17.10. Эксплуатация анализаторов состава жидкостей и их вспомогательных устройств

Анализаторы состава жидкостей в: большей мере, чем другие первичные приборы, требуют правильного выбо­ра точек отбора проб, жесткого соблю­дения условий транспортировки и под­готовки пробы, квалифицированного и своевременного проведения техничес­кого обслуживания, предусмотренного документацией на анализаторы и вспо­могательные устройства.

У рассмотренных выше анализатор ров жидкостей при соответствующих параметрах среды по температуре и давлению первичные преобразователи могут вводиться непосредственно в технологические объекты. К их числу относятся магистральные и погружные преобразователи кондуктометров, рН-метров. Хотя при этом отсутствуют по­мехи, вызванные транспортировкой и подготовкой пробы, тем не менее и в этом случае возможно получение не­представительных результатов изме­рения. Они вызываются неоднородно­стью состава жидкости по высоте ре­зервуара или сечению трубопровода. Последнее более вероятно при лами­нарном течении потока, чем при тур­булентном. Наличие температурного градиента по длине и высоте резервуа­ра, размещение преобразователей вблизи точек ввода потоков также может быть причиной отклонений по- • казаний от действительных значений измеряемых величин. Все сказанное выше распространяется на правила установки отборных устройств, с по­мощью которых анализируемая жид­кость выводится из трубопровода или резервуара. Поскольку параметры и ,. состав отбираемых жидкостей могут быть самыми разнообразными, набор существующих вспомогательных уст­ройств обеспечивает снижение темпе­ратуры и давления, очистку пробы от механических и мешающих примесей, создание постоянного расхода.

Отборные устройства. Для отбора пробы гомогенной среды, движущейся в трубопроводе, используется трубча­тый зонд, схема которого для отбора пробы перегретого пара представлена на рис. 17.21. Трубка со скосом 45° на•встречу потоку имеет глубину погру-•жения до 20 мм. С увеличением глу-•бины погружения растут механичес­кие усилия, действующие со стороны (потока на зонд.

При необходимости усреднения про-ы по сечению трубопровода исполь-|зуются щелевые зонды (рис. 17.22). |0тбор осуществляется с помощью от-|верстий в трубке, их общее сечение со­ставляет половину сечения трубки зон-|да. Для отбора представительной про-|бы скорости движения среды в зонде |и в трубопроводе должны совпадать. |При анализе состава насыщенного па-|ра отбор необходимо проводить в та-|ком сечении трубок, где не проявляется эффекта сепарации влаги стенками. Это требование объясняется тем, что концентрации примесей в паровой и жидкой фазах различны и требуется производить отбор усредненной пробы. В качестве таких сечений выбираются трубопроводы на выходе барабанов котлов, сепараторов или сечения с вы­сокими скоростями движения пара, где эффект сепарации влаги стенками не наблюдается. Для получения искус­ственной высокой скорости движения пара в месте расположения зонда ис­пользуются трубы Вентури. Зонд ус­танавливается после суженной части трубы, где влажность пара выравни­вается по сечению в результате отры­ва пленки влаги от стенок трубопрово­да и дробления капель. Скорость про­бы в зондах для насыщенного пара также должна совпадать со скоростью движения пара в трубопроводе.

Схема трубчатого зонда.

Схема щелевого зонда.

Для первоначального отделения от анализируемой жидкости механических примесей используются сетчатые фильт­ры, окружающие отборную трубку. Для периодической очистки сетки предусматривается возможность про­пуска через нее встречно направлен­ного потока. Линии, через которые проба из отборного устройства посту­пает на вспомогательные устройства и анализатор, не должны иметь гори­зонтальных участков, чтобы в них не собирался шлам, газы. Минимальный угол наклона трубок в сторону проду­вочного вентиля или отстойника дол­жен быть не менее 10°. Материал линий определяется составом анализи­руемого вещества. Так, протекание процессов коррозии в линиях может уменьшить концентрацию кислорода в пробе по сравнению с исходной водой. В подобных случаях линии выполня­ют из коррозионно-стойких материа­лов. Для линий анализаторов жидкос­тей в основном используются бесшов­ные жесткотянутые и холоднокатаные трубы из стали 10 или бесшовные из нержавеющей стали с наружным диа­метром 14—16 мм.

При анализе концентрации раство­ренных в воде или конденсате газов должна быть исключена возможность контакта пробы с атмосферой. Следу­ет учитывать также, что наличие по­следней может привести к погрешнос­тям в оценке рН и электропроводнос­ти за счет десорбции ССЬ и МНз в воздух.

Устройства подготовки пробы. Для снижения давления пробы используют наборы дроссельных шайб, трубки с малым внутренним диаметром — ла­минарные дроссели, регулировочные вентили. При анализе пара на содер­жание кремнекислоты холодильники должны размещаться перед дросселем, так как при снижении давления наб­людается выделение кремнекислоты и в анализаторы попадает обедненная проба. Таким образом, результаты анализа могут зависеть от взаимного расположения вспомогательных уст­ройств, что следует учитывать при их компоновке.

Для снижения температуры пробы используются змеевиковые противоточ-ные холодильники с расходом охлаж­дающей воды до 300 л/ч. В число уст­ройств подготовки пробы могут вхо­дить сепараторы для удаления растворенных газов и различного рода фильтры для удаления механических и мешающих примесей. Так, при изме­рении удельной электропроводности конденсата, содержащего растворен­ный аммиак и гидразин, использу­ют предвключенный Н-катионитовый фильтр. В кондуктометрических кисло-родомерах применяется предвключен­ный фильтр смешанного действия.

При отборе проб жидкостей или пара, находящихся под давлением, побудителей расхода не требуется, поскольку среды движутся самотеком и производится только стабилизация их расхода путем использования со­судов с перетоком, называемых на­порными.

В анализаторах жидкостей исполь­зуются разнообразные побудители рас­хода: диафрагменные, ротационные, перестальтические. Визуальный конт­роль за постоянством расхода обычно осуществляется ротаметрами.

В настоящее время имеют место два способа размещения анализаторов на технологических объектах. В одном случае анализаторы размещаются на минимальном расстоянии от точек от­бора проб, что обеспечивает малое запаздывание и снижение погрешнос­тей, обусловленных передачей пробы по длинным линиям. При этом прибо­ры находятся ,в разных точках техно­логических объектов, на них влияют меняющиеся внешние воздействия, их обслуживание более трудоемко.

В другом случае, учитывая слож­ность анализаторов и их высокие тре­бования к условиям и уровню эксплу­атации, приборы размещают в специ­альном помещении с регулируемым микроклиматом. При этом использу­ются проточные первичные преобразо­ватели и автоматизированные системы подготовки пробы. Это повышает на­дежность и качество работы приборов, упрощает их обслуживание, хотя первоначальные затраты на установку приборов возрастают.

На тепловых и атомных электриче­ских станциях для подготовки проб используются устройства УПП (рис. 17.23). Из пробоотборного зонда 1 анализируемая проба последовательно проходит следующие устройства: запорный вентиль 2, холодильник 3, ре- ; гулировочный вентиль 4, набор дрос сельных шайб 5, водяной холодильник • 6, электромагнитный клапан 7, бачок ; постоянного уровня 8. Температура в бачке измеряется контактным термо­метром, при достижении отметки 40 °С термоограничитель 9 сигнализирует о превышении температуры и закрыва­ет клапан 7, прекращая подачу пробы в анализатор. Комплект устройств обеспечивает подачу пробы до 25 л/ч температурой 35 °С и давлением 0,14 МПа.

Автоматический химический конт­роль теплоносителя первого контура АЭС с реакторами ВВЭР затруднен высоким уровнем радиоактивности, значительным количеством растворен­ного водорода и азота, высокой кон­центрацией борной кислоты. Отбор и подготовка проб для анализаторов химического контроля теплоносителя второго контура АЭС с реакторами ВВЭР не имеет особенностей по срав­нению с тепловыми станциями сверх­критического давления.

Отбор и подготовка пробы при хи­мическом контроле теплоносителя в реакторах РБМК производятся, как на тепловых электростанциях. Отли­чие состоит в том, что выпар из бачка постоянного уровня УПП направляет­ся в систему газовых едувок. Техниче­ское обслуживание и ремонт анализа­торов осуществляются в соответствии с действующими на АЭС правилами.

Лекция 13.

Измерение состава и свойств веществ. Анализ жидкостей и сыпучих веществ. (2 час)

Анализ воды на ТЭС и АЭС. Анализ жидкого топлива. Анализ твердого топлива. Определение содержания кислорода в воде. Определение жесткости воды. Измерение солесодержания в паре.

Лекция 14.

Автоматизированные системы контроля и управления сбором данных. (2 час)

Информационно-измерительная подсистема АСУ ТП. Функции информационно-измерительной подсистемы АСУ ТП и анализ качества их реализации. Принципы построения функциональных схем теплотехнического контроля. Измерительные системы теплотехнических исследований. Дистанционные системы передачи информации.