Автоматизація пневмопостачання

Система пневмопостачання як об’єкт автоматизації. Вимоги до системи автоматизації турбокомпресорної станції, контроль і принципи захисту, принципи технічного обслуговування. Головні характеристики обладнання, що використовується в даному процесі.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введення

Компресорні машини - важливі види продукції машинобудування. Вони застосовуються в багатьох галузях народного господарства: хімічної, нафтової, газової та машинобудівній, на транспорті, в металургії, геології, будівництві, агропромисловому комплексі, а також - у нових перспективних напрямах техніки і технології, зокрема, в космонавтиці, робототехніці, виробництві штучного палива та ін. Серцем будь холодильної та кріогенної установки є компресор. Від ефективності та надійності його роботи залежать ККД і довговічність комплексу в цілому.

В основному, компресорні установки є невід'ємною складовою частиною більшості промислових і громадських комплексів (хімічних, нафтопереробних, газових, автомобільних, науково - дослідних). Основне завдання КУ - безперебійне забезпечення об'єкта газовою сумішшю із заздалегідь встановленими параметрами. Отже відмова КУ призводить до простою всього комплексу або, як мінімум, його більшу частину, а це колосальні збитки. Зниження витрат на обслуговування та продовження міжремонтного строку, а також спрощення діагностики неполадок в сукупності з підвищенням надійності, дозволяє говорити про значну вигоду пов'язаної із застосуванням нової системи управління замість традиційної при модернізації існуючих станцій.

1. Система пневмопостачання шахти як об'єкт автоматизації

технічний автоматизація пневмопостачання

Система пневмопостачання шахт і копалень складається з компресорної станції, що виробляє енергію стисненого повітря, і пневмосети (трубопроводів з регулюючими органами), його передачу і розподіл між такими споживачами, як відбійні молотки, бурові машини і верстати, вантажні машини, насоси, вентилятори та ін.

Основний параметр, що характеризує роботу компресорів і приєднаних до них споживачів - це тиск стисненого повітря. При зниженні тиску в пневмосети приблизно пропорційно зменшується продуктивність робочого обладнання; при підвищенні тиску продуктивність пневмомашин зростає, але одночасно збільшуються непродуктивні витрати, зумовлені зростанням втрат в компресорах, витоків повітря в нещільності трубопроводів, зносу інструменту, а також зниженням к. п. д. Пневмодвигуни і т.д. Тому необхідно управляти тиском у системі пневмопостачання таким чином, щоб забезпечити максимальну продуктивність споживачів стисненого повітря при мінімальних витратах на його виробництво і транспортування. Для підтримки тиску на заданому рівні в нерівномірного споживання пневмоенергії, внаслідок включення споживачів і різної їх завантаження (витрати повітря) потрібен регулювати продуктивність компресорної станції в широких межах.

До автоматизації системи пневмопостачання пред'являються такі вимоги:

1. Економічність і безпеку роботи компресорних агрегатів;

2. Предотвратіть аварійні режими, порушення роботи або вихід з ладу окремих елементів, вузлів і компресорних, агрегатів в цілому;

3. Повисіть ефективність використання пневмоенергії споживачами;

Висвободіть частково або повністю обслуговуючий персонал. Виконання цих вимог забезпечується системою автоматизації процесів пневмопостачання, що складається з трьох підсистем: 1. Автоматичного (дистанційного) керування пуском і зупинкою двигунів компресорів і допоміжних механізмів компресорних агрегатів;

2. Автоматичного регулювання режимів роботи компресорних агрегатів, станції і споживачів стисненого повітря;

3. Автоматичного контролю та захисту основних вузлів і систем компресорних агрегатів і пневмосети.

При частковій автоматизації контроль і захист компресорних агрегатів автоматизуються повністю, а управління ними - частково. Деякі операції керування агрегатами (підготовка до пуску, пуск та ін) здійснюються обслуговуючим персоналом вручну.

При комплексної автоматизації управління пуском і зупинкою, регулювання режимів роботи (підтримка заданих значень тиску стисненого повітря, температури води і мастила і т. п.), контроль і захист компресорних агрегатів здійснюються автоматичними системами. Вибір програми і черговості роботи агрегатів, введення завдання регуляторам виконуються вручну. Компресори можуть управлятися дистанційно по командам гірського диспетчера або оператора компресорної станції.

Повна автоматизація передбачає передачу керуючої

обчислювальній машині функцій аналізу роботи системи пневмопостачання і вибору оптимальних програм функціонування її елементів, реалізованих автоматичними системами компресорної станції та пневмосети з підключеними до неї споживачами.

Вибір раціонального рівня автоматизації процесів пневмопостачання обумовлюється:

- Техніко-економічними показниками;

- Вимогами охорони праці;

- Техніки безпеки;

- Підготовлених до автоматизації виробництва.

2. Вимоги до системи автоматизації турбокомпресорної станції

технічний автоматизація пневмопостачання

У компресорах відбувається перетворення енергії, що підводиться двигуном до валу, в енергію проходять через них газів.

У динамічних або турбокомпресорних машинах передача енергії до газу відбувається безперервно в обертовому робочому колесі, снабженном лопатками. При обтіканні потоком газу решітки з профілів лопаток обертового колеса виникає підйомна сила, що викликає прискорення потоку, збільшення його швидкості і тиску. Надалі в нерухомих елементах відбувається додаткове збільшення тиску за рахунок перетворення кінетичної енергії газу.

До динамічних компресорів відносяться:

- Відцентрові;

- Діагональні;

- Осьові;

- Вихрові машини.

Рисунок 1 - Технологічна схема турбокомпресорного агрегату

На рисунку 1 представлена технологічна схема турбокомпресорного агрегату.

Після кожного ступеня повітря надходить в повітроохолоджувачі, охолоджуються водою, і потім в наступний щабель або повітрозбірник. Сам турбокомпресор охолодженню не береться під. Нагріта вода охолоджується в градирне і насосом знову подається у водопровід охолодження. Охолоджується водою також і повітря, що надходить на охолодження електродвигуна.

Шестеренчатий робочий маслонасос, що сидить на валу редуктора, засмоктує через фільтри масло з маслобака і нагнітає його в маслосистем під тиском 500 кПа (5 кгс/см2). Масло проходить через охолоджуються водою маслоохолоджувачі, після яких частина його, надходить на змащення підшипників, пропускається через редукційний клапан, що знижує тиск до 50-90 кПа (0,5-0,9 кг/см2). Масло під високим тиском використовується для роботи реле осьового зсуву опорноупорного підшипника і регуляторів продуктивності та протипомпажного, якщо вони гідравлічні.

3. Регулювання продуктивності компресорних установок

Продуктивність компресора контролюється датчиками витрати повітря, встановленими на всмоктувальному і нагнітальному повітропроводах. Вони являють собою диференціальні манометри з електричними сигналами на виході вторинного приладу, що вимірюють перепад тиску на діафрагмах, змонтованих в повітропроводах. Датчик витрати всмоктуючого вимірює повну продуктивність, і тому його показання використовуються для роботи протипомпажного регулятора. Датчик витрати нагнітального воздухопровода вимірює кількість стисненого повітря, що надходить в повітрозбірник і далі в пневмосети, яке може відрізнятися від повної продуктивності, наприклад, при роботі протипомпажного захисту, коли частина стисненого повітря викидається в атмосферу.

Тиск повітря, води і масла вимірюється датчиками, представляють собою манометри різних типів, зазвичай безшкальні с аналоговими або дискретними сигналами на виході, які використовуються для цілей автоматичного контролю, захисту, управління.

Температура повітря, охолоджуючої води, масла, підшипників, обмоток електродвигуна вимірюється термометрами опору, в як вторинних приладів для яких використовуються логометри і автоматичні мости.

Для розподілу охолоджуючої води по об'єктах охолодження передбачені регулювальні вентилі. Такі ж вентилі і в системі маслоснабжения. У водопровідній мережі встановлюються датчики контролю потоку води. У нагнітальному трубопроводі встановлюються керовані засувки з електроприводом.

Рисунок 2 - Робочі характеристики турбокомпресора

На рисунку 2 зображені робочі характеристики турбокомпресора. Робоча точка компресора визначається точкою перетину А характеристики компресора 1 і характеристики повітропроводу 2. Точка До відповідає критичній продуктивності Qк компресора, при якій він розвиває максимальний тиск Рк. Якщо витрата повітря в пневмосети стане менше Qк, то тиск, що розвивається компресором, виявиться менше Рк і, отже, менше, ніж у пненмосеті, з якою повітря спрямується до компресора й зачинить зворотний клапан в возду хопроводе. Робочий режим компресора переміститься в точку Б, відповідну холостому ходу. У міру витрачання повітря, з пневмосети його тиск знизиться до величини, що відповідає точці А, зворотний клапан відкриється і компресор почне подавати в пневмосети повітря в кількості, що визначається точ ¬ кою В. Якщо витрата повітря залишиться менше Qк, все повторя...