Контрольно – вимірювальні прилади витрат води насосних станцій

Для визначення кількості подачі води або будь – якої рідини на водопроводах, насосних станціях і таке інше використовують витратоміри, в основу яких покладено принцип вимірювання швидкості потоку або перепаду тиску.

Найбільш складним видом технологічного контролю є вимірювання подачі як насосною станцією у цілому, так і кожним окремим її агрегатом.

Для вимірювання витрати рідини що подається насосами використовують витратоміри, а для визначення об’єму рідини, яка подається за будь – який період часу, - лічильники рідини. Часто витратоміри випускаються із вмонтованими або змонтованими у вигляді окремих блоків лічильників рідини. Для вимірювання води що подається спеціальними приладами – водяними лічильниками.

Лічильники води у відповідності із конструкцією можуть бути крилатими або турбінними. На насосних станціях, як правило, використовують турбінні водяні лічильники. В основу принципу дії такого приладу (рис. 2. 2) покладено те що кількість обертів вертушки (турбінки), розташованій в трубопроводі, пропорційний обсягу води яка проходить через трубу води. Обертання турбінки через редуктор передається лічильному механізму, який вказує обсяг води в м³, яка протікає через нього.

Рисунок 11. 1 Турбінний лічильник води: 1 – турбінка; 2 – корпус; 3 - регулятор; 4 – струмино направляючий апарат; 5 - покажчик

Водяні лічильники використовуються для урахування об’єму води що продається на водопровідних насосних станціях з подачею до 3400 м³ / добу при рівномірній подачі 140 м³ / годину.

Турбінні лічильники води обирають у відповідності за даними табл. 11. 1.

Таблиця 11. 1 Технічні характеристики турбінних лічильників води

№ п / п	Параметри	Значення параметрів при діаметрі умовного проходу, мм
1.	Витрата води, м^3 / годину
	- найменший	1,6	3,0	4,5	7,0	12,0
	- номінальний	15,0
	- найбільший
	- найбільший за добу
	- у разі втрати тиску не більше 0,01 МПа (0,1 кгс / см^2)
2.	Поріг чуйності, м^3 / годину	0,7	1,2

Позитивних приладів даного типу є простота конструкції та обслуговування, а також невелика вартість їх виготовлення. Для встановлення турбінних лічильників води необхідна пряма ділянка трубопроводу, яка дорівнює 5... 8 діаметрів труби перед лічильником і 2... 3 діаметра після нього.

За допомогою лічильників можливо і вимірювання витрат води, яка подається. Для цього секундоміром необхідно виміряти час за через лічильник пройде заданий об’єм води, наприклад 10 м³ і поділити на час, за який він пройшов.

Витрата рідини, яка подається через трубопровід з умовним проходом більше 100... 200 мм, вимірюють витратомірами різних типів. Найбільш розповсюдженими є витратоміри перемінного тиску (рис. 2. 2).

Сопло та діафрагма Вентурі

Сопла Вентурі використовують для вимірювання витрат рідини в трубопроводах з внутрішнім діаметром не більше ніж 1400 мм. Вони мають великі розміри і тому їх важко виготовити. Їх широко застосовують на водопровідних станціях з великими витратами води внаслідок менших втрат напору в порівнянні з іншими звужуючими пристроями.

Сопла Вентурі не утворюють великих втрат напору і, крім того, вони більш надійніше діафрагм, внаслідок того, що вони не затримують забруднення. Але вони дорожче діафрагм і серійно в комплекті з витратомірами поки що не поставляються.

На рис. 9. 1, а і б приведені відповідно схеми труби Вентурі та сопла Вентурі. Сопла Вентурі не утворюють великих втрат, і крім того, вони більш надійніші діафрагми, в наслідок того, що вони не затримують забруднення.

Рисунок 1. 1 Загальний вигляд: а – труба Вентурі; б - сопло Вентурі

Труби Вентурі утворюють мінімальні втрати напору (10... 12 % перепаду тиску). Їх виготовляють відповідно ГОСТ 23720 – 79 (зі змінами). Вони мають значні габаритні розміри, тому їх встановлюють, як правило, за межами насосних станцій і застосовують для використання великих витрат води або витрат дуже сильно забрудненої рідини, наприклад, стічних вод.

Розроблені і промисловістю випускаються скорочені труби Вентурі, у яких вихідний дифузор виконаний по типу сопла Вентурі..Вони компактні за труб Вентурі з довгим діффузором.

Точність вимірювання

Точність вимірювання витрат з використанням звужуючих пристроїв залежить від того, наскільки правильно вони встановлені, і зокрема від наявності прямих ділянок трубопроводів, яка повинна дорівнювати 10... 30 діаметрам труб перед ними 3... 5 – після них. Тому звужуючи пристрої для вимірювання витрат встановлюють в спеціальних колодязях (камерах) за межами насосних станцій.

Для вимірювання витрат стічних вод, які не містять у собі великої кількості завислих речовин (наприклад, міських стічних вод), можливо використовувати труби Вентурі з відстійними сосудами на з’єднувальній лінії (рис. 10. 1, а). В цьому випадку диференціальний манометр і розділюючий сосуд заповнюють чистою водою, а потім підключають до звужуючого пристрою. Періодично 1 раз на 2... 3 місяці з’єднувальні лінії промивають і міняють воду у відстійних сосудах.

Рисунок 10. 1 Схема встановлення витратоміру для вимірювання витрати чистої води (а) і стічних вод з безперервним промиванням з’єднувальних ліній (б): 1 - труби Вентурі; 2 – діафанометр; 3 – лінії з’єднання; 4 – повітряний збірник; 5 – відстійні сосуди; 6 – крани для скидання води; 7 – ротаметри; 8 – трубопровід підведення технічної води

Головним недоліком витратомірів перемінного перепаду з діафрагмами і трубками Вентурі є громіздкість звужуючих пристроїв (особливо труб Вентурі), втрати тиску, складність в експлуатації і як наслідок низька надійність процесу вимірювання, необхідність улаштування водонепрониклевих колодязів для встановлення первинного перетворювача, які розташовані на значній відстані від приміщення насосної станції.

У разі коли вміст завислих речовин перевищує припустиму норму, а також при вимірюванні витрат корозійно – активних стічних вод можливо використання схему вимірювання витрат з безперервно промивною з’єднувальною лінією (рис. 10. 1, б).

У цьому випадку в обидві з’єднувальні лінії подається незначний об’єм води під тиском, за величину тиску, який розвиває насос. Внаслідок того, що витрата води яка подається до з’єднувальної лінії досить малі, і крім того, їх значення дорівнюють між собою, то практична безперервна промивка не вносить додаткових похибок у процес вимірювання. Для подачі чистої води можливо використовувати, наприклад, технічний водопровід. Використовувати з цією метою водопровід господарсько – питного призначення без улаштування додаткового баку для розмивання струменю неприпустимо.

Позитивним боком витратомірів із звужуючими пристроями в порівнянні з турбінними швидкісними водомірними пристроями полягають в наступному: відсутність частин що рухаються, що надає можливість використовувати їх для дуже забруднених водних розчинів; велика пропускна потужність; надійність в роботі; можливість миттєвих реєстрації миттєвих витрат.

11 Швидкісні турбінні водоміри.

В конструкціях швидкісних водомірних пристроїв передбачена вертушка, яка встановлено в середині корпусу і приводиться в дію)частота обертання) яка пропорційна швидкості пропорційній швидкості потоку, і як наслідок витратам води або будь якої рідини. Частота обертання сумується (додається) механізмом урахування.

Промисловістю швидкісні лічильники випускаються двох видів:

- з рухом води перпендикулярно осі вертушки – крильчаті лічильники води, які встановлюються на горизонтальних, трубопроводах;

- коли рух води відбувається паралельно вісі вертушки – турбінні водомірні пристрої, які встановлюються на горизонтальних, вертикальних і похилих трубопроводах.

Швидкісні водомірні прилади експлуатуються нормально коли витрата води біля 20... 25 % так званих характерних витратах, які являють собою годинні витрати в метрах кубічних, коли втрати напору у водомірному пристрою дорівнюють 10 м.

Втрати води у водомірних лічильниках (пристроях) у першому наближенні можна вирахувати за формулою:

, (2. 2)

де і витрата води відповідно, розрахункова і характерна, м³ / сек.

Промисловістю випускаються серійні водомірні пристрої (рис. 2. 9) типу ВВ до складу яких входить циліндричний горизонтальний корпус, вертушки з гвинтовими крилами які зроблені з пластмаси, що обертається на вісі розташованій горизонтально, механізму передачі та рахункового механізму виконаному із латуні. Потік води надходить на вертушку одним струменем, механізм який лічить рідину ізольований від рідини.

Рисунок 2. 9 Швидкісні турбінні водомірні пристрої типу ВВ: а - загальний вигляд; б – лічильний механізм виконання для марок ВВ – 50 і ВВ – 80; в - лічильний механізм виконання для марок ВВ – 100 і ВВ – 150: 1 – корпус; 2 - вертушка; 3 – механізм передачі; 4 – механізм рахунку води

Для точної роботи водомірного пристрою та зняття точних показань його необхідно встановити на прямій ділянці трубопроводу, довжиною 6... 8 діаметрів трубопроводу до розташування водомірного пристрою і 3... 5 діаметрів після водоміру. Водоміри із камерою для направляння струменю потоку можливо встановлювати безпосередньо від фасонних частин трубопровідної мережі.

 

 

Водомірні пристрої типу ВВ виготовляються двох з діаметром умовного проходу = 50... 200 мм і характерними і витратами = 70... 1700 м³ / годину.

Вимірювання витрат модифікацій рідини методом перемінного перепаду тиску потребує встановлення в трубопроводі звужуючого пристрою (діафрагма, сопло Вентурі). Збільшення швидкості руху рідини у звужуючому пристрої забезпечує перепад тиску, величина якого є мірою швидкості і як наслідок мірою витрат.

Звужуючий пристрій можливо встановлювати в горизонтальних, вертикальних і похилих трубопроводах, при цьому вода що протікає повинна повністю заповнювати переріз трубопроводу і звужуючий пристрій.