Приборы уровнемеров к котлам
Уровнемерные колонки устанавливаются на барабане котла и предназначены для отслеживания уровня жидкости.
Свяжитесь с нами по телефону 8-800-101-71-20 или напишите на электронную почту po-almash@mail.ru, чтобы узнать больше о интересующем вас товаре и оформить заказ.
- Поддержание оптимального уровня воды в котле способствует снижению износа оборудования, увеличивая его срок службы и снижая затраты на ремонт и замену
- Автоматизация процессов и обеспечение надежной работы котла создают более безопасные и комфортные условия для операторов и обслуживающего персонала
Показаны все (3)
Уровнемерные колонки УК1 и УК2 в паровых котлах
- Колонки УК1 представляют собой однокамерные уровнемерные колонки, работающие только с электродными (кондуктометрическими) датчиками для сигнализации предельных уровней воды.
- Колонки УК-2 – двухкамерные (уравнительные), предназначены для подключения как электродных датчиков аварийного уровня, так и дифманометра (преобразователя перепада давления) для плавного измерения/регулирования уровня воды
- Все серийные котлы (Е, ДСЕ, ДКВр, ДЕ, КЕ) штатно оснащаются водоуказательными стеклами Ду10 Ру25 (визуальные указатели уровня) и соответствующей уровнемерной колонкой УК.
Назначение и применение уровнемерных колонок
Важно отметить, что уровнемерные колонки дополняют штатные водоуказательные приборы прямого действия, а не заменяют их. Согласно нормативным требованиям, каждый паровой котел должен быть оснащён как минимум двумя независимыми водоуказателями прямого действия (стеклянными указателями уровня). Например, котлы типа ДКВр снабжаются двумя смотровыми указателями уровня воды на барабане. Уровнемерные же колонки используются для дистанционного контроля и автоматической защиты: они сглаживают колебания уровня и позволяют крепить на себя датчики (электроды, дифманометры), не подвергая их прямому воздействию среды барабана. С начала 1990-х надежная автоматическая система защиты по уровню стала обязательной заменой устаревших легкоплавких предохранительных пробок, поэтому большинство современных котлов оснащаются УК-колонками, обеспечивающими работу этой автоматики.
Модели котлов, совместимые с УК-1 и УК-2
- ДКВр – двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы различной производительности (например, ДКВр-4-13, ДКВр-10-13 и др.). В конструкции котлов ДКВр предусмотрены патрубки на барабане для подключения сигнализаторов уровня воды к автоматике, что подразумевает установку уровнемерной колонки.
- ДЕ/ДСЕ – барабанные котлы унифицированных серий (например, ДЕ-10-14 ГМ, ДСЕ-2,5-14 ГМ и т.п.). Они также оснащаются барабанами с соответствующими выводами под уровень, и в практике автоматизации на них применяются УК-колонки (уровнемерные колонки упоминаются в контексте автоматизации котлов ДЕ, ДКВр, КЕ).
- КЕ – котлы серии КЕ (например, КЕ-10-14, КЕ-25-14), распространённые на ТЭЦ и промышленных объектах, так же совместимы с установкой УК-колонок для контроля уровня.
Помимо перечисленных, колонки этих типов могут применяться и на других паровых котлах с барабаном – фактически универсальность конструкции позволяет устанавливать их на любые котлы аналогичного давления и габаритов. В технической документации колонок прямо указано, что колонки УК подходят для котлов ДКВР, ДЕ, ДСЕ, КЕ и могут использоваться на других котлах при необходимости. Таким образом, все типичные модели паровых котлов среднего давления отечественного производства, оборудованные верхним барабаном, потенциально совместимы с УК-1 или УК-2. Конкретный тип колонки (УК-1 либо УК-2) подбирается исходя из требований к автоматике данного котла, как рассмотрено ниже.
Различия между колонками УК-1 и УК-2
- Исполнение (камерность): Колонка УК-2 – это двухкамерный уровнемер (наличие отдельной основной камеры “+” с постоянным уровнем конденсата и внутренней камеры “–” с переменным уровнем). Благодаря встроенной конденсационной камере, в УК-2 поддерживается постоянный уровень конденсата в основной (паровой) камере, что выравнивает температуру столбов воды и устраняет погрешность при измерении дифференциальным манометром. Колонка УК-1 считается упрощённой (однокамерной) – она не имеет отдельной конденсационной камеры. По сути, УК-1 представляет собой прямой соединительный сосуд для установки электродных датчиков. Оба типа подключаются к барабану двумя патрубками, но в УК-1 пар и вода находятся в общем объеме колонки, тогда как в УК-2 пар конденсируется в наружной камере, а уровень в внутренней камере соответствует уровню барабана.
- Поддерживаемые приборы: Колонки УК-1 имеют более ограниченный функционал – они предназначены главным образом для установки кондуктометрических (электродных) датчиков уровня и одного датчика давления. В верхней крышке УК-1 предусмотрено до трёх резьбовых отверстий М20×1,5 для монтажа электродов, что позволяет установить, например, датчики верхнего аварийного уровня, нижнего аварийного уровня и рабочий датчик насоса (или регулятора). Колонка УК-2 обладает универсальной конструкцией для подключения большего числа приборов. В УК-2 штатно имеется четыре резьбовых отверстия М20×1,5 под электродные датчики, что даёт возможность организации более сложной схемы контроля (например, два нижних и два верхних уровня для сигнализации и автоматического регулирования). Кроме того, конструкция УК-2 предусматривает отдельные штуцеры для подключения дифференциального манометра (преобразователя перепада давления) с токовым выходом. Таким образом, УК-2 позволяет реализовать непрерывное аналоговое измерение уровня (для индикации или пропорционального регулятора питания) помимо дискретной сигнализации электродами. В УК-1 же дифманометр напрямую не интегрирован – в её состав входит лишь сифонная трубка для подсоединения манометра или датчика давления, но без отдельной «+» камеры точность дифференциального измерения ниже.
- Массо-габаритные показатели: Оба типа изготавливаются в нескольких стандартных межфланцевых размерах (расстояние между центрами верхнего и нижнего фланцев) – 400, 630 и 1000 мм являются типовыми длинами (иногда встречаются и промежуточные, например 455 мм, в зависимости от конструкции котла). Колонки УК-2 несколько массивнее за счёт двойной камеры: например, масса УК-2 длиной 1000 мм порядка 32 кг, тогда как УК-1 той же длины около 25 кг. Внешне колонки отличаются деталями: у УК-2 более сложное верхнее днище (с большим числом патрубков/отверстий) и, как правило, на корпусе может быть маркировка “УК-2”. В остальном геометрические размеры (диаметр колонны, присоединительные фланцы Ду10 Ру25 и т.д.) для обоих типов аналогичны, так как они рассчитаны на однотипное присоединение к котлу.
Принципы подбора УК-1 vs УК-2 для котла
- Рабочее давление и точность измерения: При высоком давлении пара разность плотности воды и пара велика, и температурные погрешности могут существенно влиять на точность измерения уровня. УК-2 предпочтительна для котлов повышенного давления или большой паропроизводительности, где требуется стабильное и точное измерение – её двухкамерная конструкция устраняет температурную погрешность столбов жидкости. На котлах сравнительно низкого давления или малой мощности, где точность не критична и достаточно лишь сигнализации предельных уровней, может применяться более простая УК-1. Тем не менее обе колонки рассчитаны на одинаковое максимальное давление 25 кгс/см², поэтому формальных ограничений по давлению у УК-1 нет – вопрос в требуемой точности и надежности контроля.
- Необходимость непрерывного контроля уровня: Если по проекту предусмотрена система автоматического регулирования питания котла (например, пропорциональный регулятор уровня воды, передающий сигнал на клапан или частотный привод насоса), то обычно требуется установка дифференциального датчика уровня. В таком случае выбирают колонку УК-2, поскольку она обеспечивает подключение преобразователя перепада давления с токовым выходом и формирует стабильный дифференциальный сигнал уровня. УК-1 же не имеет полноценного отбора импульсов “+” и “–” для дифманометра (без модернизации), поэтому подходит лишь для двухпозиционного (релейного) управления насосами по электродным сигналам. Иными словами, при наличии автоматического регулятора уровня – требуется УК-2, при простой схеме включения/отключения питательного насоса по пределам – достаточно УК-1 с электродами.
- Количество необходимых сигнализаторов уровня: Как отмечено выше, УК-1 в стандартном исполнении допускает установку до 3 электродных датчиков, УК-2 – до 4. Если регламент безопасности требует две независимые ступени защиты по низкому уровню (например, предупредительная и аварийная сигнализация) и/или две ступени по высокому уровню, суммарно может потребоваться 4 датчика. В этом случае следует применять УК-2, способную вместить четыре электрода. Если же по схеме автоматизации достаточно трёх сигналов (например, аварийно низкий, аварийно высокий и один рабочий сигнал для насоса) – возможно использование УК-1. На практике, современные правила часто предусматривают два аварийных уровня (НУП и НУА – нижний предупреждающий и аварийный) и один верхний аварийный, что уже диктует применение УК-2. Также, если параллельно с электронами планируется установка местного электрического уровнемера непрерывного действия (например, емкостного или индуктивного), наличие дополнительного порта в УК-2 будет плюсом.
- Конструктивные особенности котла (габариты барабана): Геометрия барабана влияет на требуемое расстояние между точками отбора уровня. Колонки выпускаются разных типоразмеров L (400, 630, 1000 мм и др.). Правильно подобранная длина колонки гарантирует, что ее верхний и нижний фланцы совпадут по высоте с паровым и водяным пространством барабана. Подбор по диаметру/высоте барабана сводится к выбору подходящей длины УК (например, на небольшом барабане ДЕ-10-14 может подойти УК длиной 400 мм, а на высоком барабане ДКВр-20 – 1000 мм). Обычно завод-изготовитель котла в технической документации указывает рекомендованный тип колоноки и размер. Как правило, для малогабаритных котлов (Е-1,0; Е-2,5 т/ч) применяются короткие колонки (L=400), для средних (ДКВр-10; ДЕ-25) – средние (630 мм), для крупных – до 1000 мм и более. Сам выбор между УК-1 и УК-2 по габаритам барабана не влияет – оба типа имеют одинаковые варианты по длине.
- Требования нормативных документов: Правила устройства и безопасной эксплуатации котлов (ФНП, ПБ и т.д.) могут прямо или косвенно влиять на выбор. Например, отмена легкоплавких пробок требует наличия автоматической защиты от низкого уровня – обычно это выполняется с помощью электродной системы (УК-1 или УК-2). При проектировании котельной установки, если стандарты требуют наличия дистанционного указателя уровня (или регистратора уровня) на щите управления, то применяют систему с дифманометром – то есть колонку УК-2 с токовым выходом. Также, если предписано иметь резервирование сигнализации уровня, предпочтительнее УК-2 с большим числом датчиков. В отсутствие специальных требований можно руководствоваться экономической целесообразностью: УК-1 более простая и дешёвая (цена примерно в 1,5–2 раза нижеenergo-egas.ru), поэтому на небольших котлах с минимальной автоматикой её использование оправдано.
В целом, УК-1 обычно применяется для котлов низкого и среднего давления с простой схемой контроля (два-три электрода, релейное управление насосом). УК-2 выбирается для более ответственных котлов – работающих под высоким давлением, оснащённых автоматическим регулятором подачи воды или требующих повышенной надежности сигнализации уровня. Производитель колонок прямо называет УК-1 «упрощённой конструкцией» для подключения электродных датчиков, а УК-2 – «универсальной конструкцией» для подключения как электродов, так и дифманометра. Эти описания отражают области применения каждого типа.
Схемы подключения уровнемерных колонок к котлу
На верхней крышке колонки обычно располагаются штуцеры под электродные датчики уровня (они вворачиваются вертикально сверху внутрь колонки). Электроды подключаются к блокам сигнализации/регуляции и позволяют обнаруживать достижение критических уровней: при оголении электрода паром или наоборот погружении в воду меняется их проводимость, что фиксируется системой контроля. В колонке УК-1 имеется до трёх таких электродов, в УК-2 – до четырёх. Поскольку колонка напрямую сообщается с барабаном, эти электроды фактически чувствуют уровень барабана, но через колонку их эксплуатация надёжнее (меньше засоряются осадком, легче обслуживать вне непосредственного контакта с кипящей водой).
Для непрерывного измерения уровня на колонке устанавливают дифференциальный манометр (датчик перепада давления). Обычно один импульсный трубопровод от нижней части колонки (или специального нижнего штуцера) подводится к “–” входу датчика, а другой импульс от верхней камеры (постоянного уровня конденсата в УК-2 или парового объёма в УК-1) – к “+” входу датчика. На штуцерах колонки УК-2 обычно маркируются знаки “+” и “–” для правильного подключения дифманометра. Выходной сигнал такого датчика (4–20 мА или пневматический) передается на контроллер системы автоматизации, где отображается текущий уровень и задействуется регулятор питания или аварийная сигнализация.
Кроме того, на колонке часто предусмотрена сифонная трубка для манометра или датчика давления – она монтируется обычно в верхней части и служит для присоединения стандартного манометра контроля давления или же другого датчика (например, для защиты от превышения давления – хотя основным средством контроля давления остаётся манометр на самом барабане). Сама колонка обычно снабжается теплоизоляцией вместе с паропроводом к верхнему патрубку, чтобы минимизировать теплопотери и избежать локального переохлаждения столба воды, которое могло бы исказить показания уровня.
Стандартная обвязка включает также дренажный вентиль в нижней части колонны для периодического спуска воды (удаления шлама, проверки действия электродов “на сушу” и т.п.). Иногда в нижней крышке колонки имеется специальный дренажный штуцер. Запорные вентили на соединительных трубках к барабану необходимы, чтобы можно было отключить колонку при ремонте или проверке, не спуская давления из самого котла. При отключённой колонке контроль уровня временно ведётся только по стеклянным водоуказателям.
В некоторых проектах один из указателей уровня прямого действия крепится не напрямую к барабану, а к уровнемерной колонке. Такой вариант позволяет успокаивать движение воды перед стеклом и снижает риск закупорки кранов указателя на барабане. Практика показывает, что установка указателя уровня на колонке улучшает наблюдаемость уровня и уменьшает его загрязнение. Тем не менее чаще водоуказатели монтируются на отдельные патрубки барабана, независимо от колонки. Стандартная схема котла ДКВр, например, предусматривает два смотровых стеклянных указателя на передней стороне барабана и отдельно два импульсных штуцера на переднем днище барабана для подключения автоматических сигнализаторов уровня (через колонку).
