Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ПОДДУБСКИЙ / Автоматизация ХМУ / АвтХМиУ курс лекций

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
466.81 Кб
Скачать

41

компрессора. Датчик разности давлений7а контролирует работу насоса и останавливает его при недостаточном напоре, создаваемом насосом.

Все защитные датчики у компрессоров и насосов должны проверяться один раз в месяц.

7.4. Защита линейного ресивера

Опасным для линейного ресивера, как для всякого сосуда, предназначенного для хранения жидкого хладагента, является его переполнение выше предельно допустимого уровня, что влечет за собой уменьшение защитной паровой подушки. Чтобы предупредить о возможной опасности, на линейном ресивере ЛР ставится датчик уровня2а на отметке, соответствующей 80% заполнения объема сосуда (рис. 7.11). При достижении жидкостью этого уровня дается световой сигнал. Нежелательным является и опорожнение линейного ресивера, так как это указывает или на недостаток агента в системе холодильной установки, или, что опаснее, на возможное накопление всего жидкого хладагента в испарительной системе ,иследовательно, на угрозу гидравлического удара. Световой и звуковой аварийные сигналы о недопустимом понижении уровня жидкости в ЛР дает датчик уровня1а, установленный на отметке, отвечающей заполнению сосуда на20% объема.

В уравнительной линии, соединяющей паровые пространства конденсатора и линейного ресивера, может контролироваться давление конденсации регулятором3а, сигнал от которого используется для управления насосами, подающими воду для охлаждения конденсатора.

7.5. Защита холодильной установки от недопустимой концентрации аммиака в воздухе помещений

Правила безопасности разрешают оставлять аммиачную холодильную установку постоянного наблюдения (то есть применять комплексную и полную автоматизацию) только при наличии контроля за содержанием аммиака в воздухе машинного и аппаратного помещений.

Для контроля за содержанием каких-либо газов в воздухе используют различные методы, основанные на неодинаковых физических свойств контролируемого газа и воздуха. Далеко не все

они могут быть применены для данного случая. Так, распространенный в других производствах

кондуктометрический метод, по которому определяется уменьшение теплопроводности воздуха при наличии в нем примеси аммиака, практически не может быть использован, так как требует

очень

высокой

точности

измерения

из-за

малой

разницы

 

между

коэф

теплопроводности воздуха и аммиака(при 100кПа

и 0оС

для

воздухаl=0,0233, а

для аммиака

l=0,0215Вт/(м*К)).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выпускается простой прибор, предназначенный

для

сигнализации

о

недопустимо

концентрации аммиака в воздухе СКА-1, являющийся как бы сигнализатором утечки аммиака.

Этот прибор имеет невысокую чувствительность, но тем не менее, разрешен для применения в

 

целях комплексной автоматизации холодильных установок. Схема прибора показана на рис.7.12.

 

Датчиком

сигнализатора служит

полупроводниковый

транзистор1 с

открытым

кристаллом,

находящийся под электрическим напряжением. При появлении аммиака в воздухе помещения, где установлен датчик, увеличивается проводимость датчика, что вызывает повышение силы тока в цепи транзистора и катушки самоиндукции2. Результатом этого является замыкание контактов геркона 3 (герметичных магнитоуправляемых контактов) и передача сигнала к исполнительному механизму. Применение таких приборов защиты показано на рис.7.13. При концентрации аммиака в воздухе помещения 0,5…1,0 мг/л (что опасно для жизни людей) датчик концентрации 1а дает

предупредительный сигнал в помещение постоянного поста охраны и сигнал на включен приточно-вытяжной вентиляции (с воздухообменом 2…3 объема помещения в час). Если содержание аммиака в воздухе повышается, то при концентрации1,5 мг/л (что вызывает смертельный исход людей, находившихся свыше 30 минут в этом помещении, и может привести к созданию местной взрывоопасной концентрации смеси) прибор 2а (или дублирующий 3а) дает сигнал на выключение электропитания всей установки и включает аварийную вентиляцию(не менее 8 объемов помещения в час). Одновременно даются световые и звуковые сигналы в помещение постоянного поста охраны и над входом в машинное отделение.

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

 

 

 

Количество

датчиков

концентрации

должно

выбираться

из

расчета

 

одного прибора не более чем на75…100 м3 площади помещения. В каждом помещении должно

 

быть

установлено

не

менее

двух

независимо

действующих

сигнализаторов

ава

концентрации. Электропитание аварийное вентиляции должно быть предусмотрено как

 

основного, так и независимого от него источника энергии.

 

 

 

 

 

 

На хладоновых установках (чаще на судовых) также применяют измерители концентрации

 

хладона в воздухе(в том числе и охлаждаемых помещений) для сигнализации

об утечке

 

хладагента, с тем чтобы быстро обнаружить неплотности, через которые уходит хладагент из

 

системы, и сохранить работоспособность холодильной установки.

 

 

 

 

 

 

 

8. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

 

 

 

 

Автоматическая сигнализация может быть трех видов, отличающихся друг от друга своим

 

целевым назначением: предупредительная, аварийная и исполнительная.

 

 

 

 

Предупредительная

сигнализация

предназначена, чтобы

сообщать

о

приближении

контролируемого параметра к предельному значению, величина которого может оказаться ненормальной или опасной для установки. Такой вид сигнализации целесообразно применять на средних и крупных частично автоматизированных установках для того, чтобы обратить внимание персонала на необходимость выявления и ликвидации причины приближения ненормального или опасного режима. Особенно целесообразно применение предупредительной сигнализации на предприятиях, на которых остановка компрессора устройствами автоматической защиты создает

нежелательные перерывы в работе и может

нарушить

нормальный ход

технологичес

процесса. Если по предупредительному сигналу не будут приняты меры, то дальнейшее изменение

параметра вызывает срабатывание устройств

защиты, после

чего включается

аварийная

сигнализация.

 

 

 

Аварийная сигнализация извещает о прекращении работы компрессора или других элементов установки средствами защиты немедленно после выполнения ими своих функций и указывает, по какой причине произошла остановка. Это позволяет персоналу сразу приступить к устранению неполадок, вызывающих аварийное состояние установки. Сигнализация такого вида должна

применяться и на полностью автоматизированных установках.

 

 

Исполнительная

сигнализация

позволяет

контролировать

выполнение

автоматичес

приборами предписанных им действий и таким образом дает возможность быстро судить о том, в каком состоянии находятся элементы оборудования(работает или остановлен тот или иной компрессор, вентилятор, насос; открыт или закрыт автоматический вентиль и т.п.) и правильно ли выполняются автоматическими приборами полученные ими команды. Сигнализация такого вида полезна на всех установках независимо от степени автоматизации.

Подаваемый сигнал может быть звуковым(звонок, сирена) или световым; в некоторых случаях, например при срабатывании аварийной сигнализации, могут быть поданы и звуковой, и световой сигналя. Подача светового сигнала может также производиться различно. Применяются три способа подачи светового сигнала: з жиганием на щите(на пульте) световых ламп, снабженных соответствующими надписями, включение ламп с мигающим светом и при помощи

механических схем.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сигнальные

лампы

для

подачи

сигнала

об

оп(аварийномсном) режиме

обычно

окрашиваются

в

красный

цвет; надпись

у лампы(например,

“подача воды

в рубашку

компрессора”,

“температура

масла”

и т.п.)

указывает

на

место,

где произошло

нарушение

нормальной работы установки. Сигнал (предупредительный) о достижении параметром предельно допустимого значения дается лампой, окрашенной в желтый цвет. Нормальное значение параметра указывается горением лампы, окрашенной в зеленый цвет. При большом количестве сигнальных ламп очень затрудняется наблюдение за поступающими сигналами. Поэтому следует предусматривать подачу сигналов только от наиболее важных элементов установки. Аварийные сигналы обычно подают лампами с мигающим светом.

Более наглядным сигнализирующим устройством, особенно на крупных установках, являются мнемонические схемы, представляющие собой схематическое(обычно цветовое) изображение установки на стекле или на листе прозрачной пластмассы, которое размещается на

43

пульте, а под изображением тех мест установки, которые контролируются автоматическими приборами, располагаются лампы разного цвета, освещающие это место схемы.

Холодильные камеры с температурой 0°С и ниже должны быть оборудованы сигнализацией “человек в камере”. Устройство для подачи сигнала (например, кнопка) следует размещать около дверей камеры на высоте не более 0,5 м от пола. Сигнал световой и звуковой должен поступать на пост постоянного дежурного и в коридор или вестибюль холодного склада .

9. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Автоматическое управление является одним из важнейших направлений автоматизации производственных процессов. Применение его средств позволяет осуществить комплексную и полную автоматизацию холодильных установок.

9.1. Пуск и остановка одноступенчатого поршневого компрессора

При запуске любого компрессора возникают три предварительные задачи, которые решаются

средствами

автоматического управления: облегчение пуска электродвигателя(или иного

двигателя),

выполнение вспомогательных операций и, в некоторых случаях, защита компрессора

от гидравлического удара. В большинстве случаев компрессоры при автоматическом управлении пускаются с открытыми всасывающими и нагнетательными вентилями. При остановке компрессора эти вентили остаются открытыми. Поэтому в компрессоре сразу осуществляется рабочий процесс и двигатель, приводящий компрессор, должен пускаться под нагрузкой.

Компрессоры малой производительности с электродвигателем до 30 кВт обычно не оборудованы внешними устройствами для облегчения пуска электродвигателя. На рис.7.5 показана функциональная схема управления таким компрессором. Электродвигатель 2 включается в работу при получении управляющего сигнала (например, от датчика температуры охлаждаемого объекта, когда эта температура начинает повышаться выше заданного значения) аппаратурой пульта автоматического управления П1 компрессором посредством магнитного пускателя МП1.

Такие компрессоры иногда могут иметь устройства, облегчающие пуск электродвигателя в скрытом виде, внутри холодильного агрегата. Так, при наличии стабилизаторов уровня жидкости

высокого

давления

или

поплавковых

регуляторов

высокого

давления

после

ост

компрессора происходит перетекание пара со стороны

нагнетания на сторону всасыван,

благодаря

чему компрессор

пускается при

существенном

уменьшенном отношении давлений

рК0, что и облегчает пуск электродвигателя. В некоторых конструкциях малых компрессоров в крышке поршня выполняется маленькое отверстие, через которое после остановки компрессора осуществляется выравнивание давлений над поршнем и под ним. Такие устройства являются, по существу, внутренним байпасом.

На отдельных малых установках, в частности у холодильных агрегатов, предназначенных для охлаждения транспортных средств, предусматривается ограничение подводимой мощности для привода компрессора. Это оказывается полезным в тех случаях, когда при пуске компрессора после перерыва в работе мощность двигателя при понижении температуры кипения изменяется и проходит через максимальное значение. Как известно, максимум наблюдается тогда, когда

давление кипения становится равным

примерно1/3 давления конденсации (рис.9.1,а). Для

ограничения

мощности

двигателя

значением, соответствующим

рабочему

режиму, на

всасывающем трубопроводе перед компрессором предусматривают АДД“после себя” (рис.9.1,б), поддерживающий давление всасывания, близкое к рабочему давлениюp0 раб. Для транспортных установок, на которых используются и двигатели внутреннего сгорания, это важно, потому что позволяет применять двигатель минимально необходимый мощности, следовательнои , минимальной массы.

При отсутствии устройств, облегчающих пуск двигателя, применяют электродвигатели с повышенным пусковым моментом МПУСК=1,7МРАБ. Однако при их использовании, а иногда и при использовании обычных электродвигателей, в случае недостаточной мощности электрических сетей у потребителя электроэнергии, при значительном повышении силы тока в момент пуска двигателя, возможны нарушения нормального энергоснабжения других электродвигателей,

44

имеющихся у потребителя. Поэтому может быть целесообразным применение пусковог байпаса, показанного на рис.9.3. При остановке компрессора соленоидный вентиль СВ байпаса открывается. Перед последующим пуском компрессора он должен быть предварительно открыт.

При получении сигнала на пуск, например, от регулятора давления кипения1а, передается импульс на магнитный пускатель МП1, и электродвигатель 2 компрессора включается в работу при потреблении мощности только холостого .ходаЧтобы исключить перетекание пара с нагнетательной стороны на всасывающую, на нагнетательном трубопроводе каждого компрессора ставится обратный клапан ОК. Через 10…15 с после пуска, когда компрессор примет нормальные обороты, реле времени дает сигнал на закрытие вентиля на байпасе. Тогда начинается рабочий процесс в компрессоре. Весьма важно, чтобы соленоидный вентиль СВ закрывался достаточно плотно, т.к. при наличии в нем пропусков может существенно уменьшаться производительность компрессора и слишком перегреваться пар, выходящий из компрессора. Существуют различные конструкции пусковых байпасов, в том числе и без соленоидных вентилей, с использованием

создаваемой разности давлений.

 

 

 

В

современных

многоцилиндровых

поршневых

компрессорах

облегчение

электродвигателя достигается выключением из работы отдельных цилиндров или всех цилиндров компрессора путем отжатия пластин всасывающих клапанов. Схема управления компрессором с

электромагнитным

отжатием

клапанных

пластин

приведена .на9.3.

рисПри

остановке

компрессора платины всасывающих клапанов отжимаются электромагнитными

приводами ЭМ1 и

ЭМ2, или отжатие пластин входит в круг вспомогательных операций, совершаемых системой автоматического управления перед пуском компрессора после получения сигнала от датчика1а. Через 10…15 с реле времени даст сигнал на выключение ЭМ1 и ЭМ2 (линия 3 и 4) и компрессор начинает осуществлять нормальный рабочий процесс.

Если клапаны отжимаются гидравлическими устройствами, работающими от давления масла в смазочной системе самого компрессора(рис.4.7 б), то при остановке компрессора избыточное давление в масляной системе поднимется до0 и поршень в гидравлическом сервомоторе усилием пружины передвигает механизм отжатия всасывающих клапанов; соленоидные вентили СВ1и СВ2 тогда открываются. Таким образом, перед пуском компрессора всасывающие клапаны открыты и компрессор пускается без нагрузки. Функциональная схема аналогична показанной на рис.9.3. Через несколько секунд после пуска компрессора, например, от сигнала датчика давления1а, соленоидные вентили закрываются (линии 3 и 4), а масляный насос создает достаточное давление,

и тогда поршень в гидравлическом сервомоторе передвигает механизм отжима клапанов цилиндрах компрессора в обратном направлении и приводит всасывающие клапаны в рабочее состояние (опускает пластинки на седла). Тогда компрессор включается под нагрузку. Следует заметить, что если компрессор любого типа, особенно крупной холодопроизводительности, имеет устройство ступенчатого или плавного изменения холодопроизводительности, то не обязательно предусматривать его автоматический пуск, поскольку он будет осуществляться редко и потому может выполняться при участии обслуживающего персонала. В процессе же длительной работы его холодопроизводительность должна автоматически согласовываться с тепловой нагрузкой у потребителей холода.

9.2. Пуск и остановка двухступенчатого поршневого компрессора

При пуске двухступенчатого компрессора, независимо от его конструкции, защитить ступень высокого давления от гидравлического удара, который может произойти из-за вскипания жидкости в промежуточном сосуде. В то время, когда компрессор остановлен, жидкий хладагент, находящийся в промежуточном сосуде, несколько прогревается от внешних теплопритоков и давление в нем повышается относительно рабочего давления. Компрессор быстро снижает давление в промежуточном сосуде и жидкость, находящаяся в нем, оказывается перегретой, что приводит к ее вскипанию и выбрасыванию жидкого хладагента в . компрессорЧтобы предупредить это явление, требуется при остановке компрессора соединять паровое пространство промежуточного сосуда со стороной низкого давления. На рис. 9.4 показано применение для этой цели байпаса с соленоидным вентилем СВ1, который открывается при остановке компрессора и перепускает пар на всасывающую линию до защитного отделителя жидкости (ЗОЖили до

45

 

 

 

циркуляционного ресивера в насосных )схемах. Одновременно

этот

байпас

является

разгрузочным для ступени низкого давления СНД, т.е. ею служит для облегчения пуска двигателя СНД.

Поскольку исправность соленоидного вентиля СВ1 имеет большое значение, то вводится контроль за правильным его действием при помощи дифференциального датчика давления8 (типа РКС); если есть разность давлений до соленоидного вентиля и после него, то это означает, что он не открыт и выравнивание давлений не произошло. В этом случае компрессор пущен быть не может, так как контакты блокирующего реле в пульте П1 будут разомкнуты. Обычно уставки датчика разности давлений 8а примерно 20…30 кПа.

Возможен различный порядок пуска двухступенчатого агрегата. В схеме на рисунке применен одновременный пуск обеих ступеней. В этом случае электродвигатели компрессоров получают сигнал от датчика1а и одновременно же через10…20 с закрываются байпасные соленоидные вентилиСВ1и СВ2. соленоидный вентиль СВ4 блокирован с магнитным пускателем и открывается одновременно с пуском компрессора. Датчик уровня 6а управляет соленоидным вентилем СВ3, через который питается промежуточный сосуд жидким хладагентом. Датчики уровня 4а и 5а являются средством защиты ступени высокого давления от гидравлического удара; при повышении уровня в ПС до опасного значения обе ступени этими датчиками выключаются из работы.

Если применены компрессоры, имеющие у ступеней низкого и высокого давлен устройства ступенчатого или плавного изменения холодопроизводительности, то целесообразно при воздействии на холодопроизводительность ступени низкого давления в связи с изменениями

регулируемого параметра соответственно изменять и холодопроизводительность ступ высокого давления.

9.3. Управление водяными насосами

При охлаждении конденсаторов средних и крупных холодильных установок циркуляционной водой или водой из естественных источников целесообразно три насоса производительностью, половине максимального расхода каждый. Тогда один из насосов будет резервным, а величина резерва составит 50% максимальной рабочей производительности.

Когда пускается в ход компрессор(или компрессоры), вначале включается один рабочий насос, например №1, через систему автоматического управления компрессорами(рис.9.5). в периоды относительно низких наружной температуры и температуры воды для отвода теплоты

конденсации. Если

количество

циркулирующей

воды

в какое-то время

года

ок

недостаточным, то это вызовет повышение величины давления конденсации до величины уставки

 

регулятора

давления 3а (см. рис. 7.11); сигнал от

датчика давления

передается

на

магнитный

пускатель МП2 водяного насоса №2. насосы №1

и №2 работают совместно, пока

давление

 

конденсации вновь не понизится. В случае возникновения неполадок в работающем насосе,

вызывающих понижение заданного напора, что ощущается датчиками давления,

работу

 

автоматически включается резервный насос №3, а неисправный насос останавливается.

 

 

 

9.4. Управление винтовым компрессором и изменение его холодопроизводительности

 

 

Конструкция

винтового

компрессора

позволяет

осуществлять

практически

пла

изменение

холодопроизводительности. Для

этого

в цилиндре

компрессора

предусмотрены

перемещаемые вдоль оси винтов салазки с прорезями. Прорезки соединяют цилиндр со стороной

 

всасывания и на длине прорезей сжатие не производится. Таким образом, при перемещении

 

салазок уменьшается или увеличивается рабочая длина ведущего и ведомого винтов и зависящая

 

от

нее

производительность

компрессора. Для

 

перемещения

салазок

 

используют

и

гидравлический, или электрический привод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функциональная схема автоматизации винтового компрессора с гидравлическим приводом

перемещения салазок показана на рис.9.6. Гидравлическая система производительности имеет

 

масляный бак МБ и масляный(гидравлический) насос Н2, который обеспечивает необходимое

 

давление

масла и

его циркуляцию

между

 

многоходовым

золотниковым

клапаном

 

 

 

 

46

 

гидравлическим

цилиндром

ГЦ

с (исполнительнымпоршнем

механизмом),

перемещающим салазки.

Золотник многоходового золотникового клапана ЗК может передвигаться в крайнее левое и крайнее правое положение электромагнитными приводами 1 ЭМи ЭМ2. При включении электромагнита ЭМ2 золотник перемещается вправо и поток масла поступает в левую полость ГЦ.

Поршень ГЦ, двигаясь вправо, перемещает салазки, уменьшает длину прорези, в результате чего холодопроизводительность компрессора увеличивается. Другая полость ГЦ через ЗК в этот момент соединяется с масляным баком МБ для слива масла, вытесняемого из правой полости ГЦ.

При включении электромагнита ЭМ1 золотник ЗК перемещается влево и поток масла поступает в правую полость .ГЦПоршень ГЦ начинает двигаться , влевоперемещая салазки, и холодопроизводительность компрессора уменьшается. В это время левая полость ГЦ соединяется через ЗК с масляным баком МБ. Когда оба электромагнита включены, золотник встает в среднее положение и тогда обе полости ГЦ через ЗК соединены с масляным баком, а поршень ГЦ остается неподвижным, что обеспечивает неизменную в данный момент холодопроизводительност компрессора. При остановке компрессора поршень ГЦ автоматически передвигается в левое крайнее положение, при котором обеспечивается минимальная производительность(примерно 10% полной холодопроизводительности компрессора).

При работе компрессора на многоиспарительную систему измене холодопроизводительности поддерживается температура(давление) кипения. В данном случае датчиком давления является находящийся на пульте компрессора электрокон мановакуумметр 3а (линия II), стрелка которого связана с движком переменного сопротивления. Пределы изменения сопротивления пропорциональны давлению кипения от глубокого вакуума до 0,5 Мпа. Для дистанционного контроля предусмотрен указатель холодопроизводительности.

Электрическая схема пульта компрессора собрана на бесконтактных логических элементах. Из них составлены схемы из двух реле времени4а и 5а, вырабатывающих импульсы Dt1 и Dt2 длительностью, например по 2 с, с интервалами между ними14 с. В течение рабочего импульса подаются напряжение на электромагниты ЭМ1 или ЭМ2. При этом реле времени4а управляет увеличением, а реле времени 5а – уменьшением холодопроизводительности компрессора. Время

перемещения поршня ГЦ ,иследовательно, салазок из одного крайнего положения в другое составляет 60 с; так как салазки передвигаются циклично(движение в течение 2 с и перерыв в движении 14 с), то для полного изменения холодопроизводительности от максимальной до минимальной необходимо 30 тактов. Поскольку длительность цикла 16 с, то общее время полного перемещения равно 480 с, т.е. 8 мин.

По существу здесь применена система астатического шагового (импульсного) регулирования температуры кипения. Если контакты датчика давления кипения замкнуты, то это свидетельствует о достижении заданной температуры кипения; дальнейшее понижение температуры кипения

указывало бы на превышение холодопроизводительности компрессора

над теплопритоками.

Поэтому

при

замыкании

контактов

контактного

мановакууметра3

получает

сигналы

электромагнит ЭМ1; при каждом сигнале салазки передвигаются на 1/30 длины хода, затем на 14 с золотник ЗК занимает нейтральное положение. Если через 14 с контакты манометра будут еще замкнуты, то будет получен еще один сигнал для уменьшения холодопроизводительности. Если же к этому времени контакты разомкнутся, то сигнал получит электромагнит ЭМ2, после чего

также циклично начнется увеличение холодопроизводительности. Благодаря тому что продолжительность шага очень мала (16 с), шаговое регулирование в данном случае практически может быть отнесено к плавному регулированию. Поскольку при уменьшении рабочей длины винтов на выключенной части длины сжатие пара не осуществляется, то такой способ уменьшения холодопроизводительности сказывается экономичным. На рис.4.21 его графическая характеристика приближается к линии 3.

При пуске винтового компрессора сначала включается масляный насос1. ТемператураН

масла контролируется датчиком температуры1а; если температура масла ниже15оС, то оно

подогревается

или при его циркуляции, или при помощи нагревателя(линия 2), помещенного в

маслоотделитель МО. Затем автоматически

осуществляется проверка, находятся ли салазки,

связанные с

поршнем ,ГЦв положении

минимальной производительности, если нет,

то

автоматически механизм переставляется в

это положение. Таким образом облегчается

пуск

электродвигателя компрессора (линии 3). Кроме того, для снижения пускового тока

47

электродвигатель компрессора включается в сеть переключением обмоток статора со звезд на треугольник. Одновременно с этим пускается масляный насос Н2 и открывается соленоидный вентиль СВ подачи воды в охладитель масла ОМ. Компрессор имеет автоматическую защиту от

недопустимо

низкого

давления всасывания, недопустимо высокого давления нагнетания,

недопустимо

высокой

температуры нагнетания и от недопустимого понижения давления

масляной системе. Поскольку масло подается непосредственно в цилиндр компрессора, то реле 2а контролируется разность давлений в маслопроводе до и после Н1 (линии 4 и 5). Рабочая разность давлений обычно 0,2…0,4 Мпа.

В отечественных винтовых компрессорах для перемещения салазок механизма изменения холодопроизводительности применен электродвигатель с редуктором. Функциональная схема автоматизации такого компрессора приведена на.9.7. рисДля регулирования давления (температуры) кипения или температуры объекта путем изменения холодопроизводительности компрессора применены изодромные регуляторы давления или температуры. На рисунке показан вариант регулирования давления кипения. В качестве датчика применен дифференциальный

манометр 2а (линия

9), изменяющий

отклонение

давления

кипения

от

.задан

Пропорционально этой

разности давлений реверсивный электродвигатель(линия 8) передвигает

салазки исполнительного механизма. При перемещении салазок до крайних положени электродвигатель останавливается концевыми выключателями. Действие регулятора давления кипения корректируется по мощности, подводимой к электродвигателю компрессора (по силе тока

вцепи электродвигателя). Корректирующий прибор также разрушает компрессор при мощности, превышающей допустимое значение. При остановке компрессора исполнительный механизм автоматически перемещается в сторону минимальной производительности( мерно 10% номинальной производительности), в результате чего пуск компрессора всегда производится с малой нагрузкой на электродвигатель.

При пуске компрессора сначала пускается масляный насос К и открывается соленоидный вентиль СВ1 на байпасной линии, благодаря чему масло циркулирует по замкнутому контуру, минуя компрессор. Если температура масла ниже необходимой, то включается электронагреватель ЭН (линия 4). Температура масла контролируется датчиком температуры1а. Когда достигается необходимая температура масла, то солиноидный вентиль СВ1 закрывается и дается разрешение на пуск компрессора. Во время работы компрессора масло охлаждается водой в маслоохладителе ОМ. При пуске компрессора открывается соленоидный вентиль СВ2, через который подается вода

вмаслоохладитель. Если температура масла повышается, то от сигнала датчика температуры8а открывается второй соленоидный вентиль 3СВи подача воды увеличивается(ступенчатое регулирование температуры циркулирующего масла).

Система автоматической защиты предусматривает отключение электродв компрессора при следующих значениях параметров: при повышении давления нагнетания выше 2 Мпа (датчик давления 5а); при понижении давления всасывания ниже 0,01 Мпа (датчик давления 6а); при повышении температуры нагнетания выше 90оС (датчик температуры 7а); при повышении температуры масла выше45оС (датчик температуры 8а); при понижении уровня масла в маслоотделителе ниже заданного (датчик уровня 9а); при понижении перепада давлений масла в масляной системе ниже 0,15…0,2 Мпа (дифференциальный датчик давления 10а).

В

момент отключения электродвигателя компрессора действует аварийная

световая

звуковая

сигнализации. В системе автоматического управления предусматривают

ключ, КУ

служащий для выбора ручного, полуавтоматического или автоматического способов управления компрессором.

9.5 Регулирование турбокомпрессорного агрегата

 

 

 

Для

турбокомпрессоров,

как

правило,

применяется

плавное

изменен

холодопроизводительности. Для этой цели используют: изменение частоты вращения вала(что возможно, если приводом компрессора служат паровая или газовая турбины; если же приводом является электродвигатель, то возможно применение гидравлических и магнитных муфт, но со значительно меньшей экономичностью); дросселирование на всасывании(хотя этот способ и малоэкономичен, но применяется для компрессоров из-за простоты этого способа); поворот лопаток входного направляющего аппарата(экономичность этого способа находится между

 

 

48

 

 

 

 

первыми двумя, считается, что этот

способ

экономичнее

дросселирования 15на…20%, он

применяется в случае привода электродвигателем); байпасирование, что совсем не выгодно, но

зато очень просто.

 

 

 

 

 

На рис.9.8 приведена функциональная схема регулирования турбокомпрессорного агрегата с

изменением

холодопроизводительности

путем

поворота

лопаток

входного

закрывающ

аппарата. Нередко выпускают турбокомпрессорные установки в виде комплектного холодильного агрегата, а потому параметром, характеризующим охлаждаемый объект, в данном случае является температура хладоносителя, выходящего из испарителя . ИКонтролируется она датчиком температуры 2а: изодромный регулятор 2б передает сигнал реверсивному электродвигателю (линия 3), который изменяет угол поворота лопаток направляющего аппарата. Положение регулирующего органа контролируется показывающим прибором1а; сигнальные лампы указывают на достижение минимальной или максимальной производительности. Обычно таким методом холодопроизводительность изменяется в пределах от 100до 30 %. Датчиком температуры 15а с показывающим и самопишущим вторичным прибором15б контролируется температура

хладоносителя.

Второй основной параметр–

перегрев

пара, выходящего

из

испарителя,

регулируется

заполнением

испарителя. В

данном

случае

применено

двухступенчат

дросселирование при помощи поплавковых регуляторов уровня высокого давления, встроенных в

общий поплавковый бак ПБ.

 

 

 

 

 

 

Для разгрузки основного

электродвигателя(линия

8) при

его пуске,

конденсатор и

испаритель соединяется байпасным трубопроводом с моторной задвижкой(линия 4), которая открывается перед пуском компрессора. От концевых выключателей(линия 5) дается световой сигнал, указывающий в закрытом или открытом положении находится задвижка на байпасе.

Байпасная линия может использоваться и как устройство неавтоматической противопомпажной защиты. Масляный насос Н включается перед пуском компрессора. Одновременно открывается вентиль СВ1 на линии подачи воды в конденсатор. После этого появляется сигнал, разрешающий пуск компрессора. Пуск компрессора осуществляется вручную. После запуска турбокомпрессора постепенно закрывается байпасная задвижка и открывается вентиль СВ2 на подаче хладоносителя в испаритель. При работе компрессора температура масла поддерживается изменением количества воды, подаваемой в охладитель масла ОМ при помощи регулятора прямого действия АДТ 3а и 3б.

В схеме предусмотрены следующие виды защиты, которыми осуществляется автоматическое отключение электродвигателя (линия 8) компрессоров с одновременной подачей светового и

звукового

сигналов: от повышения давления нагнетания(датчик

давления 4а); от понижения

давления

всасывания (датчик давления 5а); от нарушения

работы смазочных устройств

(дифференциальный датчик давления6а типа РКС, не допускающий понижения давления в масляном нагнетательном трубопроводе относительно давления в корпусе турбокомпрессора ниже 0,06 Мпа); от повышения температуры подшипников турбокомпрессора выше65…70оС (датчик температуры 7а); от замерзания хладоносителя в испарителе(датчик протока 8а на линии хладоносителя, выходящего из испарителя); от прекращения подачи воды в охладитель воздуха,

циркулирующего в

электродвигателе(датчик протока 9а);

от осевого

сдвига вала

ротора

компрессора (датчик

перемещения 10а); от переполнения

поплавкового

бака, поскольку

его

затопление, например из-за неисправности поплавкового клапана, может вызвать попадание жидкого хладогента в компрессор (датчик уровня 11а).

Вхолодильных установках, работающих на взрывоопасных холодильных агентах, в системе вентиляции главного двигателя поддерживается давление воздуха несколько выше атмосферного (наддув), в связи с этим при понижении давления в указанной системе ниже3,3 кПа (25 мм.рт.ст.) датчик давления должен дать сигнал на остановку двигателя.

Внекоторых конструкциях турбокомпрессоров насос для циркуляции масла встраивается в корпус компрессора и приводится в движение через передачу от вала. Тогда в масляной системе должен быть еще один насос с приводом от электродвигателя. Этот резервный насос включается, как обычно, пере пуском компрессора и прекращает работу, когда создает необходимое давление

основной насос; кроме того, разервный насос включается при подаче сигнала на остановку компрессора, и работает до тех пор, пока вал компрессора не прекратит вращаться(т.е. все время выбега).

49

При выключении главного электродвигателя автоматически вентиль на байпасной линии. Вручную или автоматически закрываются лопатки входного направляющего аппарата и вентили (или задвижки) на линиях воды и хладоносителя.

9.6 Автоматическое оттаивание инея с поверхности охлаждающих приборов.

Оттаивание инея с наружной поверхности батарей и воздухоохладителе является важной вспомогательной операцией, предотвращающей постепенное

снижение

эффективности

работы

холодильной

установки

из-за

ухудш

коэффициента

теплопередачи

охлаждающих

приборов. В

то

же

врем

автоматизация процесса оттаивания инея позволяет освободить обслуживающий персонал от выполнения трудоёмких и малопроизводительных операций.

Устройства для оттаивания инея включают в себя три системы, выполняющие раздельные операции: нагревание поверхностей, дренаж жидкого агенты из охлаждающих приборов и удаление воды, образовавшейся при таянии инея. Все эти операции должны выполняться автоматически. В некоторых устройствах может не выполняться дренаж холодильного агента.

Наиболее широко используют для нагревания поверхностей охлаждающих приборов: а) пар со стороны высокого давления(выделение теплоты конденсации этого пара); б) электрическую энергию; в) воду. В помещениях с положительной температурой может применяться естественное оттаивание, когда прекращается работа холодильной установки.

Для автоматизации процесса оттаивания необходимо иметь датчик, который бы давал импульс для начала оттаивания при нарастании слоя, заминетноя снижающего эффективность работы холодильной установки, для окончания процесса оттаивания. Чаще всего для этих целей применяются реле времени, но используются и такие приборы: а) датчик толщины слоя инея(снеговой шубы); б) ёмкостный датчик, установленный на нужном расстоянии от поверхности

реагирующий

на изменение

диэлектрической проницаемости

при заполнен

снегом промежутка между поверхностью, на которой выпадает иней, и электродом

датчика; в)

дифференциальный

датчик

давления, ощущающий

изменение,

аэродинамического сопротивления проходу воздуха через воздухоохладитель при нарастании инея на трубах; г) датчик температуры поверхности испарителя, ощущающий понижение температуры кипения при нарастании слоя (винея одноиспарительной системе). Находит применение и полуавтоматическ оттаивание, при котором устройство для отстаивания включается и выключается вручную.

Наиболее дешевым источником тепла для нагревания поверхностей считается пар со стороны высокого давления. На рисунке 9.9 показана схема автоматического оттаивания испарителя и домашнего холодильника. Импульс на оттаивание даёт датчик толщины ДТл, после чего открывается соленоидный вентиль, перепускающий пар из компрессора К непосредственно в испаритель, поскольку это путь меньшего сопротивления, чем путь через конденсатор и капиллярную трубку КГ. Обычно на допускается нарастание слоя инея больше 5-6 мм.

На средних и крупных установках применение этого способа тр большого числа ручных и автоматических запорных вентилей. На рис. 9.10, а показана схема автоматического оттаивания аммиачных батарей непосредственного

50

охлаждения при нижней(рис. 9.10, б) и верхней (рис. 9.10, б) подаче. Поскольку теперь в насосных схемах дренаж жидкости из батарей осуществляют циркуляционный, а в дренажный ресивер, то нет различия между схемами оттаивания в насосных и безнасосных системах. Импульс на оттаивание даёт реле времени РВ. Чтобы не допускать образования значительного слоя инея, оттаивание может выполняться примерно1 раз в сутки, хотя в зависимости от назначения охлаждаемого помещения и вида обрабатываемого продукта этот промежут времени может быть или увеличен, или уменьшен. Реле времени может передать импульс одновременно ко всем соленоидным вентилям. При этом СВ1 и СВ2 закроются и будет прекращена подача холодильного агента в батарею, также отсасывание из неё пара; в то же время откроются СВ3 и СВ4 и в батарею поступит пар со стороны высокого давления, оставшаяся в батарее жидкость в -обра зующийся там конденсат будут дренироваться в дренажный ресивер. ДляДР дренирования удачно использован поплавковый регулирующий вентиль высокого

давления ПР потому, что, во-первых, в его корпусе накапливается жидкость и

ВД

прибор, дренируя жидкость, не пропускает через себя пар, то есть, действует как конденсатоотводчик; во — вторых, в нём осуществляется дросселирование, что необходимо в связи с дренированием в дренажный ресивер, являвшийся аппаратом низкого давления.

Сигнал на окончание оттаивания может давать реле времени(при небольшой толщине инея продолжительность оттаивания20-30 мил), причём опять соленоидные вентили могут действовать одновременно: СВ3 и СВ4 закрываются, а СВ3 и СВ4 открываются. Однако при помощи реле времени можно задать некоторое смещение по времени между действием отдельных вентилей, например, при начале оттаивания предусматривать небольшую задержку открытия 3СВи СВ4 после закрытия СВ1 и СВ2, а по окончании оттаиваниямежду закрытием СВ3 и СВ4 и открытием СВ1 и СВ2. Можно сдвигать по времени и моменты открытия СВ2 и СВ1.

Обратный клапан на линии подачи жидкости в батарею особенно необходим в

насосных схемах, так кок при неплотном

закрытии 1,СВон

предохраняет

от

поступления

жидкости высокого давления

в трубопровод

жидкости

низ

давления.

 

 

 

 

 

Находят

применение и датчики температуры для

дачи

сигнала

о ко

оттаивания. В этом случае чувствительный элемент датчика прижимается поверхности трубы батареи. После стаивания инея температура поверхности труб начнёт повышаться выше 0°С. Обычная установка датчика температуры+1 - +2°С; при достижения этой температуры датчик ДТ даёт импульс через реле времени на прекращение оттаивания.

Для дренажа жидкости из батарей можно использовать и другие регуляторы уровня. На рис. 9.11 приведены примеры этих дренажных устройств. Они могут быть присоединены к схемам оттаивания(см. рис. 9.10) в точке а. На рис. 9.11 а показано применение ПРУДВ, а на рис. 9.11 б применение электрического регулятора уровня непрямого действия. В обоих случаях жидкость из батареи сливается в сборный сосуд I, причём этот сосуд может бить общим на группу камер. Дросселирование осуществляется в регулирующем вентиле РВ с постоянн открытием, подбираемым при наладке системы. Прорыву пара на сторону низкого давления препятствует уровень жидкости в сосуде I.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.