Качество гарантируем! Качество гарантируем!
Новейший стенд для испытания арматуры. Только у нас!
Посетите наш стенд Посетите наш стенд
Ближайшая выставка в которой мы примем участие
Контакты

117105, Россия, Москва
Нагорный проезд, д. 7
(499) 123-41-01                   
(495) 280-71-48                  

argo-tp@mail.ru   

argonavt@conttel.ru

argonavt-temp@rambler.ru

   

Новости

Этим мы гарантируем соответствие нашей продукции ТЗ и ТУ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ и ГАЗОВОЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ АРМАТУРЫ

 

М.И. Виноградов, кандидат технических наук, ведущий специалист НПП «Аргонавт-Тепло»

М.С. Галиев, главный конструктор НПП «Аргонавт-Тепло»

О.К. Курбатов, доктор технических наук, генеральный директор НПП «Аргонавт-Тепло»

Введение

В статье описывается новый измерительный стенд, предназначенный для определения основных технических характеристик вновь создаваемой и модернизируемой энергосберегающей арматуры, применяющейся в составе автоматизированных тепловых станций, распределительных пунктов, автономных котельных и других объектов городского хозяйства и промышленности.

         Речь идёт в первую очередь о запорных, запорно-регулирующих и отсечных клапанах нового поколения с DN от 10 до125 мм типа КЗР-АРГОНАВТ, КМ-В, КЭО-Г, КЭП-Г с электромеханическими и электромагнитными приводами [1, 2], отличающихся пониженным потреблением энергии.

         Энергосбережение от применения указанной арматуры происходит за счёт нескольких факторов. Новая арматура позволяет осуществлять автоматическое регулирование и поддержание заданных параметров теплоносителя, рациональный расход горячей и холодной воды, пара и газа и тем самым избегать перерасхода тепловой и электрической энергии.

Основные технические характеристики трубопроводной арматуры (условная объёмная пропускная способность Кvs, пропускная характеристика Кv=f(hi), где hi – ход плунжера, и коэффициент местного сопротивления ξ) могут быть рассчитаны [3], но более достоверным является их экспериментальное определение.

Поэтому при создании параметрических рядов запорных и запорно-регулирующих гидравлических и газовых клапанов типа КЗР-АРГОНАВТ, КМ-В, КЭО-Г, КЭП-Г и др. с заданными техническими характеристиками потребовалось разработать и ввести в эксплуатацию новый соответствующий стенд.

         Этот стенд обеспечивает экспериментальное определение Кvs, Кv = f(hi) и x в широком диапазоне измерения расхода с погрешностью, не превышающей 5%.

         Особенностью нового испытательного стенда является применение персонального компьютера для автоматического управления оборудованием, контрольных измерений и получения расходных характеристик разрабатываемых и поверяемых клапанов, что существенно сокращает время испытаний и обработки полученных результатов.

Устройство и работа стенда

На рис. 1 показан внешний вид основных частей испытательного комплекса, а на рис. 2 представлена принципиальная гидравлическая схема стенда.

Стенд состоит из двух частей: гидравлической и электротехнической.

Гидравлическая часть включает в себя центробежный циркуляционный насос Н1 типа ЗМ50-125/4, мембранный бак АК, вспомогательный насос Н2 типа ЦНГ, два трубопроводных контура DN-80 и DN-25 (для больших и малых испытываемых клапанов) с обводной линией и регулирующим клапаном КЗР, два измерительных датчика расхода воды ИР1 и ИР2 расходомера типа «ВИС.Т ВС-200», дифференциальный манометр ДМН типа «МЕТРАН», электроконтактный манометр МНЗ, накопительные баки Б1 и Б2, образцовые манометры МН1 и МН2, шаровые клапаны К1 ÷ К8 и испытываемые изделия ИК1 и ИК2.

  

Рис. 1 Общий вид основных частей испытательного стенда

Электротехническая часть включает в себя блоки питания и управления насосами, регулирующим клапаном КЗР и испытываемыми изделиями, измеритель разности давлений, расходомер, объединённых в единую систему питания и управления, размещённую в общем электротехническом шкафу и связанную с персональным компьютером.

Рис. 2. Гидравлическая схема стенда

 

ИК1, ИК2 – испытываемые изделия

МН1, МН2 – манометры образцовые

УВ1, УВ2, УВ3 – воздухоотводчики

                             автоматические

Н1 – циркуляционный насос

МН3 – манометр электроконтактный

Н2 – вспомогательный насос

АК – мембранный бак

Т – термометр

ИР1, ИР2 – датчики расходомера

Б1, Б2 – баки

ОК – обратный клапан

ДМН – дифференциальный манометр

Ф1, Ф2 – фильтры

К1 … К8 – краны шаровые

 

 

КЗР – регулирующий клапан

Работа стенда может осуществляться как в ручном, так и в автоматических режимах.

После установки испытываемых изделий на контурах DN-25 и DN-80 производится заполнение всей гидравлической системы из баков или из магистральной системы до давления 0,2 МПа с помощью вспомогательного насоса Н2 для предотвращения кавитации. Затем включается циркуляционный     насос Н1.

Стабилизация давления на входе насоса Н1 обеспечивается с помощью мембранного бака АК. Регулирующий клапан КЗР служит для дросселирования потока воды в обратной ветви контура и изменения гидравлического сопротивления. Электроконтактный манометр МНЗ применяется для отключения основного насоса Н1 в случае снижения давления воды на его входе менее допустимой величины.

         Баки 1 и 2 предназначены для слива воды и её последующей закачки в систему при смене испытываемых изделий ИК1 или ИК2.

         Измерение расхода воды через клапаны осуществляется электромагнитным расходомером с двумя датчиками ИР1 (контур DN-80) и ИР2 (контур DN-25), а перепады давления на исследуемых клапанах – с помощью дифференциального манометра ДМН. С помощью имеющихся образцовых манометров МН1 и МН2 может производиться контрольное измерение перепадов давления при наладке системы.  

         Перед работой в автоматическом режиме производится установка необходимых параметров:

         - дискретности измерения характеристики клапана в диапазоне от 2 до 10% от степени открытия клапана или от уровня вводимого сигнала управления;

         - перепада давления и соответствующей настройки дифференциального манометра ДМН в диапазоне от 0,01 до 0,15 МПа (0,1 ÷ 1,5 кг/см2). Установленный перепад давления может поддерживаться постоянным в процессе испытаний с помощью преобразователя частоты, питающего циркуляционный насос.

         При снятии характеристики клапана в автоматическом режиме производится перемещение плунжера клапана с установленной дискретностью и измерение в соответствующих точках расхода воды через проточную часть клапана. Вся информация поступает в персональный компьютер, где после окончательной обработки строится графическая зависимость условной объёмной пропускной способности от степени открытия клапана или от уровня входного сигнала управления.

Компьютерной программой предусмотрено автоматическое вычисление Кv         по измеренным величинам объёмного расхода воды через арматуру и перепада давления на ней.

Все гидравлические испытания на стенде проводятся при бескавитационном режиме течения воды.

Основные технические данные и характеристики стенда

● рабочая среда – водопроводная вода;

● перепад давления на клапане  - от 0,01 до 0,15 МПа (0,1 ÷ 1,5 кг/см2);

● количество замкнутых циркуляционных контуров - два, с диаметрами условного прохода труб DN 25 и DN 80.

● диапазон измерения объемных расходов:

     - в первом контуре (DN 80) – (0,8 ÷ 80) м3/ч;

     - во втором контуре (DN 25) – (0,1 ÷ 8) м3/ч;

● предел допускаемой основной относительной погрешности измерения объемного расхода - ± 1,1%;

● предел допускаемой основной относительной погрешности измерения перепада давления на клапане - ± 0,25%;

● диапазон измерения условной пропускной способности испытываемых изделий – от 0,1 до 320 м3/ч;

● погрешность определения условной пропускной способности Кvs не превышает:

    - для клапана модели КЗР-125 – 5%;

    - для клапанов других моделей меньших типоразмеров – 3%.

● Габаритные размеры стенда:

   - длина– 3200 мм;

   - ширина– 1800 мм;

   -  высота–2000 мм;

● Питание стенда осуществляется от 3-х фазной сети переменного тока напряжением (380±38)В, частотой 50Гц, потребляемая мощность - не более 5кВА;

При аттестации разработанного стенда потребовалось провести на нём контрольные измерения пропускной способности эталонных изделий. В качестве последних использовались нормализованные диафрагмы с калиброванными отверстиями, выполненные по требованиям ГОСТ 14322-83 ввиду достаточно высокой точности изготовления и расчёта их пропускной способности                           Кv – до 1% [5]. Было изготовлено три таких диафрагмы разного размера для использования в трубе с внутренним диаметром 100 мм. Результаты их испытаний приведены ниже.

В таблице приведены сравнительные результаты расчётных и измеренных величин пропускной способности Кv для трёх нормализованных диафрагм.

Практическое использование стенда

         Создание, ввод в эксплуатацию и аттестация стенда, обеспечивающего получение достаточно точных значений пропускной способности Кvs и пропускных характеристик испытываемой арматуры Кv=f(hi), позволило провести корректировку конструкции ряда запорно-регулирующих клапанов серии КЗР-АРГОНАВТ, КЭО-Г, КМ-В и др. и гарантировать паспортные характеристики поставляемой арматуры.

         Возможность экспериментального определения пропускных характеристик арматуры позволила также разработать новые модификации клапанов серии КЗР-АРГОНАВТ с так называемыми интеллектуальными приводами.

         На основе микропроцессора было разработано специальное электронное устройство, встраиваемое в электромеханический привод, которое обеспечило:

1.     Компьютерное управление работой клапана.

2.    Гибкое изменение формы кривой зависимости пропускной способности клапана от подаваемого управляющего токового сигнала.

Возможность изменения и выбор нужной формы пропускной характеристики арматуры (либо линейной, либо равнопроцентной) без механической доработки плунжера создаёт для разработчиков АСУТП теплоэнергетического оборудования значительные удобства в работе.

На рис. 3 (а, б, в) в качестве примера показаны пропускные характеристики клапана КЗР-АРГОНАВТ- DN-80 мм с Кv=100 м3/ч с интеллектуальным приводом.

Рис. 3а Исходная характеристика                                   Рис. 3б Линейная характеристика  

   

Рис. 3в Равнопроцентная характеристика

Заключение

Создан и введён в эксплуатацию новый гидравлический стенд с компьютерным управлением для определения основных технических характеристик запорной и запорно-регулирующей арматуры с DN от 10 до 125 мм и пропускной способностью (для воды) от 0,1 до 320 м3/ч.

Относительная погрешность определения пропускной способности арматуры с DN – до 100 мм  (включительно) не превышает 3%, а с DN – 125 мм – не более 5 %. По габаритам, занимаемой площади и количеству используемой воды стенд обладает большими преимуществами по сравнению с существующими.

         Стенд аттестован ФГУП РОСТЕСТ-МОСКВА при Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии РФ.

         Авторы выражают искреннюю благодарность Кошелеву Николаю Николаевичу за полезные советы и замечания, высказанные им при проектировании стенда.

Литература:

1.     Курбатов О.К. Новая энергосберегающая арматура для автоматических систем управления теплоэнергетическим оборудованием // Энергосбережение. 2000.  № 2. с. 62-63

2.     Виноградов М.И., Галиев М.С., Курбатов О.К., Леонтьев А.Ф., Толмачёв П.Л. Энергоресурсосберегающая арматура для городского хозяйства // Промышленный вестник. 2005. № 11(65). с. 48-50

3.     Гуревич Д.Ф. Расчёт и конструирование трубопроводной арматуры // Машиностроение. 1969. с. 838

4.     Шпаков О.Н. Азбука трубопроводной арматуры. Справочное пособие. // С-Пб. Изд-во «Компрессорная и химическая техника». 2003. с. 217

5.     Теплотехнический справочник. Том 2. Под редакцией В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева // М. Энергия. 1976. с. 896