книги из ГПНТБ / Зайцев В.П. Автоматизация судовых холодильных установок
.pdf
В. П. Зайцев А. Г. Ионов
АВТОМАТИЗАЦИЯ
СУДОВЫХ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
УСТАНОВОК
И з д а н и е 2-е, переработанное и дополненное
тролыый
Калининградское книжное издательство 1973
6Т4.1 3 — 17
Гос.публичная |
. |
н а у ч н о - т е х н и ч н а я |
|
б и б л и о т е к а С О ї ' Г |
f |
Э К З Е М П Л Я Р |
1 |
Зайцев В. П., Ионов А. Г. |
|
|
|
|||
3—17 |
Автоматизация |
судовых холодильных |
установок. |
|||
Изд . 2-е, переработ, и доп. Калининград, |
Кн. изд-во, |
|||||
1973. |
|
|
|
|
|
|
|
186 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
З а годы, прошедшие с момента издания первой книги А. Г. Иокоаа |
|||||
«Автоматизация судовых |
холодильных установок» |
(1966 |
г.), на флоте |
|||
рыбной промышленности |
произошли существенные |
изменения. |
||||
|
В книге показаны основные приборы автоматического |
регулирова |
||||
ния, защиты и контроля, их использование в судовых холодильных ус |
||||||
тановках с ротационными |
и винтовыми компрессорами, |
обобще н опыт |
||||
их |
эксплуатации. |
|
|
|
|
|
|
Книга предназначена дл я инженерно-технических работников, ре |
|||||
фрижераторных механиков судов рыбопромыслового флота |
и м о ж е т |
|||||
быть использована |
студентами вузов и средних учебных заведений . |
|||||
|
0316-015 |
9 _ 7 |
3 |
|
6 Т 4 _ , |
|
|
М144(03)—73 |
|
|
|
|
|
©Калининградское книжное издательство 1966 г.
©Калининградское книжное издательство, 1973 г., с изменениями.
В В Е Д Е Н И Е
Р ы б о п р о м ы ш л е н н о му флоту, в состав которого входят до бывающие, о б р а б а т ы в а ю щ и е и транспортные суда, принадле жит р е ш а ю щ а я роль в производстве рыбопродуктов. Ныне около 90% всей добываемой рыбы приходится на морской и океанический флот и 88% всей продукции вырабатывается непосредственно на судах в районах промысла. При таком значении рыбопромышленного флота и сосредоточении на добывающих и обрабатывающих судах основного производ ства применение на флоте средств автоматизации является важнейшим фактором технического прогресса, позволяющим
существенно повысить |
производительность |
труда |
судовых |
|||||
экипажей, |
перейти на |
обслуживание |
многообразного |
судово |
||||
го |
оборудования — энергетического, |
силового, |
холодильно |
|||||
го |
и др. с |
сокращенной вахтой |
и |
повысить |
эффективность |
|||
его |
использования, |
снизить |
эксплуатационные |
расходы, |
||||
повысить |
безопасность |
мореплавания и улучшить |
условия |
|||||
труда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В настоящее время |
п о д а в л я ю щ а я |
часть |
добывающих, об |
||||
р а б а т ы в а ю щ и х и транспортных судов, а крупнотоннажные — целиком, является рефрижераторными судами. Судовые холодильные установки можно разделить на провизионные, производственные и климатические. В соответствии с их на
значением определяется |
объем и |
средства |
автоматизации . |
||
Р а з л и ч а ю т частичную, комплексную |
и полную автоматиза |
||||
цию. При частичной автоматизации |
автоматизированы |
толь |
|||
ко отдельные |
операции, |
при комплексной — не |
только |
основ |
|
ные операции, |
но и вспомогательные. П о д полной автомати |
||||
зацией понимается автоматизация всей установки, т. е. функ
ционирование всего комплекса без обслуживающего |
персона |
||||
ла на |
протяжении |
определенного |
эксплуатационного |
периода. |
|
В |
соответствии |
с П р а в и л а м и |
Регистра |
С С С Р начиная с |
|
1971 |
года суда по |
степени автоматизации |
классифицируются |
||
следующим образом.
...Если системы и устройства автоматизации |
удовлетворя |
ют требованиям П р а в и л и спроектированы таким |
образом, что |
судно может эксплуатироваться без вахты в машинном от
делении, то к символу класса |
судна |
добавляется |
один |
из |
|||
знаков автоматизации А1 или |
А2, которые означают: |
|
|||||
А1—-судно может эксплуатироваться без |
постоянной |
вах |
|||||
ты в машинном отделении и в центральном |
посту |
управле |
|||||
ния и контроля |
( Ц П У ) ; |
|
|
|
|
|
|
А2 — судно может эксплуатироваться |
без |
постоянной |
вах |
||||
ты в машинном отделении, но |
с постоянной |
вахтой |
в Ц П У . |
||||
Знаки автоматизации А1 и А2 вносятся в классификаци |
|||||||
онное свидетельство в общий символ класса |
после постройки |
||||||
и проведения испытаний |
судна |
и оформления акта на систе |
|||||
мы и устройства |
автоматизации . |
|
|
|
|
||
Производственные холодильные установки, предназначен |
|||||||
ные для з а м о р а ж и в а н и я |
рыбы |
и ее последующего |
хранения, |
||||
выработки льда |
и т. д., |
как |
правило, |
имеют комплексную |
|||
автоматизацию, характеризующуюся рациональным для дай ной установки объемом автоматизации. Эти установки тре
буют |
постоянного |
квалифицированного обслуживания, т а к |
как |
на них целый |
ряд периодически повторяющихся процес |
сов выполняется вручную: пуск компрессоров, снятие снего вой «шубы» с батарей и т. д.
Холодильные |
установки, обслуживающие |
провизионные |
камеры, полностью автоматизированы и за их |
работой ведет |
|
ся периодическое |
наблюдение. |
|
Климатические |
холодильные установки, предназначенные |
|
для обслуживания систем кондиционирования воздуха, дол жны обеспечивать необходимый температурно - влажностиый
режим и состав воздуха в ж и л ы х и |
производственных поме |
||||
щениях. |
При |
этом в связи с резкопеременной |
тепловой и |
||
влажностной |
нагрузкой автоматика |
д о л ж н а обеспечить |
ре |
||
гулирование режимных параметров в широком диапазоне . |
|||||
Судовые холодильные установки по своему устройству |
|||||
отличаются значительным разнообразием . Существуют |
схе |
||||
мы с поршневыми, ротационными и |
винтовыми |
компрессора |
|||
ми одно- |
и двухступенчатого с ж а т и я |
с промежуточным |
сосу |
||
дом и водяным холодильником. Они работают в специфиче ских условиях, что в значительной степени усложняет их ав
томатизацию |
и эксплуатацию . Удаленность районов |
промыс |
||||
л а |
от |
береговых баз, ограниченное |
число |
обслуживающего |
||
персонала, наличие на борту судна |
большого количества |
|||||
вредного для |
здоровья э к и п а ж а холодильного агента |
(амми |
||||
а к а ) , |
разветвленные системы трубопроводов, |
резкие |
колеба |
|||
ния |
тепловых |
нагрузок, связанные с |
колебаниями |
внешних |
||
условий, длительная работа холодильных установок в усло виях морской качки и вибрации — все это предъявляет осо-
бые требования |
к приборам |
автоматики и схемам автомати |
|
зации |
судовых холодильных |
установок: |
|
—• |
приборы |
автоматики |
должны надежно обеспечивать |
выполнение функциональных операций в период гарантиро ванного срока обслуживания;
— приборы автоматики д о л ж н ы определять опасные от клонения режимных параметров при минимальных з а т р а т а х
времени; |
|
— системы |
автоматики д о л ж н ы иметь устройства контро |
ля исправности |
приборов перед их включением. |
Уровень автоматизации судовых холодильных установок значительно возрос с внедрением винтовых компрессоров, ра ботающих на фреонах, что позволило создать полностью ав томатизированные системы управления и отказаться от по
стоянной вахтенной службы в |
рефрижераторном отделении. |
||
На 'основании опыта постройки и |
эксплуатации |
рыбопро |
|
мысловых автоматизированных |
судов |
с сокращенным экипа |
|
жем определен рациональный |
объем |
автоматизации, |
который |
восновном состоит из следующих комплексов:
—плавного регулирования холодопроизводительности компрессоров;
— регулирования температуры и влажности воздуха в о х л а ж д а е м ы х помещен и ях;
—регулирования уровня холодильного агента в аппара
тах;
—регулирования давления конденсации;
—выпуска воздуха из системы, определения утечки холо дильного агента, перепуска масла из аппаратов и т. д.
Правильно выбранный объем автоматизации холодильной установки в сочетании с совершенными приборами автома тики позволяет создать гибкую систему управления, обеспе чивающую надежную эксплуатацию холодильной установки.
В этой связи большой интерес представляют холодильные установки с повышенным объемом автоматизации и центра лизации систем управления и контроля, соответствующие знаку А2, на судах - рефрижераторах типа «Остров Русский», «Амурский залив», «Карл Либкнехт», работа которых обес печивается в течение 16 часов без наблюдения вахтенной службы .
На транспортном рефрижераторе «Карл Либкнехт» на по сту управления холодильной установкой имеется устройство для автоматического опроса нагрузки, настройки произво дительности воздухоохладителей, автоматического согласова ния производительности компрессора с температурой воздуха в трюмах и автоматической оттайки снеговой «шубы» с воз духоохладителей трюмов. Мнемонические схемы предусмот рены на общем посту управления холодильной установкой и
в центральном посту управления в отделении главной |
м а ш и |
ны. В Ц П У предусматривается т а к ж е автоматическое |
печа |
тание основных параметров контроля и неисправностей с п о дачей сигналов. Опыт эксплуатации таких установок п о к а з а л надежность и эффективность примененных устройств п схем..
Эти |
решения найдут |
дальнейшее применение |
на |
'судах. |
||
Н а |
отечественных |
рыбопромысловых |
судах, |
предполагае |
||
мых |
к |
постройке в ближайшие годы, у ж е |
на |
стадии проекти |
||
рования уровень автоматизации определился в основном и с
ходя из его соответствия знаку А2. Это суда типа |
|
«Берингов |
||||||||||
пролив», «Горизонт», «Баренцево море», «Меридиан». Из |
су |
|||||||||||
дов, строящихся за рубежом, по уровню автоматизации |
х о |
|||||||||||
лодильной |
установки |
знаку |
А2 соответствует траулер |
|
т и п а |
|||||||
«Прометеи». На |
этом |
судне |
Ц П У |
предполагается |
р а с ш и ф р о |
|||||||
ванная по п а р а м е т р а м 'Сигнализация контролируемых |
вели |
|||||||||||
чин |
защиты |
установки, запись параметров работы |
установки! |
|||||||||
с 'оповещением об отклонении режимных параметров . |
Ц П У |
|||||||||||
оборудован мнемонической схемой с органами |
дистанцион |
|||||||||||
ного |
управления |
компрессорами, |
вентиляторами, |
|
насосами . |
|||||||
Внедрение холодильных установок с указанным |
объемом! |
|||||||||||
автоматизации |
позволит |
значительно |
повысить |
|
эффектив!- |
|||||||
ность их эксплуатации и сократить обслуживающий |
'Персо |
|||||||||||
нал, |
что особенно в а ж н о |
д л я судовой |
рефрижерации . |
|
|
|||||||
Глава I
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ СУДОВЫХ Х О Л О Д И Л Ь Н Ы Х УСТАНОВОК
§ 1.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Средства автоматизации выполняют следующие функции: управление, регулирование, сигнализация, контроль, защита и блокировка.
Автоматическое управление предназначено д л я дистанци онного пуска или остановки механизмов, выполнения вспо
могательных операций, |
например, для снятия |
снеговой «шу |
||
бы» с батарей, выпуска |
масла |
и воздуха из аппаратов . |
||
Системы |
автоматического |
регулирования |
поддерживают |
|
параметры |
эксплуатационных |
режимов в заданных пределах |
||
или изменяют их по определенному закону. В холодильных
установках с помощью автоматических устройств |
регулиру |
ют температуру в трюмах и морозильных камерах, |
темпера |
туру а м м и а к а или фреона и хладоносителя, производитель ность компрессора и т. д.
Устройства автоматического контроля осуществляют из
мерение |
и запись параметров р е ж и м а холодильной |
установ |
||||||||||
ки |
(температуры |
воздуха в трюмах, давления |
холодильного |
|||||||||
агента, |
расхода |
рассола, |
масла |
и в о д ы ) . |
Автоматический |
|||||||
контроль |
подразделяется |
(в |
зависимости от |
места |
наблюде |
|||||||
ния) |
и а |
местный и дистанционный. Автоматическая |
сигнали |
|||||||||
зация |
с |
помощью звуковых и световых сигналов извещает |
||||||||||
обслуживающий персонал о включении или остановке |
от |
|||||||||||
дельных |
устройств, |
а т а к ж е |
предупреждает |
об |
опасном |
от |
||||||
клонении контролируемых |
параметров . |
|
|
|
|
|||||||
Автоматическая з а щ и т а предотвращает аварию |
агрегата |
|||||||||||
или |
всей |
установки |
при опасном |
отклонении |
контролируемых |
|||||||
параметров от предельных значений. |
|
|
|
|
||||||||
Автоматическая |
блокировка |
взаимосвязывает |
несколько |
|||||||||
отдельных устройств холодильной установки, при изменении состояния одного из которых изменяется состояние другого устройства.
При автоматизации холодильных установок применяются разнообразные приборы автоматического управления, регу лирования, контроля и защиты . Техническими средствами
а в т о м а т и з а ц ии холодильных установок являются реле темпе ратуры, регуляторы уровня, термометры сопротивления, сильфонные и мембранные датчики давлений и т. д. Боль шинство используемых исполнительных механизмов являют ся электрическими, 'поэтому на автоматизированных холо дильных установках распространены в основном электриче
ские |
системы автоматики. Широкое внедрение получает так |
ж е |
пневмоавтоматика . |
Современная судовая холодильная установка включает |
|
общий щит управления с мнемонической схемой, автоматиче ские регулирующие и контрольно-измерительные приборы, устройства автоматической сигнализации и защиты, приборы для учета часов работы машин и механизмов. На некоторых автоматизированных судах начали применяться электронно-
вычислительные машины (в Ф Р Г - — 6 и |
во |
Франции — 2 |
||||||||||||
транспортных |
р е ф р и ж е р а т о р а ) . Э В М |
могут |
быть |
экономиче |
||||||||||
ски выгодны при условии, если количество |
решаемых |
задач |
||||||||||||
достаточно велико и сами задачи |
обширны. |
|
|
|
|
|
||||||||
В |
процессе |
эксплуатации |
судовых |
холодильных |
установок |
|||||||||
в соответствии |
|
с П р а в и л а м и |
Регистра |
С С С Р |
приборы |
авто |
||||||||
матики |
подвергаются |
классификационному |
освидетельство |
|||||||||||
ванию |
(таблица |
1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
1 |
|
|
|
|
|
|
Квалификационные |
операции 4 -летнего цикла |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
освидетельствования |
|
|
|
|
||||
|
Объект |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
|
|
освидетельствования |
|
6-м:- |
1-е еже |
6-мс- |
2-е |
|
6-ме |
3-е |
6-ме- |
- |
||||
|
|
|
|
|
возоб |
|||||||||
|
|
|
|
сячное |
годное |
сячиое |
ежегод |
сячное |
ежегод |
сичное |
повлен. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
ное |
|
класса |
|
|
4.13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольно-изме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рительные прн- |
|
|
Е |
|
Е |
|
|
|
Е |
|
Е |
|
||
4.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
автома |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приборы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тики |
холодиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных установок ді |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
контейнеров: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1) регулирую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
щей |
автома |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тики |
системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
холодильного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
агента . . |
|
|
р |
|
р |
|
|
|
р |
|
Р |
|
||
2) |
защитной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
автоматики |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
компрессоров . |
|
р |
|
р |
|
|
|
р |
|
Р |
|
|||
4.15 |
|
|
. |
с |
с |
с |
с |
|
с |
|
с |
с |
С ' |
|
Запасные части |
|
|
|
|||||||||||
П р и м е ч а н и е . Р — проверка |
в |
действии механизмов |
и устройств, |
их |
на |
|||
ружный |
осмотр; |
Е — проверка |
наличия |
действительных документов или |
клейм |
о |
||
проверке |
приборов |
(легализации), |
если |
они подлежат таковой; |
С — н а р у ж н ы й |
осмотр. |
||
Н и ж е рассматриваются основные 'приборы и схемы а в т о матики современных рефрижераторных судов рыбной п р о мышленности. Наибольшее внимание уделено холодильным, установкам судов, построенных за рубежом, так как по ним; литература практически отсутствует.
§ 2.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ОХЛАЖДАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Д л я поддержания постоянной температуры в охлаждае мых помещениях следует в соответствии с колебанием теп ловой нагрузки изменять производительность -охлаждающих,
устройств |
и соответственно компрессора. При этом необходи |
||||||
мо выполнить |
условие: |
|
|
|
|
||
|
|
|
Qo=Ko-Fo(tu—to) |
Тц |
|
|
|
_ |
|
|
|
|
ккал |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Qo. — |
тепловая нагрузка охлаждаемого помещения, |
час |
;: |
||||
Ко — |
коэффициент |
теплопередачи охлаждающего устрой-- |
|||||
|
|
|
ккал |
|
|
|
|
|
|
ства, — |
— ; |
|
|
|
|
F0 |
|
|
м2-час- |
С |
|
|
|
— |
поверхность |
охлаждения |
охлаждающего устройст |
||||
tK |
|
ва, |
м2; |
|
|
|
|
— |
температура |
воздуха в о х л а ж д а е м о м помещении, °С;: |
|||||
t0 |
— |
температура |
холодильного агента, °С; |
|
|
||
Т в и л |
—- |
время включения охлаждаемого устройства, |
час; |
|
|||
т ц |
— |
продолжительность цикла, равная сумме времени: |
|||||
|
|
охлаждения |
и отепления |
помещения за цикл, |
час. |
|
|
В автоматизированных холодильных установках 'необхо димый температурный режим поддерживается с помощьюрегуляторов температуры или давления . Эти приборы имеют'
чувствительный элемент и регулирующий |
орган. Назначени |
||||
ем |
чувствительного |
элемента |
является |
восприятие |
измене |
ния регулируемой величины. Регулирующий орган |
воздейст |
||||
вует |
на регулируемый |
объект |
в зависимости от импульса, п о |
||
лучаемого от чувствительного |
элемента. Р а з л и ч а ю т |
регулято |
|||
ры прямого действия, в которых регулирующий орган пере мещается непосредственно от усилия, развиваемого чувст
вительным |
элементом, |
и непрямого, в |
которых |
регулирую |
|
щий орган перемещается с помощью |
энергии |
от посторон |
|||
него источника. Регуляторы разделяются « а два |
типа: |
пози |
|||
ционного |
и плавного |
действия. Если |
регулирующий |
ор |
|
ган может |
занимать только два положения: «открыто» и |
«за- |
|||