книги из ГПНТБ / Сафонов А.П. Автоматизация систем централизованного теплоснабжения

б) Регулирование уровня конденсата и защита подогревателей от переполнения

Во всех корпусах основных и пиковых сетевых паро­ водяных подогревателей требуется обеспечить поддер­ жание уровня конденсата в допустимых пределах. Это требование диктуется условиями оптимального теплооб­ мена в подогревателе и исключения возможности забро­ са воды в трубопровод греющего пара. Допустимое от­ клонение уровня конденсата составляет ± 2 0 0 мм.

Участок регулирования сетевого подогревателя по уровню конденсата греющего пара практически не обла­ дает самовыравниванием, т. е. является интегрирующим звеном.

Схема автоматического регулирования уровня кон­ денсата в сетевых пароводяных подогревателях приве­ дена на рис. 5-7. Обычно для регулирования уровня кон­ денсата подогревателей на ТЭЦ используется электрон­ ный регулятор РПИБ-Ш, однако могут быть использо-

138

ваны и другие регуляторы. Импульсом для работы регу­ лятора служит уровень конденсата в уравнительном со­ суде от дифманометра ДМ. Регулятор воздействует на открытие или закрытие регулирующего клапана на ли­ нии конденсата. Для улучшения качества регулирования целесообразно введение обратной связи по положению регулирующего органа с помощью датчика перемещения ДП колонки дистанционного управления КДУ-П-

Рис. 5-7. Схема регулирования уровня конденса­ та и защита подогревателей от переполнения.

/ — регулирующий прибор; 2 — уравнительный сосуд; 3 — дифманометр; 4 — регулирующий клапан; 5 —датчик пе­ ремещения; 6 — сервомотор колонки дистанционного управления; 7 — ключ; 8 — указатель положения; 9 — за­ движка с электроприводом.

Введение обратной связи по положению регулирую­ щего органа повышает устойчивость регулирования, од­ нако при этом регулятор б,удет работать с некоторой зоной неравномерности, свойственной П-регуляторам..

На рис. 5-7 одновременно показана принципиальная схема защиты пароводяных сетевых подогревателей от недопустимого повышения уровня конденсата или от пе­ реполнения их корпусов сетевой водой при разрыве трубок.

При достижении максимально допустимого уровня конденсата замыкаются контакты вторичного прибора, измеряющего уровень. Это ведет к закрытию задвижек

139

с электроприводом на трубопроводах сетевой воды и па­ ра и к открытию задвижки с электроприводом на обвод­ ной линии. Одновременно е этим подаются -световой и звуковой сигналы. Световой и звуковой сигналы подают­ ся также в случае достижения минимально допустимого уровня конденсата в корпусе подогревателя. Отключе­ ние подогревателя и включение обводной линии проис­ ходит также -при повышении солесодержания конденсата, что указывает на наличие неплотности трубок.

5-5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНЫХ СЕТЕВЫХ НАСОСОВ И ЗАЩИТА ОТ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Опыт эксплуатации тепловых сетей показывает, что на ТЭЦ и в котельных ее исключена возможность оста­ новки части сетевых насосов. Такие случаи могут вы­ звать повышение давления в обратном трубопроводе до недопустимых пределов и привести к повреждениям ото­ пительных систем при непосредственном их присоедине­

нии к тепловой сети.

В связи с этим на ТЭЦ и котельных предусматрива­ ется автоматическое включение резервных насосов при

остановке рабочих.

Обычная схема автоматического включения резерв­ ного насоса предусматривает пуск его при закрытой за­ движке на напорном трубопроводе с последующим авто­ матическим ее открытием. Поскольку при пуске насоса на диски задвижки действует большое одностороннее давление, в схеме автоматизации электродвигателя за­ движки на напорном трубопроводе насоса обычно пре­ дусматривается муфта предельного крутящего момента

(рис. 5-8).

При пуске резервного насоса с полностью закрытой задвижкой время восстановления первоначального ре­ жима, имевшего место до остановки рабочего насоса, значительно растягивается и такой режим пуска не устраняет временного повышения давления в обратном трубопроводе сверх допустимых пределов. В связи с этим регулировку концевых выключателей целесообразно про­ изводить так, чтобы задвижка перед пуском находилась в частично открытом положении. Это значительно -сокра­

140

включения резервного. Еще более значительные резуль­ таты по сокращению времени восстановления первона­ чального режима может дать пуск насоса с открытой задвижкой на напорном трубопроводе. Такой метод пу­ ска можно рекомендовать только после предварительной экспериментальной проверки его на каждом конкретном

Рис. 5-8. Принципиальная электрическая схема управления и автоматики задвижки на напорной линии резервного насоса.

реле промежуточное.

объекте, поскольку имелись случаи сильных механиче­ ских ударов заслонки обратного клапана о корпус при пуске с открытой задвижкой.

На характер изменения давлений при автоматическом переключении насосов большое влияние оказывает про-

141

должителыюсть времени между остановкой и включе­ нием электродвигателей переключаемых насосов. В свя­ зи с этим Теплосетью Мосэнерго совместно с одной из ТЭЦ была проведена серия испытаний по исследованию переходных гидравлических процессов при искусствен­ ной остановке части сетевых насосов с последующим за­ пуском их вручную через различные промежутки време­ ни. Испытания проводились при открытых задвижках

с четырьмя работающими насосами создаваемая ими разность давлений составляла рнп—рн0= 5,8 кгс/см2,

а через 4 с после выключения двух электродвигателей она снизилась до /?выкп— /?ВЬ1К0= 0,45 кгс/см2. Важно от­

метить, что в этот период давление в обратном коллек­ торе поднялось на дВЬ1К0—рн0=2,4 кгс/см2. Последующее

включение остановленных электродвигателей привело вначале к резкому возрастанию разности давлений до некоторой максимальной величины рвкп—рвк0= = 8,1 кгс/см2, а затем к постепенному снижению ее при­

мерно до первоначальной. Основной причиной значи­ тельного уменьшения разности давлений рп—р0 сразу же после выключения электродвигателей двух насосов из четырех работающих в рассматриваемом испытании

142

Является большое дросселирование давления в напорны'Х трубопроводах при нормальном режиме.

Проведенные испытания позволили установить влия­ ние длительности выключения электродвигателей на ве­ личину скачка давлений в обратном коллекторе рвык0—

—р11о после выключения электродвигателей у части рабо­ тающих насосов и на величину максимальной разности давлений рвкп—рвк0, возникающей при последующем их включении. Значения этих величин по ТЭЦ, полученные при различной длительности выключения электродвига­ телей, приведены в табл. 5-1. В этой же таблице приве­ дены результаты изменения давлений в подающем и об­ ратном трубопроводах в контрольном пункте тепловой сети, удаленном примерно на 1 км от ТЭЦ.

ле включения остановленных насосов.

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что при включении электродвигателей части сетевых насо­ сов на 2 ,6—8,6 с величина повышения давления в обрат­

ном коллекторе станции снижается по мере уменьшения

143

времени перерыва в подаче электроэнергии электродви­ гателям.

Результаты измерений в контрольном пункте тепло­ вой сети свидетельствуют о затухании волн давления по длине трубопровода при кратковременных перерывах в подаче электроэнергии. Особенно существенное зату­ хание колебаний давления наблюдается при уменьше­ нии продолжительности перерывов в подаче электро­ энергии электродвигателям насосов. Например, умень­ шение длительности такого перерыва с 8,6 до 2,6 с снижает величину скачка давления рвык0—рио с 1,0 до

0,2 кгс/см2.

Аналогичные испытания с искусственным выключени­ ем электродвигателей сетевых насосов 1 -го и 2 -го подъ­

емов блока турбины Т-100-130 на другой ТЭЦ показали, что уменьшение длительности перерыва питания с 2,5 до 0,6 с снизило величину скачка давления на обратном коллекторе ТЭЦ рвык0—рао с 1,0 до 0,1 кгс/см2

(табл. 5-2).

Т а б л и ц а 5-2

Изменение давления воды (кгс/смг) в подающем, и обратном коллекторах ТЭЦ при различной длительности перерыва электропитания сетевых насосов одного блока турбины Т-100-130

Таким образом, снижение времени автоматического включения резервного насоса, по-видимому, является од­ ним из основных путей, по которому следует идти для снижения скачка давления (гидравлического удара) в обратном трубопроводе тепловой сети при аварийных остановках сетевых насосов станции.

144

Несмотря на наличие устройств автоматического включения 'ре­ зервных сетевых насосов, на некоторых ТЭЦ в последние годы имели место случаи аварийного повышения давления в обратном коллек­

торе- - /тэ-гтл \

В связи с этим Всесоюзным теплотехническим институтом (ВШ ) была предпринята попытка разработки дополнительных мер защиты тепловой сети от недопустимого давления воды в обратном трубо­ проводе. В частности, для этой дели была предложена конструкция совмещенного подпиточно-сбросного золотникового клапана, переме­ щаемого с помощью рычажной связи е исполнительным механизмом ИМ-2Б. В качестве регулирующего прибора был использован элек­ тронный регулирующий прибор ТЭР-Ш с датчиком давления 4МП. При нормальном режиме устройство работает как обычный регуля­ тор подпитки воды. В случае повышения давления в обратном кол­ лекторе сверх допустимого предела устройство полностью прекра­ щает подпитку и открывает слив воды из обратного коллектора в дренаж. Время перемещения золотника клапана выбрано равным 10 с. К недостаткам такого защитного устройства следует отнести наличие протечки воды через золотниковый клапан на слив.

Возможно, что более простым решением задачи защиты от по­ вышенного давления в обратном трубопроводе будет применение быстродействующих гидравлических сбросных устройств прямого действия или устройство сосудов с газовой подушкой.

Резюмируя, можно сказать, что вопросы защиты тепловых сетей от повышенного давления при выключении сетевых насосов станции или при срабатывании автоматов рассечки на крупных транзит­ ных трубопроводах и других причин еще мало изучены. Названные выше некоторые мероприятия по защите от повышенного давления указывают лишь на возможные пути, по которым должны быть на­ правлены научные исследования в этой области.

Г Л А В А Ш Е С Т А Я

А В Т О М А Т И З А Ц И Я Н А С О С Н Ы Х П О Д С Т А Н Ц И Й

6-1. ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ И СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАСОСНЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Насосные перекачивающие подстанции водяных теп­ ловых сетей имеют своим основным назначением изме­ нение давления в подающем или обратном трубопроводе за подстанцией (по ходу трассы от ТЭЦ), а также уве­ личение пропускной способности тепловой сети. Так, на­ пример, насосная подстанция на подающей магистрали увеличивает давление воды за подстанцией и одновре­ менно повышает пропускную способность тепловой сети. Насосная подстанция на обратной магистрали снижает давление за подстанцией (по ходу трассы от станции) и повышает пропускную способность тепловой сети.

Автоматизация насосных подстанций тепловых сетей выполняется в объеме, обеспечивающем нормальную ра-

боту их без постоянного присутствий Дежурного пёрсо--

нала.

Наиболее просто решаются вопросы автоматизаций насосных подстанций на подающей магистрали, где нет необходимости в автоматическом регулировании гидрав­ лического режима и в гидравлической защите. Автома­ тизация таких насосных подстанций обычно предусмат­

ривается в следующем объеме:

а) блокировка насосных агрегатов для автоматиче­ ского включения резервного насоса при аварийном, от­

ключении рабочего; ■б) блокировка электродвигателя насоса и задвижки

на напорном патрубке насоса для автоматического за­ крытия задвижки рабочего насоса при его отключении и одновременном открытии задвижки у резервного насо­ са при его включении (применяется, когда пуск насо­ сов при открытой задвижке не рекомендуется);

в) автоматическое включение резервного насоса при

источника, для чего питание электроэнергией насосной подстанции предусматривается двумя фидерами от двух независимых источников (от кольца или от двух транс­

форматорных пунктов).

В объем автоматизации входит также сигнализация о неисправности работы насосной подстанции с подачей сигнала на местный щит управления. К неисправностям работы в данном случае относят: превышение допусти­ мой температуры в подшипниках, автоматическое вклю­ чение резервного насоса, понижение давления воды в подающем трубопроводе после насосов и превышения допустимого уровня воды в дренажном приемнике. Помимо этого при любой из перечисленных неисправ­ ностей в работе насосной подстанции передается один общий сигнал в районный пункт управления тепловой

сети.

Примерная схема автоматизации (включая тепловой контроль) насосной подстанции на подающей магистра­ ли изображена на рис. 6-1 .

В некоторых случаях при перегреве подшипников не ограничиваются только сигнализацией, как это осуще­ ствлено в приведенной схеме, а предусматривают авто­ матическое отключение электродвигателя насоса.

146

Рис. 6-1. Схема автоматизации насосной подстанции на подающей

10*