ЗАО Фирма "ТЕСС-инжиниринг"

(8352) 341-861, 341-862 info@tess21.ru

Установка ультразвукового расходомера на больших диаметрах.

В силу особенностей энергопроизводства тепловыми электрическими станциями потребляется большое количество циркуляционной воды, которая, в основном, расходуется на охлаждение конденсаторов турбин. Как правило, водооборот организуется по замкнутому циклу с охлаждением нагретой воды в градирнях, прудах-охладителях и подпиткой из внешних источников.

В то же время, на ряде станций водоснабжение осуществляется путем забора свежей холодной воды и сброса отработанного теплоносителя в природные источники водных ресурсов – реки и озера. Такой режим водоснабжения требует организации учета количества потребляемой воды для упорядочения расчетов между государственными природоохранными органами и потребителем. В последнее время все чаще руководством электростанций ставится вопрос об организации инструментального учета количества циркуляционной воды.

Водоснабжение Невинномысской ГРЭС (НГРЭС), входящей в состав ОГК-5, имеет ряд существенных отличий от аналогичных станций. На НГРЭС вода подается по двум подземным напорным металлическим трубопроводам диаметром 3000 мм из Барсучковского водозабора за счет естественного перепада высот между бассейном реки Барсучки и промплощадкой станции (более 20 м). Отработанная вода сбрасывается в Невинномысский канал и реку Кубань по двум открытым сбросным каналам. В зимнее время по одному из напорных трубопроводов осуществляется принудительная обратная перекачка (реверс) теплой отработанной воды в чашу водозабора для предотвращения образования ледовой шуги.

Задача организации приборного учета циркуляционной воды впервые была определена руководством Невинномысской ГРЭС (ОГК-5) в 2007 году. Технические условия на выполнение работ предполагали установку ультразвуковых расходомеров взамен не оправдавших своего назначения электромагнитных приборов измерения расхода, реализующих парциальный метод измерения. Основными причинами отказа от приборов данного типа явилось, во-первых ускоренное образование отложений (зарастание) на внутренней поверхности обводного измерительного трубопровода и во-вторых из-за малой скорости потока воды и, как следствие, недопустимое ухудшение его метрологических характеристик (фото 1).

Рисунок 1

Фото 1.

При выборе типа расходомера разработчиками было отдано предпочтение отечественному ультразвуковому расходомеру жидкости УРЖ2КМ производства ЗАО «ТЕСС-Инжиниринг», г. Чебоксары, так как конструктивные возможности данного расходомера наиболее полно удовлетворяли Заказчика в части показателей назначения, определенных техническими условиями и условиями предстоящей эксплуатации.

Основными проблемами, ставшими перед разработчиками, явились относительно малые размеры сухой подземной камеры расходомерного узла и наличие знакопеременного потока в одном из трубопроводов.

Дефицит свободного пространства внутри камеры было решено скомпенсировать за счет реализации метода измерения расхода не в диаметральной плоскости трубопровода, а в плоскости нижней хорды, требующего значительно меньших геометрических размеров базы датчиков, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1

Рисунок 1.

Алгоритм расчета расхода в плоскости нижней хорды предусмотрен в конструкции расходомера УРЖ2КМ.

Уменьшение размеров базы датчиков позволило использовать штатные пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) без увеличения мощности усилителя электронного бока.

Кроме того, данное техническое решение позволило учесть выводы научных исследований в области расходометрии, рекомендующих производить измерения расхода именно в плоскости нижней хорды, поскольку, по мнению ученых, в плоскости хорды поток является максимально стабильным.

Задача учета расхода в трубопроводе с реверсным потоком также была решена за счет конструктивных возможностей расходомера УРЖ2КМ, заложенных предприятием-изготовителем.

При разработке проекта было решено использовать для измерения расхода воды в каждом трубопроводе приборы УРЖ2КМ в двухканальном исполнении с взаимно перпендикулярным расположением осей. За счет этого решения удалось повысить надежность работы прибора в целом и доверительность показаний в частности, так как в таком случае расходомер рассчитывает полусумму измеренных расходов по обеим хордам. В случае отказа одной из акустических осей, расходомер автоматически переключается на рабочую ось, сообщая диспетчеру о возникшей неисправности.

Монтаж расходомеров велся в период профилактического останова водоводов в октябре-ноябре 2007 года силами ООО НПП «Энергия-Сервис», г. Невинномысск, Ставропольского края с привлечением ведущих специалистов и с использованием монтажных приспособлений предприятия-изготовителя приборной продукции – ЗАО фирма «ТЕСС-Инжиниринг». Работы проводились при опорожненных трубопроводах поочередно на каждом.

В период эксплуатации 2007-2009 г.г. существенных нареканий на работу расходомеров со стороны Заказчика не было.

В 2009 году в узел учета был полностью реконструирован в связи с проводимыми на НГРЭС работами по замене стальных трубопроводов на пластиковые трубы диаметром 2600 мм и толщиной стенки 40 мм. Основные технические решения по установке расходомеров остались прежними и были отражены в проектной документации, разработанной Северо-Кавказским институтом по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства ОАО "СЕВКАВГИПРОВОДХОЗ" при участии специалистов ООО НПП «Энергия-Сервис». По требованию Заказчика проектная документация была подвергнута метрологической экспертизе, проведенной отделом испытаний и контроля за выпуском средств измерений ФГУ «Ставропольский ЦСМ». Документация получила положительное заключение.

При проведении реконструкции было учтено пожелание Заказчика иметь возможность замены датчиков в случае их зарастания или отказа без разгрузки трубы. Это стало возможным благодаря применению серийно выпускаемых ЗАО «ТЕСС-Инжиниринг» устройств съема датчиков под давлением мод. УСД.

На базе предприятия-изготовителя специально для трубопроводов такого диаметра была разработана трехмерная модель узла (SolidWorks) и по ней изготовлены доработанные серийные держатели ПЭП.

Перед тем как приступить к монтажным работам, была доработана стандартная монтажная штанга – просверлено отверстие внутри штанги вдоль ее продольной оси, изготовлена кольцевая пила с победитовыми наконечниками для сверления стеклопластика, изготовлена фреза для сверления и зенковки отверстий под крепежные болты, вставляемых изнутри трубопроводов. Изготовление специального инструмента было выполнено специалистами ООО НПП «Энергия-Сервис» по согласованию с изготовителем пластиковой трубы.

Разметка мест установки производилась строго по технической документации предприятия-изготовителя. Следует отметить, что по окончании монтажа, разница баз (расстояние между мембранами противоположных ПЭП) двух хорд составила всего 0,04 мм на длине 3640 мм.

Юстировка накладных бобышек производилась с помощью луча света, проходящего по отверстию в монтажной штанге. Вид бобышки показан на фото 2, а установка штанги внутри трубопровода - на фото 3. Прогиб штанги ввиду ее большой длины компенсировался установкой винтового домкрата по ее центру.

Фото 2

Фото 2.

Фото 3

Фото 3

Все измерения проводились микрометрическими инструментами, а расчет коэффициента коррекции – с помощью программы автоматического расчета, предоставленной на сайте ЗАО «ТЕСС-Инжиниринг». Вид держателя пьезоэлектрического преобразователя после окончательной сборки представлен на фото 4.

Фото 4

Фото 4.

Узел учета был своевременно сдан в эксплуатацию.

Следует отметить, что при объемном расходе порядка 55000 м3/ч, расходы, подсчитанные расходомером по обеим хордам, отличались примерно на 8 м3/ч.

В настоящее время расходомерный узел включен в работу в составе автоматизированной системы коммерческого учета тепла и воды НГРЭС благодаря наличию в конструкции расходомера интерфейса RS-485 и встроенного архива. Также сигнал о мгновенном расходе транслируется по токовому выходу 4-20 мА на показывающие приборы контура оперативного контроля на щит управления станции.

Ведущий инженер ТМУ ООО «Энергия Сервис», г.Невинномысск,
Виталий Шапкин тел/факс (86554) 7-19-41, +7-928-813-49-28

Гл.инженер ЗАО Фирма «ТЕСС-Инжиниринг», г.Чебоксары,
Владимир Измайлов тел/факс (8352) 34-18-61(62)

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить