Автомат контроля герметичности предназначен для обнаружения негерметичности отсечных электромагнитных клапанов и не допущения запуска газовой горелки в случае обнаружения утечек. Для тестирования клапанов на герметичность на горелке должно быть последовательно смонтировано два отсечных клапана.
Правила безопасности ПБ 12-529-03 предписывают оснащать схемой контроля герметичности горелки, работающие на природном газе и имеющие мощность более 1,2 МВт. В случае если мощность горелки неизвестна, то ее можно вычислить через величину расхода природного газа через горелку. При теплоте сгорания природного газа 35,84 МДж/нм3 каждые 10 нм3 объема потребляемого природного газа соответствует 0,1 МВт мощности горелки.
Типовой алгоритм работы автомата контроля герметичности рассмотрим на примере автомата TC 410 фирмы KromSchroder. Автомат контроля герметичности проверяет клапана V1 и V2 на герметичность в несколько этапов. На герметичность проверяются оба клапана, но отрытым одномоментно может быть только один из клапанов. Контроль давления, по результатам измерения которого определяется герметичность клапанов, осуществляется внешним настраиваемым датчиком давления с нормально разомкнутым контактом. Автомат контроля герметичности TC 410 может выполнять тестирование клапанов перед розжигом горелки или после выключения горелки.
На первом этапе тестирования клапана V1 и V2 закрыты, газ в межклапанном пространстве отсутствует, контакты датчика давления разомкнуты. Входное давление газа равно величине Pe, датчик давления настроен на срабатывание при повышении давления до величины Pz > Pe/2.
На электромагнитную катушку клапана V1 с автомата контроля герметичности подается напряжение питания (как правило, это 220В переменного тока). Клапан открывается на непродолжительное время, межклапанное пространство заполняется газом с давлением Pe. Происходит срабатывание датчика давления, так как Pz = Pe >Pe/2.
После этого катушка клапана V1 обесточивается, клапан V1 закрывается и создает совместно с закрытым клапаном V2 замкнутый объем. Автомат контроля герметичности запускает таймер со временем выдержки Tw. За это время давление газа внутри замкнутого объема не должно упасть ниже значения Pe/2. В случае наличия утечки через клапан V2 и падения давления газа ниже уровня Pe/2 автомат контроля герметичности формирует сигнал отказа и блокирует запуск горелки. Если давление газа в замкнутом объеме не опустилось ниже порогового значения, значит отсечной клапан V2 герметичен и схема переходит к тестированию клапана V1.
Клапан V2 открывается на короткое время (TL=2 сек) сбрасывая газ из межклапанного пространства. За это время давление газа должно упасть в идеале практически до нуля и контакты датчика давления должны разомкнуться.
Клапан V2 закрывается, запускается таймер Tm. Если клапан V1 негерметичен то давление газа в межклапанном пространстве начнет возрастать, что приведет к срабатыванию датчика давления и формированию автоматом контроля герметичности сигнала отказа. Розжиг горелки будет блокирован. Если за время Tm датчик давления не сработает, значит, клапан V1 герметичен. В этом случае формируется сигнал готовности «OK» и разрешается запуск горелки.
Если по требованиям безопасности или по технологии сброс природного газа через горелку во время тестирования на герметичность запрещен, то сброс осуществляется на свечу через вспомогательный клапан.
Время тестирования Ttest может настраиваться обслуживающим персоналом. Для автомата герметичностиTC410-1 оно может варьироваться в пределах 10…60 секунд, для автоматаTC410-10 – 100…600 секунд. Время тестирования это сумма времени ожиданияTwиTmи времени продувкиTL. Настройка осуществляется с помощью перемычек. Или как в автомате АКГ-1 компании «Прома» дисковыми цифровыми переключателями. Время тестирования зависит от входного давления газа, тестируемого объема и величины допустимых утечек. Допустимой считается утечка Vut (в л/ч) не превышающая 0,1% от максимального расхода газа (в нм3/ч) через горелку.
Тестируемый объем Vtest складывается из газовых объемов клапанов, которые приводиться в паспортах на клапана, и объема соединяющего их трубопровода. Автоматы контроля герметичности выпускаются как для внутрищитового монтажа, так и с креплением непосредственно на отсечные клапана. В этом случае он имеет встроенный датчик давления для измерения межклапанного давления.