после чего производится продувка масла воздухом, подогретым до 90—100°. Так как щелочи могут вызывать эмульсирование масла, то на практике щелочную очистку применяют обычно в комбинации с кислотной или земельной очисткой.
Так как одним каким-либо методом регенерации нельзя осуществить полную очистку масла от всех вредных примесей, то на практике применяют комбинацию из нескольких методов.
Метод регенерации выбирается в зависимости от сорта, количества и качества отработанного масла, характера содержащихся в нем примесей, степени загрязненности и целевого назначения его после регенерации, а также с учетом имеющейся регенерационной аппаратуры и экономической целесообразности. В табл. 25 приведены рекомендуемые методы регенерации по группам масел.

Регенерационная установка ВИМЭ-2 является типичной и широко применяемой на заводах, на ней производится отгон горючего и воды, контактирование и фильтрация. Отработанное масло из бака-отстойника, который на схеме не показан (фиг. 107), скальчатым насосом 1 через сетчатый фильтр 2 подается в сырьевой бачок 3, где подогревается проходящими по змеевику 4 парами отгоняемого горючего и воды. Из бачка 3 масло, проходя через находящийся в мешалке 5 змеевик, нагревается стекающим из испарителя 7 горячим маслом и поступает далее в электропечь 6, где окончательно нагревается до требуемой температуры: индустриальные масла 120—165°, автолы 300—325°, авиамасла 200—225°. Из печи горячее масло поступает в испаритель 7, где отделяются пары горючего и воды, откачиваемые вакуум-насосом 13, через грязеуловитель 8 и змеевик 4 в керосиносборник 9. Масло же из испарителя стекает в мешалку 5, в которой смешивается с отбеливающей землей, поступающей из бункера 10 в количестве 5—7% к маслу, и второй секцией скальчатого насоса 11 прокачивается через фильтр-пресс 12 к кранам 14, отсюда сливается в емкость для хранения или выдается потребителям для повторного использования.
Производительность установки в зависимости от сорта и степени загрязненности масла от 10 до 30 кг/час и более.
Установка может быть переоборудована на огневой подогрев по типу установки РМ-30 или на подогрев током напряжением 24 в, пропускаемым непосредственно через нагревательные трубки электропечи; этим мероприятием на Уралмашзаводе увеличена производительность установки ВИМЭ-2 при регенерации индустриальных масел в два раза.
В настоящее время выпускается и модернизированная регенерационная установка ВИМЭ-3, рассчитанная в основном для регенерации дизельных масел, разбавленных тяжелым топливом. Эта установка может быть использована также для регенерации отработанных автолов и индустриальных масел.

Фиг. 107. Схема маслорегенерационной установки ВИМЭ-2:
1 — скальчатый насос; 3 — сетчатый фильтр; 3 — сырьевой бачок; 4 — змеевик; 5 — контактная мешалка; 6—электропечь; 7—испаритель; 3—грязеуловитель; 9 — керасиносборник; 10 — бункер с отбеливающей землей; 11—скальчатый насос; 12— фильтр-пресс; 13 — вакуум-насос; 14 — краники фильтр-пресса .

В настоящее время Всесоюзной конторой по регенерации отработанных масел «Реготмас» и другими организациями разработаны и отечественными заводами выпускаются различные типы регенерационных установок, рассчитанных на регенерацию различных сортов масел. Установки рассчитаны на электрический, паровой или огневой подогрев и имеют разную производительность.
Выбор установок для регенерации масел по их техническим характеристикам и краткому описанию технологических процессов можно производить по каталогу или справочнику.
Регенерационные станции обеспечивают наилучшую экономичность и получение высококачественных регенерированных масел и должны быть оборудованы на каждом предприятии, крупном и среднем. Ее размеры и устройство определяются количеством и сортностью отработанных масел. Станция должна иметь устройства для слива масел, резервуары для их хранения, соответствующую регенерационную установку и прочее оборудование. Крупные регенерационные станции имеют отдельные помещения для приема и отстоя отработанного масла, регенерационное отделение, помещение для отпуска готовой продукции и лабораторию. Все помещения, оборудование, трубопроводы, арматура и коммуникации регенерационных станций должны отвечать санитарно-техническим нормам, требованиям техники безопасности и государственного пожарного надзора.
В отдельных экономических административных районах целесообразно оборудовать централизованные (кустовые) регенерационные станции, рассчитанные на обслуживание группы смежных предприятий данного района.

КИП. Виды измерений. Погрешность измерения. Класс точности прибора.

Саша — Sat, 27 Jan 2018 09:31:08 GMT

Виды измерений. Погрешность измерения. Класс точности прибора

В ходе работы котельных агрегатов требуется проводить постоянные измерения таких показателей процесса, как температура, давление, расход теплоносителей, уровень воды в барабане, состав газов и т.д.
Точность измерения данных физических величин не может быть абсолютной из-за несовершенства измерительных приборов, методов измерений. Точность измерений зависит и от индивидуальных свойств исполнительного органа, а также от ряда случайных причин. Численные значения ошибок, возникающих при этом, называются погрешностью измерения. Рассмотрим отдельные ее составляющие.
Абсолютная погрешность — разность показаний прибора и действительного значения измеряемой величины.
Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины. Относительная погрешность выражается в процентах.
Погрешность измерения, зависящая от свойств и состояния измерительного прибора при нормальных условиях его работы, называется основной (инструментальной) погрешностью, а все остальные погрешности являются дополнительными.
Любой, даже новый, прибор обладает основной погрешностью измерения, величина которой зависит от его назначения, устройства и качества изготовления. С течением времени основная погрешность прибора обычно возрастает за счет наложения действия остаточных деформаций пружин, износа трущихся частей, загрязнения или повреждения измерительного механизма и т.д. Вследствие этих причин требуется периодически контролировать работу прибора и при необходимости ремонтировать его.
Дополнительные погрешности возникают из-за неправильной установки приборов, влияния вибраций, температуры, влажности и т.д.
Для всех приборов в зависимости от их назначения, качества и предела измерения нормами устанавливаются допустимые основные погрешности, которые характеризуют наибольшее возможное (предельное) отклонение показаний прибора от действительного значения в обе стороны (увеличения и уменьшения).
Если при проверке прибора основная погрешность в любой точке его шкалы или в рабочей ее части не превышает допустимой, то прибор признается годным к применению. В противном случае он должен быть подвергнут ремонту или переградуировке.
Приведенная основная погрешность прибора П, определяемая в зависимости от абсолютной основной погрешности А, выражается в процентах диапазона шкалы

где Ав и Ан — соответственно верхнее и нижнее предельные значения шкалы прибора.
По величине приведенной основной погрешности приборы разделяются на классы точности, условное обозначение которых соответствует величине приведенной основной погрешности. Так, приборы, приведенные основные погрешности которых равны, например, ±0,6 и ± 1,6 %, относят к классу точности соответственно 0,6 и 1,6.
Согласно существующим нормам теплотехнические измерительные приборы делятся на следующие классы точности: 0,06; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5 и 4. Класс точности обычно указывается на циферблате прибора.

Огнеупорные и теплоизоляционные, прокладочные и набивочные материалы

Саша — Sat, 27 Jan 2018 09:19:54 GMT

Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Для облицовки (обмуровки) котельных агрегатов применяются кирпич красный, разные огнеупорные и теплоизоляционные материалы.
Кирпич красный изготовляется из смеси каолиновой глины (А1203) И песка (Si02) путем обжига заготовок при высокой температуре. Красный кирпич применяется для кладки фундаментов, боровов, наружных стен обмуровки, сводов и других элементов, подвергающихся действию температуры не выше 700 °С.
К огнеупорным материалам, используемым для кладки в котлах, относятся шамотный кирпич, высокоглиноземистые и хромитовые огнеупоры, огнеупорный шамотобетон. К основным контролируемым свойствам огнеупоров относят: огнеупорность, термическую стойкость, шлакоустойчивость, а также плотность структуры, газопроницаемость, теплопроводность.
Огнеупорность характеризуется температурой размягчения, при которой происходит деформация образца без нагрузки, а также температурой начала деформации при нагрузке, создающей напряжение сжатию 0,2 Н/мм2 (2 кг/см2).
Термическая стойкость определяется изменением механической прочности огнеупора при температурных напряжениях, возникающих при сменах нагрева и охлаждения.
Шлакоустойчивость характеризуется потерей массы огнеупора под действием высокотемпературной газовой среды и шлака.
Шамотный кирпич и шамотные изделия получили наибольшее применение в качестве огнеупорного материала для котельных агрегатов. Они применяются для футеровки топочной камеры и газоходов в местах действия высоких (до 1 400 °С) температур.
Шамотный кирпич изготовляется из огнеупорной глины, состоящей из 50...65 % кремнезема (Si02), 30...45% глинозема (А1203), при суммарном содержании до 5 % извести (СаО), магнезии (MgO) и диоксида титана (ТЮ2).
Высокоглиноземистые огнеупоры изготовляются из высокоглиноземистого сырья на глинистой связке; при обжиге в топке происходит спекание материала. В зависимости от вида изделия содержание А1203 может составлять 45... 75 %. Соответственно содержанию А1203 огнеупорность материала изменяется в пределах 1 750... 2 ООО °С. Высокоглиноземистые материалы обладают высокой термостойкостью, шлакоустойчивостью и высокой сопротивляемостью деформации под нагрузкой. Этот вид огнеупоров широко применяется в качестве защитных обмазок футеровки топок для уменьшения их износа.
Огнеупорный шамотобетон используют для изготовления огнеупорных плит обмуровки стен, а также подвесных сводов.
Изоляционные термостойкие материалы отличаются малыми плотностью и теплопроводностью. К числу таких материалов относятся кирпич диатомитовый — применяется для изоляции горячих частей котельного агрегата, работающих при температурах до 900 °С.
Для изоляции горячих поверхностей трубопроводов, арматуры, газовоздухопроводов, аппаратуры и т.п. применяются легковесные изоляционные материалы: асбест, асбослюда, пенодиатомит, диатомитовый кирпич, стекло и шлаковата, совелит и др. Асбест применяется в виде асбестового волокна, асбестового листа или шнура и используется при рабочих температурах до 500 °С.

Прокладочные и набивочные материалы

Прокладочные материалы применяют при монтаже арматуры для уплотнения фланцевых соединений. В качестве прокладочных материалов используют асбест, резину техническую листовую, па- ранит, картон прокладочный.
Асбест применяют в местах соединения секций чугунных котлов для уплотнения ниппелей, взрывных предохранительных клапанов, сальников арматуры и др.
Резина техническая листовая используется для изготовления прокладок между фланцами водопровода, газопровода, между секциями радиаторов.
Паранит — прокладочный материал на основе асбеста, резины и наполнителей, используется в виде листов толщиной 0,4...6 мм, выдерживает давление до 5 МПа (50 кгс/см2) и температуру до 450 °С. Его используют для уплотнения фланцевых соединений паропроводов, водопроводов горячей воды и газопроводов среднего и высокого давления.
Картон прокладочный применяют для прокладок на водопроводах холодной воды. Перед установкой между фланцами прокладки смачивают водой и проваривают в масле.
Набивочные материалы — различные сальниковые набивки и мастики, которые служат для предотвращения выхода пара или жидкости через зазоры сальников.
Сальниковые материалы должны иметь низкий коэффициент трения, высокую устойчивость против износа при высоких темпе¬ратурах. Сальниковые набивки выполняются в виде плетеного шнура из хлопчатобумажной, льняной или конопляной пряжи, а также асбестового шнура, пропитанных антифрикционной мастикой.

Металлы и сплавы для изготовления и ремонта котлов.

Саша — Sat, 06 Jan 2018 13:11:00 GMT

Металлы и сплавы
Главными конструкционными материалами, используемыми в котельной технике, являются металлы благодаря таким их свойствам, как прочность, жаростойкость и жаропрочность, коррозионная стойкость, а также свойствам коваться, вытягиваться в нить и провод, свариваться, хорошо проводить теплоту и электрический ток. Чистые металлы в технике почти не используются. Большая часть металлов используется в виде сплавов, в основном сплавов железа с углеродом и другими химическими элементами. Для теплоэнергетики важны такие свойства сплавов, как жаростойкость (при взаимодействии с воздухом или другой газовой окислительной средой — жароупорность или окалиностойкость, т.е. свойство противостоять при высоких температурах химическому воздействию, например, окислению) и жаропрочность (способность выдерживать механические нагрузки при высоких температурах без разрушения).
Сплавы на основе железа образуют группу черных металлов, из которых наиболее распространенными являются сталь и чугун. Сталь — это сплав железа с углеродом при содержании последнего менее 2 %. По химическому составу различают два класса сталей — углеродистые (нелегированные) и легированные. По назначению выделяют группы сталей: топочная, котельная, рельсовая, конструкционная, инструментальная и др. Стали классифицируют: по качеству (обыкновенного качества, качественные и высококачественные) в зависимости от вредных примесей; по характеру раскисления (сп. — спокойные, кп. — кипящие, пс. — полуспокойные); по способу производства (в начале марки К — конвертерная, М — мартеновская, Э — электросталь и др.) и т.д. Например, обозначение марок углеродистых сталей обыкновенного качества мартеновского производства — МСтІ, МСт2 и т.д. Качественные углеродистые конструкционные стали обозначаются цифрами — стали 05, 08, Ю, 15, 20 и т.д. до 85, что соответствует среднему содержанию углерода в сотых долях процента. Качественные углеродистые котельные стали имеют аналогичные обозначения и отличаются добавлением буквы К после цифр (например, стали 10К, 15К, 20К и т.д.). В сталях марок 15К, 20К, 25К, 10 и 20, применяемых для изготовления барабанов котлов, труб поверхностей нагрева и трубопроводов для воды и пара при давлении до 6 МПа и температуре металла труб менее 500 °С, в зависимости от назначения может содержаться 0,08...0,16% С, 0,35...0,8% Мп, 0,15...0,37% Si, не более 0,09% S и Р (в сумме).
Марки легированных сталей обозначаются буквами, соответствующими легирующим элементам, содержание которых в стали более 1 % указывается цифрами, стоящими после букв. В роли легирующих элементов используют, например, молибден (М), никель (Н), ванадий (Ф), вольфрам (В), алюминий (Ю), марганец (Г), ниобий (Б), бор (Р), хром (X), титан (Т), кремний (С) и др.
Например, в числе низколегированных сталей — молибденовые и хромомолибденовые стали (в последних содержится 0,5 % Мо и 1 % Сг). Повышение жаропрочности стали достигается увеличением содержания хрома. Например, хромомолибденокремнистые стали могут быть использованы до рабочей температуры 580 °С.
Для деталей, работающих под нагрузкой при температуре 800... 1 000°С, применяются хромоникелевые аустенитные стали. Легированные стали применяются для изготовления барабанов, труб поверхностей нагрева и паропроводов котлов высокого давления при температурах металла 475...570°С (марки 16М, 12МХ, 12МХФ, 15ХМ, 12X1МФ).
Из легированных аустенитных сталей изготовляются трубы последних ступеней и коллекторов пароперегревателей, работающие в наиболее тяжелых условиях.
Сплавы железа, содержащие 2...6% С (обычно 3...4%), называются чугунами. Кроме углерода в чугуне содержится некоторое количество кремния, марганца, серы, фосфора и др. В зависимости от структуры чугун бывает серый, белый и половинчатый. В сером чугуне почти весь углерод находится в структурно-свободном состоянии в виде пластинчатого графита (чугун имеет излом серого цвета). В белом чугуне углерод химически связан в цементите Fe3C (излом чугуна матово-белого цвета). В половинчатом чугуне углерод находится частично в свободном состоянии в виде графита, а частично в виде цементита. При отжиге белого чугуна из цементита образуется хлопьевидный графит, благодаря которому чугун приобретает свойства высоких прочности и пластичности. Такой чугун называют ковким. В зависимости от физико-химических и специальных свойств чугун бывает жаростойким (жароупорным), высокопрочным, жаропрочным и др.
Для котельного литья используют чугуны, содержащие 2... 2,5% Si, 0,6... 1,0% Мп, 0,2% Р, 0,06% S. Жаростойкие чугуны содержат 1,6...2,4% С, 5... 10% Si, 0,5...0,7% Р, до 0,1 % S. Они используются для изготовления деталей, работающих при температурах до 850...930°С.
Из чугуна изготовляют лазы, люки, клапаны, гляделки, водяные экономайзеры, воздушные подогреватели, запорную и регулирующую арматуру и т.д.
Цветные металлы используются для изготовления деталей арматуры и в системах автоматики. Наибольшее распространение из цветных металлов получили:
• алюминий — электрические провода, детали автоматики;
• медь — электрические провода, импульсные линии датчиков автоматики;
• бронза (сплав меди с оловом, алюминием, свинцом, кремнием, бериллием) — детали арматуры;
• латунь (сплав меди с цинком с добавками алюминия, марганца, олова, свинца и т.д.) — детали арматуры, импульсные линии датчиков и т.д.