6.1.   Основные принципы монтажа. Присоединение к трубопроводу

Количество, тип арматуры и места установки приборов измерения и контроля давления должны выбираться разработ­чиком технологического проекта исходя из конкретных условий эксплуатации и требований правил [6-6, 6-7].

Типовая условная схема комплектации узла прибора измерения или контроля давления представлена на рис. 6.1. Такая комплектация является одной из наиболее полных и при­меняется в условиях высоких давлений и больших температур измеряемых сред. При несущественных значениях давления и температуры, а также при невысокой категории ответствен­ности технологического процесса инженерно-конструкторские разработчики отдельными составляющими комплектации могут пренебрегать.

Технологический объект 1 на рис. 6.1 рассматривается как место (точка), где необходимо произвести или производить измерение(я) давления. Наиболее типовыми объектами являются трубопроводы, коллекторы, сосуды, включая цистерны, и др.

Отбор пробы в промышленных условиях, в отличие от исследовательских режимов, когда определяют эпюры распре­деления динамического давления по сечению трубопровода, реализовывают от стенки трубопровода без ввода элементов отбора в поток.

Элемент подсоединения 2 (рис. 6.1) предназначен для под­ключения запорной арматуры или соединительной линии к тех­нологическому объекту. В качестве такого элемента применяют (в зависимости от параметров измеряемой среды) бобышки с соответствующими механическими и прочностными характери­стиками (см. раздел 5.3) или (при малых давлениях) специальные отборные устройства (см. ниже).

Запорная арматура 3 (рис. 6.1) предназначена для отключе­ния подводящих коммуникаций (отводов или импульсных линий) при необходимости их оперативного обслуживания или ремонта без останова технологического процесса, что можно наблюдать в условиях ответственных энергетических технологий. В качестве запорной арматуры, как правило, используют клапаны запорные игольчатые (КЗИ).

Соединительная линия 4 (рис. 6.1) обеспечивает соединение запорной арматуры 3 или непосредственно бобышки с сервисной арматурой 5 и, соответственно, с измерительным прибором 6. Мо­жет самостоятельно или в комплексе с дополнительными устрой­ствами снижать температуру измеряемой среды до номинальной.

В качестве соединительных линий могут использоваться различных конструкций отводы, импульсные трубки, соедини­тельные рукава. Отводы детально описаны в разделе 5.3.

Импульсные линии, называемые импульсными трубками, соединительными каналами и др., будут рассмотрены ниже.

Капиллярные отводы отличаются от импульсных линий меньшей длиной (обычно до 5 м), меньшим диаметром и воз­можностью ручной укладки и переукладки линии соединения прибора и вспомогательного устройства или коммуникации.

Сервисная арматура 5 (рис. 6.1) предназначена для выпол­нения следующих функций:

•    подключения прибора к соединительной линии;

•    отключения прибора от соединительной линии для ремонта или сервисного обслуживания без останова технологиче­ского процесса;

•    продувки импульсной линии;

•    проверки установки прибора на «О» или слива измеряемой среды из внутренней полости прибора перед его демонтажом;

•    периодической проверки показаний на контрольной точке;

•    периодической поверки.

Рекомендуемые способы монтажа бобышек на трубопро­воде показаны на рис. 6.2. Для газовых сред бобышку рекомен­дуется монтировать на верхней образующей трубопровода. При работе с жидкими потоками, когда могут иметь место газовые включения, бобышку устанавливают на боковой поверхности трубопровода или под наклоном. С целью исключения засоре­ния отборных отверстий, скопления различного рода включений нежелательно монтировать бобышку на нижней образующей трубопровода.

Рис. 6.2. Способы установки бобышек на трубопроводе.

а — на вертикальной образующей; б — горизонтальной стенке; в — отвод под наклоном. 

1 — трубопровод; 2 — бобышка.

Бобышка 2 при различных вариантах изготовления при­варивается к трубопроводу 1 без непосредственного ввода этого устройства в отборное отверстие. Причём при изготовлении в трубопроводе отверстия электро- или газосваркой необходимо избегать наплывов и окалин, а при изготовлении отверстия свер­лением — заусенцев на внутренней поверхности трубопровода.

Для давлений до 20 МПа и температуры 450°С бобышки изготовляются по типовым чертежам. Для сред более высоких параметров они проектируются индивидуально. Рекомендуемый внутренний диаметр бобышек, сифонных отводов, импульсных линий для жидкостей, паров составляет 6-15 мм, но для иных сред это значение может существенно изменяться (см. разделы 6.1 и 6.2). Основным требованием является исключение по­явления эффекта «дросселя», когда при изменениях величины давления измеряемой среды происходит запаздывание импульса давления, поступающего из импульсной линии. Отверстие мало­го диаметра зачастую приводит к загрязнению пробоотборников и, соответственно, к засорению всей линии.

Отбор давления и, соответственно, монтаж бобышек реко­мендуется осуществлять на прямолинейном участке технологи­ческого трубопровода на максимальном расстоянии от запорных и регулирующих устройств, поворотов, тройников, фланцев и других гидравлических сопротивлений.

Допускается при невысоких давлениях, нормальных тем­пературах и несущественных технологических требованиях исключать бобышку, а приварку отвода или импульсной линии производить непосредственно к трубопроводу или резервуару.

При невысоких температурах измеряемой среды (до 70°С) допускается монтаж приборов без специальных устройств (си­фонных отводов), что не исключает необходимости корректиров­ки показаний манометров повышенной точности и эталонных на дополнительную температурную погрешность. На рис. 6.3а, б показаны варианты отбора пробы невысокой температуры с верхней и боковой образующих объёма газа, пара, жидкости. Однако длина и конструкция отводов должны выбираться в за­висимости от температуры измеряемой среды и, как правило, составлять от 0,05 до 2 м.

Для исключения или уменьшения влияния температуры измеряемой среды на результат измерения при t > 70°C рекомен­дуется применять различного рода понижающие температуру устройства. Ранее были широко распространены U-образные сифонные отводы (рис. б.Зв), которые сейчас заменяются на петельные (рис. б.Зг), отличающиеся меньшей металлоёмкостью и большей жёсткостью конструкции.

Традиционные кольцевые сифонные отводы (рис. 6.3(3) используются при работе в широком диапазоне температур измеряемой среды. Обычно применяются отводы с радиусом гиба петли около 50 мм. Однако в последнее время всё чаще применяются отводы европейского стандарта с малой петлёй (радиус составляет около 28 мм). Эти отводы компактны, менее металлоёмки. Такого размера петли также достаточно для обе­спечения работоспособности манометрического прибора при измерениях на высокотемпературных средах.

Рис. 6.4. Узел отбора при низких давлениях.

а — на вертикальной образующей; б — на горизонтали.

1 — газоход с металлической обшивкой; 2 — отборное устройство; 3 — пробоотборник; 4 — пробка; 5 — импульсная линия.

Сифонные U- и кольцеобразные отводы (рис. 6.3в, г, д) используются для соединения пробоотборника с измерителем давления. Во многих случаях роль пробоотборника, как это за­частую имеет место на прямой верхней образующей (рис. 6.3а) и с боковым гибом (рис. 6.36), может выполнять свободный конец сифонного отвода. К другому концу сифонного отвода приваривается штуцер с внешней резьбой для подсоединения к трёхходовому крану или игольчатому клапану.

Узлы отбора низких значений избыточного или вакуум-метрического давлений из газовоздушных потоков на тепло­энергетических объектах имеют конструктивные отличия (рис. 6.4). Основным является установка отборного устройства 2 и пробоотборника 3 под наклоном в сторону отбора — газохода 1.

Н.А.Рыжов и А.М.Гуров [6-6] рекомендуют угол наклона принимать равным 7°. Встречаются и другие рекомендации. Так, С.Ф.Чистяков [6-3] предлагает устанавливать пробоотборник под углом в 45°. Конструктивно он устанавливается в отборном устройстве с помощью фланцевого соединения и болтового крепления. Длина отборного устройства L принимается в за­висимости от толщины стенки газохода.

Рис. 6.5. Узел отбора с циклоном.

1 — газоход; 2 — пробоотборник с отборным устройством; 3 — циклон; 

4 — импульсная линия; 5 — пробка прочистки циклона; 6 — тангенциальный подвод пробы.

Пробка 4 предназначена для периодической прочистки пробоотборника.

При работе с газовоздушными потоками, содержащими большое количество взвешенных твёрдых частиц различных размеров, в узле отбора пробы давления может устанавливаться циклон (рис. 6.5), выполняющий роль как сепаратора, разделя­ющего газовую и твёрдую составляющие анализируемого по­тока, так и демпферного объёма, сглаживающего пульсирующее давление.

Анализируемая проба газовоздушного потока из газохода 1 с помощью пробоотборника с отборным устройством 2 и подвода б тангенциально вводится в циклон 3, где происходит разделение твёрдой и газовой фаз. Газовый поток посредством импульсной линии 4 подводится к измерительному прибору.

Периодическая очистка циклона от накопившихся твёрдых частиц производится через пробку 5 прочистки циклона.