3.1. Функциональная схема автоматического регулирования производительности компрессорной установки.

Автоматический регулятор

Возмущающее

воздействие

1

3

4

5

2

Y₀ Y₀-Y Y₁ X

6

Рисунок 3 - Функциональная схема автоматического регулирования производительности компрессорной установки:

1 – задатчик;

2 – устройство сравнения сигналов;

3 – усилительный и преобразующий блок;

4 –регулирующий орган;

5 – объект регулирования;

6 – измерительный элемент;

На рисунке 3 показана функциональная схема автоматического регу­лирования производительности компрессорной установ­ки. Система регулирования представляет собой замкнутую систему автоматической стабилизации для поддер­жания заданного давления, работающую по отклонению фактической величины от заданной, которое создает воздействие, направленное на ликвидацию этого откло­нения. Регулирующий орган компрессора, изменяя про­изводительность компрессорного агрегата,

приводит ее в соответствие с потреблением сжатого воздуха.

Основными требованиями, предъявляемыми к систе­ме регулирования, являются:

1.Плавность изменения про­изводительности;

2.Экономичность;

3.Простота

4.Надежность устройства;

5.Компактность

6.Удобство эксплуатации.

По характеру изменения производительности различают следующие виды регулирования:

1.Прерывистое, осу­ществляемое периодическим прекращением подачи воз­духа;

2.Ступенчатое на 25, 50, 75, 100%;

3.Плавное.

Для регулирования применяют пять основных спосо­бов:

1.Воздействие на привод компрессора;

2.Воздействие на клапан всасывающего или перепускного трубопрово­да;

3.Воздействие на клапаны цилиндров;

4.Изменение мерт­вого пространства цилиндров;

5.Изменение хода поршня.

Наибольшее распространение получило регулирова­ние путем изменения мертвого пространства цилиндров н изменения хода поршня, но наиболее экономичным, хотя и более сложным, является принцип регулирова­ния с воздействием на привод компрессора — изменение частоты вращения двигателя.

4. Автоматический контроль и защиты компрессорных установок.

Компрессорные агрегаты и станции как объекты ав­томатизации делятся на функциональные элементы:

1.Воздушный тракт;

2.Система охлаждения;

3.Система маслосмазки;

4.Система регулирования;

5.Электропривод;

6.Узлы механизма движения.

Каждый из элементов характе­ризуется рядом параметров, определяющих режим рабо­ты компрессорных станций и поэтому подлежащих авто­матическому контролю. К этим параметрам относятся:

1.Общие технологические - температура (воды, воздуха, масла, подшипников компрессора и электродвигателя, обмоток электродвигателя);

2.Расход и давление (возду­ха, воды, масла);

3.Уровень (воды, масла);

4.Пара­метры характеризующие механическую исправность узлов компрессорного агрегата (вибрация, уровень шу­ма, осевой сдвиг ротора турбокомпрессора);

5.Режим работы электропривода (напряжение, ток, мощность).

Контроль и регулирование температуры

Безопасность работы компрессорной станции во многом зависит от нормального теплового режима узлов компрессорных агрегатов.

Опыт эксплуатации станций, оборудованных поршне­выми и турбокомпрессорами, позволил определить оп­тимальную совокупность мест контроля температуры.

При превышении температуры контролируемой сре­ды допустимых значений нарушается режим и поэтому требуется немедленное устранение причин, вызвавших его, и принятие мер против развития аварии.

Критическим параметром безопасной работы ком­прессорного агрегата является температура воздуха. Сезонные и суточные колебания температуры наружного воздуха, нарушение условий охлаждения сжатого воз­духа, переменное потребление воздуха комплексно или в отдельности изменяют установившиеся процессы теп­лообмена и при неблагоприятных условиях могут при­вести к перегреву воздуха до 200°С. Перегрев особенно опасен для поршневых компрессоров, в которых для смазки цилиндров применяют масла, образующие с воз­духом смесь, способную при такой температуре детони­ровать. Это обстоятельство определяет необходимость эффективного контроля температуры воздуха.

Весьма важен контроль температуры смазки подшип­ников, так как при нарушении режима работы системы смазки или перегрузке компрессора подшипники могут перегреться (более 70°С) и вызвать выплавление вкла­дышей и выход из строя агрегата. Для предупреждения перегрева подшипника необходимо контролировать его температуру непосредственно у поверхности трения. Обычно температура смазки турбокомпрессоров не только контролируется в предельных значениях, но и регулируется изменением количества охлаждающей во­ды, поступающей к маслоохладителям в период нор­мальной работы агрегата, и подключением системы смаз­ки к источникам подогрева в период пуска агрегатов.

Температура обмоток статора электродвигателя ха­рактеризует режим его работы: превышение сверх 80— 100°С (предел определяется классом изоляции) означа­ет недопустимую Перегрузку двигателя или нарушение системы его .охлаждения. Такой режим работы двига­теля недопустим, так как может вызвать аварию. Аппа­ратура контроля температуры обмоток двигателя долж­на предусматривать возможность его своевременного отключения. Контроль температуры обмоток статора осо­бенно важен для высоковольтных двигателей турбокомпрессоров.

Производительность компрессоров – один из важнейших параметров,

характеризующих работу как са­мих компрессоров, так и всего пневмохозяйства. Конт­роль производительности компрессорной станции в сочетании с контролем расхода воздуха потребителями пневмоэнергии, а также контроль расхода электроэнер­гии на производство сжатого воздуха позволяют судить об эффективности пневмоснабжения рудников и об исправности оборудования.

Из множества известных способов контроля расхода воздуха в условиях рудничного пневмоснабжения наи­большее распространение получил способ измерения перепада давления на Дроссельном устройстве, устанав­ливаемом в рудничных магистралях и во всасывающем (реже нагнетательном) трубопроводе компрессоров. Этот способ основан на зависимости между скоростью движе­ния воздуха в трубопроводе (а при известных размерах его проходного сечения - расходом воздуха) и перепа­дом давления на дроссельном устройстве типа сопла, диафрагмы, трубы Вентури.

Для измерения расхода воздуха на рудниках, как правило, используются дифманометры различных конст­рукций:

1.Мембранные;

2.Сильфонные;

3.Поплавковые, типа „«кольцевые весы».

Для контроля производительности компрессоров преимущественное распространение полу­чили дифманометры и дифтягометры ДМ, ДТ2 мембран­ные с дифференциальными трансформаторами и унифи­цированными выходными параметрами.

Контроль давления

Давление на различных участках воздушного тракта, масло- и водопровода является параметром, наиболее полно и быстро характеризующим условия работы от дельных узлов агрегатов и позволяющим выявить нарушение нормального режима работы компрессоров. На основании опыта эксплуатации компрессорных агрегатов и станций установлена оптимальная совокупность точек отбора давления для контроля работы, поршневых компрессоров и турбокомпрессоров.

Отклонение давления в контролируемых узлах от заданных значений

приводит к работе агрегатов в нера­циональных режимах и ряде случаев даже к авариям. Опасными нарушениями являются:

1.Превышение давлении воздуха после любой ступени сжатия поршневого компрессора;

2.Падение давления масла в системе смазки;

3.Повышение давления охлаждающей воды на входе в турбокомпрессор.

Так, превышение установленных зна­чений давления воздуха после ступеней сжатия может вызвать его недопустимый перегрев, а падение давления масла в системе смазки ниже нормы — к недопустимому увеличению трения в узлах механизма и подшипников.

Контроль уровня

Одним из способов предупреждения аварий с ком­прессорными агрегатами является поддержание задан­ного уровня раздела жидких и газообразных сред (смаз­ки в баках и других аппаратах; масла в картерах пор­шневых компрессоров; жидкости, периодически продува­емой из аппаратуры компрессора). Сигнал об отклоне­нии уровня от заданного значения может поступать в - систему автоматического регулирования, к диспетчеру или другому лицу из обслуживающего персонала.

Для контроля уровня раздела жидких и газообразных сред существуют различные уровнемеры:

1.Поплавко­вые;

2.Буйковые;

3.Емкостные;

4.Пьезоэлектрические;

5.Маномет­рические;

6.Дифманометрические;

7.Радиоактивные;

8.Ульт­развуковые и другие.

На рудничных компрессорных станциях получили распространение уровнемеры манометрического и поплавкового типов в основном индиви­дуальных конструкций.

Нормальная и безаварийная работа компрессорных агрегатов существенно зависит от правильного выбора средств защиты

электропривода, способных при возник­новении аварийных режимов

своевременно отключить электропривод от питающей сети.