
- •Конспект лекций
- •Введение
- •Раздел I
- •Глава 1
- •1.2. Элементы систем автоматического регулирования
- •1.2.1. Чувствительные элементы и датчики
- •1.2.2. Усилители
- •1.2.3. Электромагнитные реле
- •1.3. Объекты регулирования
- •1.3.1. Дифференциальное уравнение динамики объекта
- •1.3.2. Решение дифференциального уравнения
- •1.4. Автоматические регуляторы
- •1.4.1. Взаимодействие объекта и регулятора
- •X(t) — регулирующее воздействие; g(t) — управляющее воздействие
- •1.4.2. Выбор типа и настройки регулятора
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 2 передаточные функции и частотные характеристики
- •2.1. Передаточная функция
- •2.2. Частотная характеристика
- •2.3. Типовые динамические звенья
- •2.4. Соединение звеньев, алгебра передаточных функций
- •2.5. Уравнение динамики замкнутой системы
- •Глава 3
- •3.2. Критерий устойчивости Гурвица
- •3.3. Критерий устойчивости Михайлова
- •3.4. Качество регулирования
- •Раздел II
- •Глава 4
- •4.2. Задачи автоматизации котельной установки
- •4.3. Регулирование уровня воды в барабане котла
- •4.3.1. Одноимпульсная сар уровня воды с термогидравлическим регулятором
- •4.3.2. Одноимпульсная сар уровня воды с изодромным регулятором типа «Аскания»
- •4.3.3. Многоимпульсные регуляторы уровня воды
- •4.3.4. Регулирование производительности котельно-питательного насоса
- •4.4. Регулирование температуры перегретого пара
- •4.4.1. Регулирование температуры впрыском конденсата
- •4.4.2. Регулирование температуры в поверхностных пароохладителях
- •4.5. Регулирование горения
- •4.5.1. Схема регулирования горения с параллельным включением контуров
- •Осушение
- •4.5.2. Схема регулирования горения с последовательным включением контуров
- •4.6. Системы защиты и сигнализации котлов
- •4.7. Регулирование вспомогательных и утилизационных котлов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 5 автоматизация паротурбинных установок
- •5.1. Регулируемые величины пту
- •5.2. Регулирование частоты вращения вала
- •5.3. Регулирование давления пара в уплотнениях
- •5.4. Регулирование давления в системе отбора пара
- •5.5. Регулирование температуры масла в системе смазки
- •5.6. Системы защиты паротурбинной установки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 6 автоматизация газотурбинных установок
- •6.1. Основные характеристики гту
- •6.2. Регулирование частоты вращения ротора
- •6.3. Регулирование температуры газа
- •6.4. Системы защиты газотурбинной установки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 7 автоматизация судовых дизельных установок
- •7.1. Общие вопросы автоматизации
- •7.2. Регулирование частоты вращения
- •7.2.1. Классификация регуляторов частоты вращения
- •1, 3, 4, 5 — Винтовые характеристики; 2 — внешняя характеристика;
- •7.2.2. Схемы регуляторов частоты вращения
- •7.2.3. Регулирование частоты вращения параллельно работающих дизелей
- •7.3. Регулирование температуры охлаждающей среды
- •7.3.1. Регуляторы температуры
- •Перепуск
- •7.3.2. Динамика сар температуры
- •7.4. Регулирование температуры наддувочного воздуха
- •7.5. Регулирование вязкости тяжелого топлива
- •7.6. Системы сигнализации и защиты
- •Параметры, подлежащие индикации, сигнализации и защите, для автоматизированных дизельных судов
- •7.7. Системы дистанционного автоматизированного управления
- •7.8. Системы централизованного контроля (сцк)
- •7.9. Перспективы развития автоматизации
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 8 автоматизация вспомогательных механизмов и систем
- •8.1. Автоматизация механизмов, обслуживающих энергетическую установку
- •8.1.1. Конденсатная система
- •8.1.2. Конденсационная установка
- •8.1.3. Система подготовки топлива
- •8.1.4. Система сжатого воздуха
- •8.2. Автоматизация холодильных установок провизионных камер
- •8.2.1. Регулирование температуры в холодильных камерах
- •8.2.2. Регулирование холодопроизводительности компрессоров
- •8.2.3. Регулирование заполнения испарителя жидким хладагентом
- •8.2.4. Регулирование давления конденсации
- •8.2.5. Автоматическое удаление воздуха из системы
- •8.2.6. Регулирование уровня масла в маслоотделителе
- •8.2.7. Удаление инея с охлаждающих батарей
- •8.3. Автоматизация установок кондиционирования воздуха
- •8.4. Автоматизация противопожарных систем
- •8.4.1. Противопожарная сигнализация
- •8.4.2. Система пожаротушения
- •8.5. Автоматизация балластно-осушительных систем
- •8.6. Вопросы охраны труда
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература
- •Оглавление
- •98309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
8.2.5. Автоматическое удаление воздуха из системы
При попадании воздуха в систему давление в конденсаторе возрастает на величину парциального давления воздуха. Одна из возможных схем автоматического удаления воздуха показана на рис. 124.
Рис. 124. Схема системы автоматического удаления воздуха
из холодильной машины
Действие этого устройства основано на измерении разности давления в конденсаторе и давления, соответствующего температуре конденсации. Для измерения давления конденсации в коллекторе, соединяющем конденсатор (К) с ресивером (Р), помещен термобаллон, заполненный тем же холодильным агентом, что и машина. Давление, развивающееся в термобаллоне, соответствующее температуре конденсации, подведено с одной стороны мембранного устройства. Вторая полость мембранного устройства соединена с конденсатором. Когда в системе воздуха нет, клапан, на который воздействует мембранное устройство, закрыт. При появлении воздуха в конденсаторе давление в соответствующей полости мембранного устройства увеличится, клапан откроется и выпустит смесь воздуха и хладагента в воздухоотделитель (ВО), откуда сконденсировавшийся хладагент будет перепущен в испаритель, а воздух удален в атмосферу.
8.2.6. Регулирование уровня масла в маслоотделителе
Для возврата смазочного масла, уносимого во время работы компрессора вместе с холодильным агентом, предусматриваются специальные устройства, необходимость и конструкция которых определяются взаимной растворимостью масла и хладагента.
В холодильных машинах, работающих на фреоне-12, который обладает полной взаимной растворимостью со смазочным маслом, не требуется специальных устройств для возврата смазочного масла в компрессор.
Для холодильных машин, работающих на аммиаке, который обладает незначительной взаимной растворимостью с маслом, для возврата масла в компрессор устанавливают маслоотделитель с регулятором уровня, одна из возможных схем которого, с пропорциональным регулятором температуры ПРТ, показана на рис. 125.
Рис. 125. Схема САР уровня масла в маслоохладителе
При повышении уровня масла до термобаллона температура в нем понижается, регулятор открывает клапан и происходит продувание масла в картер компрессора.
8.2.7. Удаление инея с охлаждающих батарей
Иней, образующийся на охлаждающих батареях, уменьшает коэффициент теплопередачи батарей и ухудшает работу холодильной установки. В связи с этим предусматриваются различные устройства для периодического удаления инея. Способы удаления инея определяются в первую очередь температурным режимом охлаждаемого помещения (плюсовая или минусовая температура), а также системой охлаждения (рассольная, непосредственного охлаждения).
Наибольшее распространение получили способы с применением программного реле, которое периодически (несколько раз в сутки) останавливает компрессор, а оттаивание инея осуществляется с помощью электрического нагревателя.
8.3. Автоматизация установок кондиционирования воздуха
Судовые установки кондиционирования воздуха разделяются на летние, в которых осуществляются только охлаждение и осушение воздуха; зимние, в которых производятся подогрев и увлажнение воздуха, и установки для круглогодичной работы, которые в зависимости от времени года работают по летнему либо по зимнему циклу. Кроме того, системы кондиционирования могут работать по разомкнутому циклу либо с рециркуляцией, при которой наружный воздух смешивается с воздухом из помещений.
В судовых установках применяют разнообразные схемы и способы регулирования. Рассмотрим типовые схемы САР кондиционирования.
Рис. 126. Схемы подогрева воздуха:
а — двухступенчатый, без рециркуляции; б — с рециркуляцией:
1 — датчики температуры; 2 — регулирующие органы подачи теплоносителя;
3 — калориферы; 4 — регулирующие заслонки; 5 — приводы заслонок
На рис. 126 изображены возможные схемы подогрева воздуха без рециркуляции и с рециркуляцией. Изменение подачи греющего пара в калориферы 3 осуществляется с помощью регулирующего органа 2, на который воздействует чувствительный элемент температуры 1. Одновременно чувствительный элемент температуры воздействует на приводы 5 регулирующих заслонок 4.
Схема увлажнения воздуха приведена на рис. 127. Датчики влажности 4, установленные в охраняемом помещении, воздействуют на регулирующие органы 3, которые изменяют либо подачу воды к форсункам 2, либо количество пара в калорифер.
В схемах летнего кондиционирования охлаждение воздуха осуществляется либо за счет теплообмена воздуха в поверхностном охладителе, либо путем впрыска в поток воздуха распыленной воды. Второй способ целесообразно применять в том случае, когда охлаждаемый воздух имеет малую относительную влажность.
Схема установки для охлаждения воздуха впрыском воды приведена на рис. 128.
Рис. 127. Схемы регулирования влажности:
а — изменением подачи воды к распылителям;
б — изменением подачи теплоносителя:
1 — калорифер; 2 — водяные форсунки;
3 — регулирующий орган; 4 — датчик влажности
Осушение воздуха осуществляется либо путем охлаждения его, при котором получается выпадение влаги, либо путем абсорбирования, т.е. поглощения влаги с помощью химических веществ.
Рис. 128. Схема САР охлаждения воздуха:
1 — регулятор температуры; 2 — водяные форсунки;
3 — охладитель воды
Первый способ осушения наиболее целесообразен, так как при этом удается обеспечить так называемую зону комфорта.
Схема установки летнего кондиционирования, обеспечивающей поддержание необходимой разности температур между воздухом внутри помещений и снаружи, а также наилучшей относительной влажности его, которые регламентируются санитарно-гигиеническими нормами, приведена на рис. 129.
Рис. 129. Схема САР летнего кондиционирования:
1 — датчик автокорректора; 2 — регулятор температуры; 3 — чувствительный элемент регулятора температуры; 4 — то же, регулятора
влажности; 5 — регулятор влажности; 6 — исполнительный механизм
Автокорректор автоматически изменяет уставку регуляторов температуры 2 и влажности 5 в зависимости от изменения внешних условий таким образом, чтобы обеспечивалась определенная разность между температурой наружного воздуха и воздуха в помещении. Чувствительные элементы 3 и 4 этих регуляторов установлены в обслуживаемом помещении. Регулирование перечисленных величин осуществляется регуляторами как непрерывного, так и прерывистого действия, выполненными на основе электрической, пневматической либо другой стандартной аппаратуры.