книги из ГПНТБ / Иванин В.Т. Основы автоматизации производства на карьерах учебник

двухпозиционной команды «включить»—«выключить», шести сооб­ щений ТС и трех параметров ТИ.

Аппаратура «Обзор» состоит из двух полукомплектов и поста­ вляется комплектно. В полукомплект пункта управления входят: пульт диспетчерский ПДО и аппарат учета времени АУВР. Полукомплект контролируемого пункта состоит из блока контролируемого объекта КПО.

§ 73. Основные правила эксплуатации автоматизированных водоотливных установок

Автоматизированные водоотливные установки находятся в веде­ нии главного механика карьера и обслуживаются дежурными злектрослесарями.

При подземном водоотливе насосная камера должна быть обору­ дована постоянным и резервным освещением и телефонной связью.

При остановке насосов вспомогательных насосных установок в зимнее время необходимо полностью освободить от воды нагнета­ тельный трубопровод. Рекомендуется слив воды автоматизировать.

Внасосной камере должны быть вывешены схемы трубопроводов

иинструкции по обслуживанию водоотливной установки.

При автоматизации насосов водопонижающих скважин пульт диспетчера оборудуется сигнальной аппаратурой для подачи сигна­ лов о работе насосов и в необходимых случаях об уровне воды в сква­ жине.

Монтаж электромеханического оборудования насосной установки (насосов, двигателей, пусковой аппаратуры, силовых кабелей, трубопроводов) производится в соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к установке электротехнических машин и механиз­ мов в карьере, при строгом выполнении существующих норм и правил технической эксплуатации и техники безопасности. При этом особое внимание должно быть уделено монтажу гидравлической части водоотливной установки и устройствам автоматической заливки насосов.

Монтаж средств автоматизации производится в соответствии с прилагаемыми к комплекту аппаратуры заводом-изготовителем инструкциями по монтажу и эксплуатации.

После проверки и полной наладки насосных агрегатов, аппара­ туры, контроля и сигнализации водоотливная установка может быть переведена на автоматическое управление.

Обслуживающий персонал должен твердо усвоить принцип действия установки, изучить схему и аппаратуру, знать неисправ­ ности, могущие возникнуть при работе, и уметь их устранять.

При осмотрах аппаратуры особое внимание следует обратить на контактную систему, регулярно чистить ее от пыли и грязи; тщательно контролировать состояние токопроводящих болтов и магнитных систем аппаратуры, исправность работы включающего

190

датчика, предохранителей и правильность установки плавких вста­ вок в соответствии с номинальными токами.

Не реже раза в месяц проверяется правильность работы схемы при ручном и автоматическом управлении, производится осмотр и чистка контактных соединений на клеммных сборках и проходных болтах, разбор и чистка технологических реле, регулировка аппара­ туры контроля и сигнализации, проверка уставок всех реле и эле­ ментов гидравлической схемы.

Раз в три месяца проверяется величина втягивающего напряжения катушек и проводятся профилактические испытания энерголабора­ ториями шахт с целью улучшения эксплуатационных качеств авто­

матизированных установок.

Не реже раза в полгода осуществляется проверка на прочность изоляции (сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм) и опробование схем с одновременной проверкой уставок реле времени,

напряжения и тока.

Для каждой автоматизированной установки оформляется паспорт, где отмечаются неполадки, даты ремонта, ревизий и инспекторских осмотров. На диспетчерском пункте ведется журнал, в котором отмечаются все неполадки (аварии), происшедшие за сутки. Обслу­ живающий персонал (наладчики) ведет журнал текущего ремонта, где отмечает все изменения в схемах коммутации, остановы отдель­ ных агрегатов на профилактический ремонт и все неполадки, имевшие место при работе установок. На основе записей в суточном журнале анализируется работа установок, дается оценка качества аппаратуры и производства ремонтов.

§ 74. Технико-экономические показатели работы автоматизированных водоотливных установок

Автоматизация водотливных установок способствует повышению надежности работы и увеличению срока службы насосных агрегатов

идругого оборудования, снижению затрат на ремонтные работы, сокращению обслуживающего персонала, улучшению условий труда

иповышению техники безопасности.

Затраты на автоматизацию насосных установок при подземном водоотливе окупаются в течение 1—2 лет, а на автоматизацию вспо­ могательных установок, оборудованных одним насосным агрега­ том, — менее чем за один год.

Экономическая эффективность автоматизации водоотливных уста­ новок достигается в основном за счет сокращения штата обслужи­ вающего персонала и уменьшения затрат на ремонт оборудования. Так, при автоматизации водоотливной установки, оборудованной одним насосным агрегатом, экономическая эффективность составляет около 500 руб. в год, а при автоматизации водоотливных установок подземного водоотлива она возрастает примерно до 2000 руб. в год. Такая экономическая эффективность обусловливается не только сокращением штата обслуживающего персонала, но и сравнительно

191

невысокой стоимостью и надежностью работы аппаратуры автомати­ зации, выпускаемой отечественной промышленностью.

Условиями экономичной эксплуатации насосной установки является работа насосов в оптимальном режиме, которому соответ­ ствует наибольший к. и. д., а также строгое соблюдение правил технической эксплуатации и техники безопасности.

§ 75. Автоматический контроль параметров сжатого воздуха, охлаждающей воды и системы смазки компрессоров

Непрерывный автоматический контроль работы компрессорной станции осуществляется приборами, установленными в машинном здании и на пульте диспетчера. При выборе средств контроля работы компрессорных установок желательно использовать взаимозаме­ няемую контрольно-измерительную аппаратуру. Например, для контроля температуры воздуха после первой и второй ступеней сжатия и промежуточного холодильника, температуры обмоток статора электродвигателя, коренных подшипников и масла в картере, охлаждающей воды на сливе из крышек цилиндров и холодильника

Для контроля температуры сжатого воздуха, масла, воды, под­ шипников, обмотки статора приводного двигателя компрессора используются ртутные, манометрические, биметаллические термо­ метры, терморезисторы, термопары и металлические термосопроти­ вления. Простейшими приборами для контроля температуры сжатого воздуха и охлаждающей воды являются ртутно-контактные термо­ метры (контактные ртутные сигнализаторы) типа ТК (см. § 17).

Для автоматического контроля температуры сжатого воздуха и охлаждающей воды нашли применение термосигнализаторы типа ТС (см. § 24), а также манометрические электроконтактные термометры, принцип действия которых аналогичен принципу действия названных термосигнализаторов.

Контроль температуры подшипников компрессорных агрегатов и электродвигателей осуществляется с помощью температурных датчиков ТДЛ-2, терморезисторов, а также с помощью специальной аппаратуры КТ-2, ЭМДС-23 и др.

Все описанные устройства контроля температуры при нарушении нормального режима работы оказывают воздействие на схему таким образом, что происходит или подача сигнала, или немедленное отключение приводного электродвигателя компрессора.

Кроме контроля температуры воды осуществляется также авто­ матический контроль исправности системы охлаждения. Для этой

192

компрессора осуществляется с помощью реле уровня ПР-40, котороеустанавливается между маслонасосом и механизмом движения каж­ дой ступени компрессора.

§ 76. Автоматическое регулирование производительности поршневых компрессоров

Регулирование производительности компрессора производится для поддержания постоянного давления в воздухопроводной сети, что необходимо для нормальной работы приемников сжатого воздуха. При работе без регулирования давление сжатого воздуха в воздухо­ проводной сети устанавливается автоматически в зависимости от расхода его приемниками и производительности компрессоров; если расход сжатого воздуха становится больше производительности компрессоров, то давление в воздухопроводной сети падает; при обратном явлении давление возрастает.

Регулирование подачи сжатого воздуха в воздухопроводную сеть может быть осуществлено автоматически:

1)выпуском в атмосферу из воздухосборника через клапан из­ лишнего количества воздуха;

2)выключением компрессорного двигателя при превышении давления в воздухопроводной сети сверх установленного;

3)регулированием производительности компрессора путем изме­ нения скорости вращения его вала;

4)регулированием производительности компрессора при постоян­ ной скорости вращения вала путем: открывания всасывающих клапанов при всасывающем и при нагнетательном ходах поршня; закрывания всасывающей трубы; увеличения вредного пространства.

Все способы, за исключением третьего, дают возможность только снизить подачу воздуха в воздухопроводную сеть; следовательно, при них нормальная производительность компрессора должна соот­ ветствовать максимальному расходу воздуха приемников. Первый

и третий способы сейчас не применяются (первый способ связан с потерями сжатого воздуха), второй способ применяется в компрес­ сорах небольшой производительности, четвертый способ имеет наибольшее распространение в связи с использованием для компрес­ соров двигателей переменного тока.

При регулировании производительности компрессоров путем автоматического открывания (отжима) всасывающих клапанов осу­ ществляется длительное сообщение цилиндров компрессоров I сту­ пени сжатия с атмосферой и цилиндров последующих ступеней с промежуточным холодильником.

Работа регулятора компрессора 55-ВМ, отжимающего всасы­ вающие клапаны, происходит следующим образом (рис. 126). Воздух из воздухосборника поступает к каналу 5, действуя на клапан 4. Если давление в воздухопроводной сети станет выше установленного, то поршень 6 под давлением сжатого воздуха, преодолевая силу пружины 7, поднимается и откроет доступ воздуха через отверстие 3

194

к поршню 7 отжимного устройства. Поршень 7, сжимая пружину 8, опустится вниз и пальцы вилки 9 отожмут диски всасывающих клапанов. При падении давления в воздухопроводной сети поршень 6 опустится под действием пружины .7, закрывая канал 5, соединит трубопровод отжимного устройства с атмосферой. Теперь пружина 8 возвратит вилку 9 в исходное положение и регулирование прекра­ тится. При пуске компрессора в ход вхолостую для включения отжимного устройства используется рукоятка 2, поднимающая поршень 6 вверх. Такой регулятор можно настроить на давление пт 3 до 8 кгс/см2.

7

Рис. 126. Узлы компрессора 55-ВМ:

а — пружинный регулятор; б — отжимное устройство

При регулировании производительности компрессора путем авто­ матического увеличения вредного пространства осуществляется сообщение цилиндра с дополнительными объемами вредного про­ странства, расположенными в отливке цилиндра компрессора.

При автоматическом регулировании производительности компрес­ соров нашли широкое применение электроконтактные манометры и реле давления.

На рис. 127 показан электроконтактный манометр ЭКМ. Перед шкалой на стойке 6 помещается контактное устройство, которое состоит из трех контактных рычажков 2, 3 и 10, имеющих присоеди­ ненные к зажимам выводы а, б и в. Манометр снабжен двумя кон­ трольными стрелками 8 и 5; положение контрольных стрелок опре­ деляет максимально и минимально допустимые значения давления. Перемещаются контрольные стрелки вручную при помощи штифтов .11 специальным рычагом, скрепленным с винтом, который установлен на стекле прибора (на рисунке не показаны).

Контактное устройство работает следующим образом. После того как прибор при помощи штуцера 1 будет присоединен к источ­ нику давления, трубчатая пружина манометра раскручивается; через передаточно-множительный механизм движение передается указательной стрелке 4 манометра, которая снабжена изоляционным штифтом 5 (такие же штифты имеются у контрольных стрелок 8 и 5). По мере увеличения давления указательная стрелка перемещается по шкале и вместе с ней от штифта 5 перемещается контактный

рычажок 3. Рычажок 2 при­ жимается к рычажку 3 пру­ жиной 7. Благодаря этому ток проходит через контактные ры­ чажки по цепи проводов а и б. Компрессор при этом работает. При дальнейшем повышении давления и передвижении ука­ зательной стрелки контактные рычажки доходят до контроль­ ной стрелки 5; изоляционный штифт стрелки 8 препятствует дальнейшему повороту рычаж­ ка 2 и контакт в этом месте размыкается. В пределах дав­ ления между положениями кон­ трольных стрелок 8 и 9 дви­

кается цепь проводов б и в, подается сигнал на отключение двигателя компрессора. При увеличении давления больше значения, фиксируе­

мого контрольной стрелкой 9, контакты 3 tí 10 остаются включен­ ными.

Так как мощность, разрываемая контактами электроконтактных манометров, не превышает 10 ВА, ими включают цепь питания про­ межуточных реле, которые производят необходимые переключения в схеме автоматизации.

Принцип действия применяемых при автоматизации компрессор­ ных установок реле давления воздуха основан на уравновешивании силы давления, действующей на сильфон, силой упругих деформаций винтовой цилиндрической пружины и сильфона. Перемещение дна сильфона через рычажную систему производит замыкание или размы­ кание контактов, что вызывает необходимые переключения в схеме автоматизации.

196

§ 77. Принцип построения схем автоматизации компрессорных установок

Схемы автоматического управления компрессорными станциями строятся по-разному и, как правило, на их структуру влияет принцип регулирования производительности компрессорного агрегата, кото­ рый, в свою очередь, выбирается в зависимости от числа и произ­ водительности компрессоров, вида электропривода, режима работы компрессорной станции и др.

При построении схем автоматизации компрессорных установок обычно предусматривается автоматическое выполнение следующих основных операций: включения и остановки любого компрессора; автоматической загрузки и разгрузки компрессоров во время пуска и остановки; дистанционной продувки воздухосборников; отключе­ ния компрессора при уменьшении ниже допустимого давления масла в системе смазки, перегреве сжатого воздуха, подшипников, обмотки статора электродвигателя (свыше 95° С), при отсутствии протока воды через промежуточный холодильник (с указанием причины); световой сигнализации о неисправности цепей управления, аварийном отключении компрессора, срабатывании аппарата для продувки воздухосборников (масловодоотделителей), наличии напряжения

вцепях управления, повышении давления воздуха в сети выше допустимого; звуковой сигнализации об аварийном отключении одного или нескольких компрессоров, увеличении давления воздуха

всети выше допустимого, неисправности цепей защиты, кратковре­ менном снижении давления масла и прекращении протока воды через

промежуточный холодильник на одном или нескольких компрессорах. Управление двигателями компрессоров осуществляется с помощью магнитных пускателей, контакторов, автоматов, комплектной аппара­

туры РВН-6, ВЯП-6 и др.

В настоящее время для управления стационарными компрес­ сорными установками с любым количеством компрессоров произво­ дительностью от 10 до 100 м3/мин применяются типовые комплектные устройства автоматического управления.

Комплект аппаратуры предусматривает управление следующими типами электроприводов компрессоров: синхронным высоковольтным и низковольтным с индивидуальным приводом возбудителя; асин­ хронным высоковольтным и низковольтным с фазным ротором; асинхронным низковольтным с короткозамкнутым ротором.

Загрузка компрессора при пуске и разгрузке при остановке осуществляются при помощи пуско-разгрузочного устройства, со­ стоящего из обратного клапана 6 (рис. 128) и автоматического воздуш­ ного клапана 4 типа АВК-2. Обратный клапан устанавливается вместо задвижки на нагнетательном трубопроводе, автоматический воздушный клапан ставится на разгрузочный патрубок после задвижки.

Пуско-разгрузочное устройство работает следующим образом. При остановленном компрессоре обратный клапан закрыт и не

197

пропускает воздух из сети к нагнетательным клапанам компрессора. При включении компрессора давлением воздуха, поступающего из цилиндра, автоматический воздушный клапан открывается и про­ изводит разгрузку компрессора, выпуская сжатый воздух в атмо­ сферу. Двигатель разгруженного компрессора разгоняется. После разгона электродвигателя на электромагнит автоматического воз­ душного клапана подается напряжение, в результате чего клапан плавно закрывается, отделяя нагнетательную полость компрессора от атмосферы. Обратный клапан открывается сжатым воздухом и компрессор начинает работать на сеть. При остановке компрессора

Масляний

насос

5

S.

ЭКМЗ

Рис. 128. Технологическая схема контроля автоматизированного компрессора

непосредственно за отключением двигателя снимается напряжение с электромагнита автоматического воздушного клапана. Последний открывается, сжатый воздух выпускается в атмосферу и компрессор разгружается.

Давление масла в механизмах цилиндров низкого и высокого давления контролируется при помощи электроконтактных мано­ метров ЭКМ1(2б) и ЭКМ2(2а}, устанавливаемых на нагнетательных маслопроводах.

Контроль температуры нагрева подшипников осуществляется при помощи аппарата КТТК-9, датчики Іа, 16, le, 1г, 1дкоторого устанавливаются на воздухопроводах после цилиндров низкого ЦНД и высокого ЦВД давления, на боковых вкладышах коренных под­ шипников, на нижних параллелях крейцкопфов, на статоре электро­ двигателя.

198

Спуск конденсата из маеловодоотделителя воздухосборника (про­ дувка) осуществляется управляемым вентилем 5 типа ВУ-1, уста­ навливаемым на конденсатопроводе; параллельно с вентилем ВУ-1 должен быть установлен вентиль с ручным приводом.

Контроль протока охлаждающей воды в промежуточном холо­ дильнике осуществляется флажковым реле 3 типа РПФВ-1, уста­ навливаемым на подводящем трубопроводе вблизи промежуточного холодильника.

Для сигнализации недопустимого повышения давления воздуха в сети устанавливается контактный манометр ЭКМ3 (2в), подключен­ ный к общей воздушной магистрали после воздухосборников.

По технологической схеме компрессорной установки разрабаты­ вается принципиальная схема автоматизации, а затем строится монтажная схема.

Для передвижных компрессорных установок в качестве привод­ ных двигателей используются асинхронные электродвигатели с ко­ роткозамкнутым (реже с фазным) ротором, управление которыми производится с помощью магнитных, пускателей, контакторов, контроллеров и автоматических выключателей.

Регулирование производительности передвижных компрессоров производится с помощью автоматических пружинных регуляторов,

Автоматизированные компрессорные установки, работающие без обслуживающего персонала, на карьерах практически не приме­ няются. Это связано с тем, что сложность схем автоматизации, разнообразие применяемой при этом аппаратуры и устройств не обеспечивают надежности работы автоматизированных компрессор­ ных установок, а усовершенствование этих схем связано со значи­ тельными затратами на автоматизацию. Поэтому пока целесообразно, чтобы обслуживающий персонал постоянно или периодически вел наблюдение за работой автоматических устройств, контрольно­ измерительных приборов и компрессорной установки в целом.

К обслуживанию компрессорной установки допускаются рабочие, прошедшие курс соответствующего обучения и имеющие удостовере­ ние на право работы на компрессорной установке. Причем рабочие, допущенные к обслуживанию компрессорных установок, должны периодически сдавать экзамены по правилам эксплуатации и техники безопасности при обслуживании этих установок.

Кроме общих правил, которые необходимо соблюдать при экс­ плуатации компрессорных установок, обслуживающий персонал должен строго выполнять правила и инструкции по обслуживанию автоматизированных компрессорных установок, которыми пре­ дусматривается наблюдение за исправностью контрольно-измери­ тельных приборов, аппаратуры и устройств автоматизации; записи

199