Точки измерения и схема установки преобразователей давления для гидроэнергетического оборудования напрямую влияют на надежность мониторинга системы регулирования гидротурбины. В этой статье изложены ключевые рекомендации по выбору оборудования и выполнению монтажных работ для руководителей проектов.

一、Сначала определите, какие параметры необходимо контролировать в системе регулирования

Определите точки измерения исходя из функций управления

Система регулирования гидротурбины поддерживает стабильные частоту вращения и мощность агрегата, регулируя открытие направляющих лопаток или сопел. Сигнал давления можно использовать для контроля состояния источника гидравлического масла, а также для сигнализации, блокировок или анализа рабочих тенденций. Однако логика управления у разных агрегатов может различаться.

Перед размещением точек измерения изучите принципиальную схему регулятора, гидравлическую схему и таблицу уставок защит. Разделите сигналы, используемые для непрерывного регулирования, контроля состояния и срабатывания защит. Для важных функций, связанных с остановом и аварийным распределением давления, в соответствии с проектными требованиями следует предусмотреть независимые измерения, резервирование и диагностику неисправностей.

Оценивайте сигнал давления вместе с состоянием оборудования

Одно и то же показание давления может соответствовать разным состояниям: поддержанию рабочего давления, запуску масляного насоса или работе исполнительного механизма. Во время наладки одновременно проверяйте включение и останов насоса, ход сервомотора и положение клапана, чтобы не оценивать изменение давления изолированно.

При модернизации старых агрегатов также необходимо выяснить, как существующие реле давления и механические манометры соотносятся с вновь устанавливаемым преобразователем. Нельзя без предварительного обоснования заменять новым прибором существующие элементы защиты или произвольно изменять уже введенные в эксплуатацию цепи защиты.

二、Ключевые точки измерения и места установки

Точки измерения на маслонапорной установке и исполнительном механизме

Выход маслонапорного бака или гидроаккумулятора — важная точка для контроля состояния источника регулирующего масла. Она позволяет отслеживать изменение рабочего давления и служит основанием для управления включением насоса и сигнализации о низком давлении масла. Конкретное место отбора давления следует определить с учетом расположения гидроаккумулятора, обратного и запорного клапанов.

Давление на стороне подачи масла главного распределительного клапана отражает давление масла, поступающего в контур управления. Точка измерения в рабочей полости сервомотора помогает анализировать изменение давления во время его перемещения. Для последней точки обычно требуется совместный анализ давления в полостях открытия и закрытия и сигналов положения; оценивать характеристики исполнительного механизма только по давлению в одной полости не рекомендуется.

Вспомогательные точки измерения устанавливайте по фактической необходимости

Давление в сливном трубопроводе можно использовать для контроля противодавления на сливе, а перепад давления до и после фильтра — для оценки тенденции к засорению фильтрующего элемента. Уставку сигнализации перепада давления следует определять с учетом рекомендаций изготовителя фильтра, а также температуры масла и расхода на месте установки. Нельзя напрямую применять значения, заданные для других агрегатов.

Если проект предусматривает контроль давления охлаждающей воды в направляющем подшипнике, воды для уплотнений или давления в других водяных контурах, отдельно проверьте требования к качеству воды, рабочей температуре, гидроударам и степени защиты. Среды в этих точках отличаются от регулирующего масла, поэтому нельзя просто использовать для них те же критерии выбора оборудования.

三、Выбор преобразователя и ограничения по применению

Согласуйте диапазон, точность и быстродействие с условиями эксплуатации

При выборе диапазона измерения учитывайте нормальное рабочее давление, пиковые значения при пуске и останове, допустимое избыточное давление и прочность системы на давление. Например, для точки измерения с нормальным давлением около 4 MPa вопрос о применении диапазона 0～6 MPa должен решить проектировщик с учетом фактических пиков давления и требований защиты.

Точность обычно указывается в процентах от полной шкалы. Например, для прибора с диапазоном 0～6 MPa и суммарной точностью ±0.25%FS предел точности относительно полной шкалы составляет примерно ±0.015 MPa. При оценке фактической погрешности измерений также необходимо учитывать температурный дрейф, монтаж и калибровку.

Различайте измерение перепада давления газа и гидравлического давления

В проектах систем регулирования иногда также требуется контролировать перепад давления воздуха в шкафах или оборудовании. Китайский преобразователь дифференциального давления FST800-901, датчик давления ветра, преобразователь малого перепада давления газа предназначен для сухих некоррозионных газов без пыли. Возможен выбор выходного сигнала 4～20 mA и других вариантов; конкретные диапазон и присоединение следует подтвердить при заказе.

Условия применения этого изделия не распространяются на регулирующее гидравлическое масло или воду. Его не следует напрямую использовать для измерения давления масла, давления в рабочей полости сервомотора или давления в водяном контуре. Для измерения перепада давления жидкости на фильтре также следует выбирать прибор, предназначенный для жидких сред и отвечающий требованиям к статическому давлению с одной стороны и допустимому избыточному давлению.

四、Монтаж, наладка и приемка

Подключение к точке отбора давления и прокладка кабелей

Для отбора давления в первую очередь следует использовать предусмотренные оборудованием присоединительные отверстия и установить запорный клапан, соответствующий классу давления системы и требованиям к рабочей среде, чтобы обеспечить возможность обслуживания. Резьба соединения, тип уплотнения и класс давления должны соответствовать имеющемуся на месте присоединению. Несоответствие размеров нельзя устранять чрезмерным затягиванием.

На участках с сильной вибрацией или значительными колебаниями давления после согласования с проектировщиком можно использовать подходящие опоры, импульсные трубки или демпфирующие средства. При этом необходимо оценить влияние демпфирования на быстродействие. Импульсные трубки должны быть надежно закреплены, без скопления газа, механических напряжений и риска внешних ударов.

До ввода в эксплуатацию проверьте цепь

Сигнальные кабели рекомендуется прокладывать отдельно от силовых. Экранирование и заземление выполняйте в соответствии с требованиями изготовителя оборудования и проектной документацией электростанции. Например, для цепи с питанием 24 VDC и выходом 4～20 mA необходимо проверить напряжение питания, полярность подключения, допустимую нагрузку и настройки диапазона в системе управления.

Перед вводом в эксплуатацию под контролем квалифицированного персонала выполните изоляцию, сброс давления, калибровку и проверку герметичности, а также проверьте нулевую точку, диапазон, уставки сигнализации и направление сигнала. Демонтаж и монтаж под давлением, а также изменение цепей защиты должны выполняться по наряду на работы электростанции и с соблюдением мер безопасности. Испытания блокировок следует проводить по утвержденной программе.

五、Сдача проекта и последующее обслуживание

Обеспечьте прослеживаемость документации по точкам измерения

В документации по сдаче проекта следует указать номер точки измерения, место установки, тип давления, диапазон измерения, выходной сигнал, результаты калибровки и соответствующий канал управления, обеспечив соответствие маркировки на месте чертежам. Для важных точек измерения также следует сохранять записи об испытаниях сигнализации и блокировок.

Во время эксплуатации проверяйте утечки в соединениях, защиту кабелей и изменение нулевой точки в соответствии с графиком технического обслуживания. Анализируйте тенденции давления вместе с количеством включений и остановов масляного насоса и записями о работе исполнительного механизма. Периодичность калибровки следует определять исходя из требований к оборудованию, условий на месте эксплуатации и действующих регламентов.

Перечень данных для подготовки перед выбором оборудования

Перед закупкой или модернизацией рекомендуется подготовить системную схему, данные о среде в точке измерения, нормальном и максимальном давлении, технологическом присоединении, способе питания и требованиях к выходному сигналу. Если точка измерения выполняет функцию защиты, также необходимо предоставить требования к резервированию и безопасному поведению при отказе.

Руководитель проекта может передать указанные материалы компании 西安盛弘创仪器仪表有限公司, чтобы она проверила модель преобразователя, монтажное присоединение и комплектное решение с учетом конкретных условий эксплуатации, а затем совместно с проектной и эксплуатационной организациями агрегата подтвердила условия реализации.