Принципиальная функциональная схема насосной станции
Внутри насосной станции смонтированы датчики-поплавки (поплавковые датчики). Они измеряют и передают данные об уровне «вкл» / «откл» насосов:
· Поплавок общего отключения;
· поплавок включения 1-го насоса;
· поплавок включения 2-го насоса;
· поплавок подачи аварийного сигнала в случае переполнения резервуара приёмки.
Расположение поплавковых датчиков приведено на рис. 4.
Схема функционирования канализационной насосной станции представлена на рис. 5, а также продублирована в Приложении А для удобства при более детальном ознакомлении на листе формата А3.
Рисунок 4 – Расположение поплавковых датчиков внутри КНС
Рисунок 5 – Схема функциональная
ГЛАВА 3. МЕРЫ ПО РАЗВИТИЮ МО ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БЕЗНАПОРНЫХ МНОГОФАЗНЫХ ПОТОКОВ В КНС
В первой главе диссертации были проанализированы существующие средства измерения расхода и количества безнапорных многофазных потоков, сами безнапорные многофазные потоки, и, собственно, методы их измерения.
В второй главе диссертации конструктивно и подробно рассмотрено «место», где проводятся непосредственно измерения расхода и количества стоковой воды, то есть типовой проект КНС.
Соответственно, в третьей, данной главе будут рассмотрены особенности и средства и метода для калибровки узла измерения, а также в данной главе будет предложен наиболее удобный и приемлемый метод для измерения потоков и для калибровки СИ в условиях эксплуатации со значительным снижением погрешности РИ.
|
|
|
Вернемся к методам: традиционным методом учета безнапорных многофазных потоков является сопоставление объема стоков с объемом водопотребления. Принцип его прост: вода, текущая из крана, попадает в канализацию. Объем водопотребления измеряется простым водосчетчиком, таким образом, необходимые данные для расчета в наличии. Но в данном случае образуются неучтенные остатки воды, которые не поступили в канализацию. Также, могут образоваться неучтенные стоки в канализацию, которые были поданы не через трубы водоснабжения и получается, что объем стоков превышает объем зафиксированного счетчиком водопотребления.
Данный метод является крайне приблизительным, то есть достоверность результата измерений близка к 10 – 20 % (что не удовлетворяет УК) метод не учитывает особенности потребителя воды, которые влияют на соотношение «потребление – стоки» в обе стороны, но плюсом этого метода является простота и дешевизна исполнения.
Как уже упоминалось ранее, безнапорные многофазные потоки в системах канализации транспортируются по напорным (воду качают насосы) или безнапорным (вода идет по трубам ламинарным течением – самотеком) трубопроводам. Измерение объема напорных стоков – задача, отработанная годами и обеспеченная множеством МВИ, так как разница при измерении в сравнении с обычной водой из водопровода только в диапазоне υ и количестве инородных включений (значительном количестве).
|
|
|
Приборы учета ставят на «выходе» канализационных насосных станций. Обычно, это расходомеры (электромагнитные или ультразвуковые), тщательно подобранные по диапазону измеряемых расходов. Возможно применение ультразвуковых приборов с накладными датчиками – для обеспечения стабильности их работы и уменьшения нагрузки на насосы.
Учет безнапорных стоков является в разы более сложной задачей. Открытый канал или незаполненная труба, по которой поток движется под действием F Т с очень малой υ. Для таких случаев разработан метод переменного уровня, когда в качестве расходомера используется уровнемер, перерасчитывающий «уровень в расход» с учетом информации об измерительном сечении (см. п. 1.2.1 диссертации). В качестве сечения используются встраиваемые в канал лотки Вентури и Паршаля или водосливы, размеры которых стандартизованы и для которых выведены формулы пересчета. Данный метод функционирует и в безнапорных трубопроводах или U-образных каналах, причем в этих случаях лотки и водосливы не нужны. Метод регламентирован, имеется несколько утвержденных МВИ.
|
|
|
Значительным минусом применения такого метода измерения является его «неочевидность», то есть то, что точкой отсчета здесь являются результаты предварительного расчета напорно-расходной характеристики лотка, водослива или трубопровода. Точность этого расчета обуславливает точность дальнейшей работы прибора. При этом, например, для определения характеристики безнапорного трубопровода необходимо экспериментальным путем измерить υ течения жидкости при известном уровне заполнения. Такое измерение производят при помощи брошенной в канал щепки и часов, т.е. погрешность эксперимента высока. Другой способ расчета – при помощи формулы Шези, в которой фигурируют такие параметры, как строительный уклон трубопровода и коэффициент шероховатости стенок. Но это «теоретические» величины слишком отличные от величин для условий эксплуатации: реальный уклон может не соответствовать тому, который указан в ТД на систему КНС, а k по понятным причинам довольно быстро меняется в процессе эксплуатации трубопровода.
|
|
|
Результаты предварительных расчетов заносятся в прибор и полностью определяют его точность. Ошибка в исходных данных, допущенная изначально, ведет к недостоверности учета, причем во многих случаях эту недостоверность можно не зафиксировать.
Приборы, реализующие метод переменного уровня, производятся и российскими, и импортными предприятиями, но предпочтение (по непонятным причинам) отдается отечественному производителю. Измерение уровня здесь производится бесконтактным методом при помощи ультразвукового датчика, размещаемого над каналом или трубопроводом. Остальное – математика.
Наряду с отечественным производителем, на рынке представлен импорт. Среди иностранных расходомеров для безнапорных трубопроводов и открытых каналов есть приборы, которые реализуют метод «площадь-скорость» (см. п. 1.2.2 диссертации). Здесь, помещаемый на дно канала датчик измеряет и уровень жидкости «над собою» (с помощью сенсора давления), и скорость потока [23]. Параметры канала (геометрия канала) введены в память прибора заранее: используя имеющиеся данные и получаемую в реальности информацию об уровне заполнения, прибор вычисляет площадь сечения потока в данный момент времени и рассчитывает расход и объем стоков, умножая площадь на измеренную скорость [21, 22].
Самый большой недостаток данного расходомера (импортного) для измерения таким методом – стоимость: она на порядок выше цены российских расходомеров переменного уровня. Заиливание, образование осадка в месте измерений несет пагубное влияние для расходомера: осадок ведет к увеличению погрешности РИ, а значит расходомер и место его установки нуждаются в регулярном обслуживании. Также, ультразвуковые датчики необходимо беречь от затопления и холода. Эти датчики устанавливаются над лотком или открытым каналом на кронштейнах, на безнапорный трубопровод монтируются через трубку-звуковод. При переполнении трубы, когда вода поднимается по звуководу, или при затоплении камеры, в которой установлен датчик, он может выйти из строя. Зимой, если камера не отапливается, контраст между холодным воздухом и относительно теплой сточной водой может привести к образованию на датчике инея. Вдобавок, датчики уровня и расходомеров метода «площадь-скорость» имеют некоторую зону нечувствительности при измерении уровня. То есть, возможны ситуации, когда прибор просто напросто не зарегистрирует расход. Перечисленные особенности необходимо учитывать при проектировании узлов учета и выборе типов приборов [21, 22].
Проанализировав и оценив имеющиеся СИ, МИ, МВИ, можно предложить внесений изменений в метод измерения расхода и количества сточных вод «площадь-скорость». Если проблема измерений напорных потоков полностью изучена и решена, то можно преобразовать безнапорные потоки в напорные и измерять их привычными методами и расходомерами, погрешность РИ которых и достоверность РИ не будет превышать допустимого уровня – 3 %.
Пошаговый план действий. Преобразуем стоки (безнапорные потоки) в напорные потоки:
· Встраиваем в безнапорный канал герметичный колодец;
· делим встроенный колодец на три секции (отделяем вход потока от выхода потока и оставляем среднюю секцию для проведения измерений);
· в переборках делаем отверстия, которые соединяем отрезком трубопровода;
· устанавливаем две (три) пары датчиков (групповую меру) на отрезок трубопровода;
· на выходе потока из КНС также устанавливаем групповую меру (демонтаж которой можно произвести через определенный промежуток времени, подтвердив достоверность РИ) [24].
Поток поступает из безнапорного канала в переднюю камеру герметичного колодца, по соединительному трубопроводу через расходомер под напором (создается из-за разницы уровней) поступает в заднюю камеру (уровень там по принципу сообщающихся сосудов поднимается до уровня в передней камере) и далее изливается снова по безнапорному каналу.
Проанализировав типовой проект КНС (см. Главу 2), можно сразу определить, что потребуется проведение незначительных строительных работ на входе потока в насосную станцию, стоимость которых будет казаться незначительной в сравнении со стоимостью неучтенной воды.
А использование группы приборов, а не пары датчиков для УЗР дает более высокую точность РИ.
Разработка принципиально новой МВИ не требуется. Необходимо внести небольшие изменения касательно фазности в существующую методику.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации представлены результаты решения по развитию метрологического обеспечения измерения безнапорных многофазных потоков (расхода и количества). Предложенные решения базируются на обобщении опыта работы как эксплуатанта СИ, заинтересованного в достоверности результатов измерений, уменьшении погрешности измерения и простоте метода выполнения измерений, так и управляющих компаний, которые платят довольно большие суммы за сброс сточных вод.
Установив даже самый современный расходомер, получить точные данные о параметрах отводимого потока сточных вод почти нереально. Измерению параметров могут помешать различного рода факторы (например, засоры, фазность, кавитация и многие другие).
Сложнее всего получить параметры отводимых сточных вод в самотечной системе. Отсутствие давления и очень низкая скорость затрудняют измерения. В этом случае приходится использовать простые устройства, измеряющие только уровень жидкости, либо уровень и скорость.
В результате исследований в работе представлены решения конкретных задач и обоснованы следующие выводы и положения:
1. В результате проведенного анализа составляющих погрешностей измерения расхода безнапорных многофазных потоков, выявлены источники погрешностей измерения и учёта расхода.
2. Рассмотрены вопросы выбора метода измерения расхода и объема безнапорного потока сточной воды.
3. Рассмотрен типовой проект КНС с определением возможности/невозможности монтажа дополнительных средств для преобразования потока.
4. Предложено заменить безнапорный поток напорным, поскольку его расход может быть измерен наиболее точно. Проведен анализ эталонного средства (групповой меры) с целью комплектации её на смонтированную «входную» часть КНС. Данный вариант измерения является оптимальным с технической точки зрения, так как обеспечен всеми необходимыми СИ и МВИ.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 249; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!