Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы автоматизации тепловых процессов. Учебное пособие
.pdf
рологическим данным требуемая температура сетевой воды устанавлива-
ется вручную задатчиком регулятора и поддерживается с точностью
2˚С.
Регулирование температуры сетевой воды за подогревателями осуществляется путем дросселирования греющего пара или перепуском части
сетевой воды в обход подогревателей.
Рис. 49. Функциональная схема автоматического регулирования температуры сетевой
воды за подогревателем сетевой воды путём дросселирования греющего пара
Рис. 50. Функциональная схема автоматического регулирования температуры
сетевой воды за подогревателем сетевой воды путём перепуска части сетевой воды
в обход подогревателя
61
Первый метод применяется при регулировании температуры сетевой
воды за пиковыми подогревателями, второй метод – за основными подогревателями, когда выключены пиковые. При этом обеспечивается меньшее
колебание давления греющего пара и уменьшается инертность регулируемого объекта. В обоих применяются ПИ- регуляторы (рис. 51).
Рис. 51. Функциональная схема автоматического регулирования температуры
сетевой воды за подогревателем сетевой воды путём перепуска части сетевой воды в
обход подогревателя с применением трёхходового клапана
Автоматизация включения резервных сетевых насосов и защиты
от повышения давления сетевой воды
В процессе эксплуатации тепловых сетей не исключена возможность
остановки части сетевых насосов, в результате чего может повышаться
давление в обратном трубопроводе до недопустимых пределов при непосредственном их присоединении к тепловой сети. Поэтому предусматривается автоматическое включение резервных насосов
при остановке рабочих.
Обычная схема включения резервного насоса предусматривает пуск
его при закрытой задвижке на напорном трубопроводе с последующим автоматическим открытием задвижки. Однако при этом значительно растягивается время восстановления первоначального режима, который имел
место до момента остановки рабочего насоса, и такой режим АВР не устраняет временного повышения
давления в обратном трубопроводе сверх
допустимых пределов. Поэтому рекомендуется резервный насос включать
на частично открытую задвижку.
62
Автоматизация насосных подстанций
Основное назначение насосных подстанций – изменение давления в
подающем и обратном трубопроводе за подстанцией, а также увеличение
пропускной способности тепловой сети.
Автоматизацией насосной подстанции на подающей магистрали предусматриваются:
1) блокировка насосных агрегатов (АВР);
2) блокировка электродвигателей насоса и задвижки на напорном
трубопроводе;
3) автоматическое включение резервного насоса при
падении дав-
ления в напорном патрубке работающего;
4) автоматическое переключение на резервный источник электропи-
тания;
5) сигнализация о неисправностях работы насосной подстанции
(например, превышение допустимой температуры в подшипниках
насосов, автоматическое включение резервного насоса, понижение давления воды за насосами и т.д.).
При автоматизации насосной подстанции на обратной магистрали
дополнительно
предусматривается поддержание постоянного давления во
всасывающем коллекторе насосной подстанции, так как постоянство давления во всасывающем коллекторе влияет на надежность работы отопительных систем.
Автоматическая защита от понижения давления воды во всасывающем коллекторе перекачивающей подстанции действует при аварийных
ситуациях. В указанных условиях автомат рассечки разделяет тепловую
сеть на две
гидравлически независимые зоны: верхнюю (с высокой отметкой пьезометра после срабатывания защиты) и нижнюю (с низкой отметкой пьезометра).
Автоматизация узлов горячего водоснабжения
Основная задача автоматического регулирования систем горячего
водоснабжения – поддержание постоянной заданной температуры воды в
местах ее разбора. В идеальном случае это можно осуществить с помощью
индивидуальных регуляторов температуры в
каждом месте разбора горячей воды. Однако такое решение существенно усложняет эксплуатацию
систем горячего водоснабжения и будет малоэффективным. В связи с этим
индивидуальные регуляторы в местах разбора горячей воды устанавливают лишь в особых случаях.
Как правило, автоматически поддерживают постоянную температуру
воды (60۫С) на узлах горячего водоснабжения ЦТП. Постоянство температуры воды в местах разбора не гарантируется из-за остывания воды в раз-
63
водящих трубопроводах. Указанный недостаток в значительной мере устраняется применением циркуляционных линий с насосами.
Выбор схемы автоматического регулирования температуры воды на
горячее водоснабжение определяется принятой схемой теплоснабжения
(закрытая или открытая).
При закрытой системе теплоснабжения, когда на вводах горячего водоснабжения устанавливают водоводяные подогреватели, широко применяется схема регулирования температуры нагреваемой
воды путем изменения количества сетевой воды (рис. 52, 53, 54) или путем разделения сетевой воды трехходовым регулирующим клапаном на два: поступающий
поток направляется в подогреватель, а перепускаемый – по обводной линии (рис. 55).
Рис. 52. Одноступенчатая
с одним регулятором
Рис. 53. Двухступенчатая
с одним регулятором
Рис. 54. Двухступенчатая с двумя
регуляторами и двумя перепусками
Рис. 55. Одноступенчатая с одним
регулятором и трёхходовым клапаном
перепуска
При открытой системе теплоснабжения на узлах горячего водоснабжения отсутствуют водоводяные подогреватели, а горячая вода к потребителю поступает непосредственно из тепловой сети. Температура воды, по-
64
ступающей в систему горячего водоснабжения, регулируется смешением
потоков воды из подающего и обратного трубопровода тепловой сети.
3.4. Автоматизация систем газоснабжения и мазутоснабжения
Задачи автоматизации систем газоснабжения
Решение проблемы газоснабжения на современном этапе развития
техники связано с внедрением счетно-решающих устройств, средств автоматики и телемеханики в городское хозяйство. Комплексное применение
этих
средств приводит к созданию АСУ процессами газораспределения и
газопотребления, которые обеспечат оптимальные и эффективные производственные и технологические режимы в городском газоснабжении.
Основная задача системы автоматического регулирования – поддержание требуемого давления газа во времени в различных точках городской
газовой сети. Эта задача может быть успешно решена путем анализа неустановившегося движения
газа в распределительных газопроводах. Известно, что нестационарные процессы передачи газа по газопроводам выражается весьма сложной системой нелинейных дифференциальных уравнений
в частных производных. Аналитическое решение в полной постановке
возможно только с применением ЭВМ. Для приблизительных инженерных
расчетов можно воспользоваться представлением газопровода в виде апериодичного звена с запаздыванием. Регулирование
давления газа осуществляется на газораспределительных станциях (ГРС) и газорегуляторных
пунктах (ГРП).
Автоматизация ГРС (ГРП)
Газораспределительная станция состоит из следующих узлов: входных газопроводов, пылеуловительных установок, установок редуцирования газа первой и второй степени, одоризационных устройств, ёмкостей
для сбора конденсата, выходных газопроводов, устройств управления и
защиты.
Регулирование газа осуществляется с помощью
систем пневмоавто-
матики по одной из четырех схем (рис. 56, 57, 58, 59):
Рис. 56. Двухступенчатое с двумя
регуляторами
Рис. 57. Двухступенчатое с одним
регулятором
65
Рис. 58. Двухступенчатое с регулятором
и дроссельной шайбой
Рис. 59. Двухступенчатое с регулятором
и дроссельной шайбой на дневной и ноч-
ной режимы работы
Первая схема предусматривает двухступенчатое регулирование с
помощью двух регуляторов, во второй схеме используется один регулятор
с двумя исполнительными механизмами, в третьей в качестве второй ступени редуцирования применяется дроссель постоянного сечения, в четвертой схеме предусмотрены два дросселя на дневной и ночной режимы работы; переключение дросселей осуществляется дистанционно из
диспетчер-
ского пункта.
Схемой автоматизации ГРС и ГРП кроме регулирования давления газа предусматривается:
1) контроль давления газа до и после редуцирования, температуры и
расхода газа;
2) сигнализация падения давления газа;
3) автоматическая защита (применяются предохранительные клапаны и
автоматические отсекатели);
4) дистанционное переключение или отключение узлов редуцирования.
Для контроля и
управления работой ГРС (ГРП) применяют системы
телемеханики (например, «Ритм – 1», «Защита» и др.).
Автоматизация мазутного хозяйства
Мазут на заводы поставляется обычно в железнодорожных цистернах. Состав с топливом поступает на эстакаду, и мазут сливается в сливную емкость 7 (рис. 60), а из нее насосом 2 перекачивается в одну из емкостей 4 заводского мазутохранилища
. В этих емкостях происходит отстой
мазута от влаги. С целью ускорения отделения влаги от мазута его подогревают с помощью парового змеевика 6. Обводнение мазута происходит
при его разогреве в цистернах острым паром. Отстоявшийся от влаги мазут
заборной трубой 5 с изменявшимся положением перекачивают в емкость 7.
Водомазутную эмульсию сливают из емкости
4 через задвижку 3. Цеховой
бак снабжен баком аварийного слива 16 с задвижкой 9. В баке 7 мазут подогревают до температуры на 10 – 15 °С ниже температуры вспышки, что
обеспечивает его хорошую жидкотекучесть и нужное качество распыливания форсунками. Из бака аварийного слива насосом 2 мазут перекачивают
66
в емкость 4 и по линии 8 в бак 7. Линия подачи мазута к котлам снабжается фильтром грубой очистки 10, насосом 11, фильтром тонкой очистки 12
измерителем расхода 13. Котлы помимо этой линии снабжается также линией циркуляции мазута. Циркуляция мазута в обеих линиях обеспечивает
жидкотекучесть мазута и предохраняет его от застывания в трубах
.
Заполнение емкостей мазутом осуществляют через трубы, опущенные почти до их дна, что способствует менее интенсивному выделению
паров и накоплению зарядов статического электричества. Принимают также специальные меры по обеспечению безопасных условий для обслуживающего персонала. Для ремонтных работ предусмотрена обводная линия
снабжения печей.
Рис. 60. Функциональная схема автоматизации мазутного хозяйства
Регулирование давления в подающем мазутопроводе. Поддержа-
ние постоянного давления мазута в напорном трубопроводе, так же как и
давления воды в питательных магистралях, преследует цель стабилизации
давления перед регулировочными клапанами топлива и питания котла.
Регулировочный клапан регулятора давления мазута устанавливается
на циркуляционном мазутопроводе в мазутонасосную, а клапан регулятора
давления питательной воды –
на линии сброса ее в деаэратор.
Регулирование температуры мазута. Регулирование температуры
мазута, поступающего в горелки, производится, как правило, в мазутонасосных, где размещаются подогреватели мазута. При небольших расходах
67
мазута на каждом подогревателе рекомендуется устанавливать регуляторы
температуры прямого действия. Если не удается подобрать регуляторы
температуры прямого действия, следует устанавливать общий регулятор на
группу подогревателей.
Все регуляторы вспомогательного оборудования реализуют П- или
ПИ- законы в зависимости от необходимой точности поддержания регулируемого параметра либо используются регуляторы прямого действия. Выбор закона
регулирования и требуемое качество переходных процессов
регламентируется заводом изготовителем технологического оборудования,
либо инженерно-конструкторской организацией.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что понимается под термином «автоматизация»?
2. Что такое частичная, комплексная и полная автоматизация?
3. Что такое схема автоматического контроля?
4. Какие существуют режимы работы автоматических систем управления?
5. Чем характеризуется качество процесса
регулирования?
6. Какими свойствами должны обладать объекты регулирования?
7. Перечислите виды объектов регулирования
8. Перечислите параметры объектов регулирования
9. Опишите классификацию и принцип действия автоматических
регуляторов
10. Расскажите о регуляторах прерывистого действия
11. Расскажите о регуляторах непрерывного действия
12. Расскажите о регуляторах прямого действия
13. Расскажите о регуляторах косвенного действия
14. Что такое обыкновенные системы регулирования?
15. Что такое самонастраивающиеся системы регулирования?
16. Что относится к техническим средствам автоматизации тепловых
процессов?
17. Что такое гидравлические системы автоматического интегрального
регулирования?
18. Что такое пневматические системы автоматического регулирования?
19. Электронные регулирующие приборы системы МЗТА
20. Назовите регулирующие приборы системы «Контур»
21. Опишите регулирующие
приборы типа РП-4
22. Расскажите об электронно-гидравлической системе автоматического
регулирования «Кристалл»
23. Что относится к вспомогательным устройствам автоматических сис-
тем регулирования?
24. Перечислите магнитные пускатели, магнитные усилители, задающие
устройства
25. Перечислите первичные преобразователи и их классификацию
68
26. Для чего нужны исполнительные устройства и регулирующие
органы
27. Опишите схему ав
?
томатизации оборудования ТТУ
28. Назовите основные ГОСТы построения схем
29. Расскажите о принципе автоматизации управления и контроля
котельных установок
30. Как осуществляется регулирование процесса горения
?
31. Как осуществляется регулирование питания паровых котлов?
32. Как осуществляется ре
33. Как осуществляется ре
34. Как осуществляется ре
35. Как осуществляется автоматическое регулирование водогре
котлов
?
гулирование по
дачи воздуха в котел?
гулирование разряжения в топке котла
гулирование непрерывной продувки
?
?
йных
36. Как осуществляется автоматическое регулирование водоподготовки?
37. Как осуществляется автоматика без
38. Какие существуют за
теплоснабжения
?
дачи и принципы автоматизации систем
опасности котлов
39. Как осуществляется автоматизация по
дпиточных устройств?
?
40. Как осуществляется автоматизация теплофикационных деаэраторов?
41. Как осуществляется автоматизация сетевых подогревателей?
42. Как осуществляется автоматизация узл
43. Какие существуют зад
ачи автоматизации систем газоснабжения
ов горячего теплоснабжения
?
мазутоснабжения?
44. Как осуществляется автоматизация ГРС (ГРП)?
,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В н
астоящее время актуально повышение уровня автоматизации
производства. В пособии от
ражены схемы автоматизации различных тепловых процессов в сфере жилищно-коммунального хозяйства и на производстве, что решает часть задач Положения «Об учебно-методическом
комплексе дисциплины», а так же находит свое применение в проектировании, управлении оборудованием и технологическими процессами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Староверов, А.Г. Основы автоматизации производства/ А.Г. Староверов. - М.: Ма-
шиностроение, 1989. – 220 с.
2. Колмаков, А.А. Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиля-
ции/ А.А. Колмаков, Ю.Н. Кувшинов, С.С. Романова [и др.]. - М.: Стройиздат, 1986.
– 302 с.
3. Фаминков, А.С. Автоматизация тепловых процессов/ А.С. Фаминков, В.И. Витальев.
- М.: Энергоатомиздат, 1989. – 114 с.
4. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных/ под. ред. Е.Б. Столп-
нера. – Л.: Недра, 1989. – 129 с.
69
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………… 3
1. Основы теории автоматического регулирования ………………….. 5
1.1. Основные понятия и определения ТАР …………………………... 5
1.2. Режимы работы автоматических систем регулирования ………... 8
1.3. Качество процесса регулирования ………………………………... 13
1.4. Свойства объектов регулирования ………………………………... 15
1.5. Классификация и принцип действия автоматических
регуляторов …………………………………………………………. 17
1.6. Понятие об автоматических системах регулирования …………... 26
2. Технические средства автоматизации тепловых процессов ………. 29
2.1. Классификация устройств и принцип действия регуляторов 29
2.2. Вспомогательные устройства автоматических
систем регулирования ……………………………………………… 37
2.3. Исполнительные устройства и регулирующие органы ………….. 41
3. Автоматизация теплотехнических установок ……………………… 42
3.1. Основные типы схем автоматизации оборудования ТТУ
и правила их выполнения ………………………………………….. 42
3.2. Автоматизация управления и контроля котельных установок …. 45
3.3. Автоматизация управления и контроля водоподогревательных
установок и тепловых сетей ……………………………………….. 58
3.4. Автоматизация систем газоснабжения и мазутоснабжения …….. 65
Контрольные вопросы ………………………………………………….. 68
Заключение ……………………………………………………………… 69
Библиографический список ……………………………………………. 69
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]