Автоматизация энергетических установок

Рассмотрим, какие параметры требуется регулировать в холодильной установке с циркуляционным насосом (рис. 14).

Жидкий аммиак с низкой температурой кипения t0 из циркуляционного ресивера ЦР насосом Н с избытком подается в испарительные батареи камер 1И—ЗИ. Часть аммиака, выкипая, отводит теплопритоки от камер, а пары и неиспарившаяся жидкость поступают обратно в ресивер. Низкое давление в ис

парительной системе р0 (и соответственно низкая температура кипения t0)) поддерживается компрессорами 1Км— 3Км которые отсасывают пары из ЦР и сжимают их до давления в конденсаторе, где они охлаждаются водой и конденсируются. Жидкий аммиак через регулирующий вентиль РВ поступает в ЦР.

В схеме есть пять параметров, которые не должны выходить за допустимые пределы:

1) температура в камерах (t0б1, tоб1, tоб3);

1) уровень жидкого аммиака в испарителях (H1и, Н1и, Нзи)

3) уровень в циркуляционном ресивере НцР;

4) давление кипения ро (и соответственно температура t0);

5) давление конденсации рк.

Температура в камерах, как указывалось (см. рис. 11), имеет самовыравнивание и со стороны нагрузки, и со стороны регулирующего воздействия. Благодаря сравнительно высокой степени самовыравнивания иногда обходятся без дополнительного регулирования tоб. Если же требуется более точно поддерживать температурный режим в камерах (несмотря на самовыравнивание, температура выходит за допустимые пределы), то предусматривают регулирование. В последние годы на крупных холодильниках переходят на автоматическое регулирование.

Уровень жидкости в испарителе должен быть максимальным, чтобы можно было наиболее эффективно использовать его охлаждающую поверхность. Однако во многих установках переполнение испарителя вызывает опасность попадания жидкости в компрессор. В данной же схеме при достаточной вместимости циркуляционного ресивера перелив жидкости из испарителя допустим. Нагрузкой здесь является теплоприток от камеры к испарителю или соответствующее количество выкипающей жидкости Мн. Регулирующее воздействие Мр — подача жидкости в испаритель. Производительность насоса и открытие вентилей перед испарителями выбраны так, чтобы подача жидкости в испаритель была в два-три раза больше Мн. макс (при максимальных теплопритоках). Неиспарившаяся жидкость (Мр—Мн) сливается обратно в ЦР. При уменьшении нагрузки образуется меньше пара, а количество сливаемой в ЦР жидкости увеличивается. Заполнение испарителя при этом все время остается 100%-ным, как в стабилизаторе уровня (см. рис. 11,в). Благодаря полному самовыравниванию регулирование уровня в испарителях в данной схеме не требуется.

Уровень жидкости в циркуляционном ресивере НЦР должен быть в пределах 0,1—0,3 высоты ресивера: при повышении уровня жидкость может попасть в компрессор, а при снижении — нарушится подача жидкости в испарители и может выйти из строя насос. Нагрузка Мн здесь — суммарное количество жидкости, выкипающей во всех испарителях; регулирующее воздействие Мр — подача жидкости через РВ. Этот объект не имеет самовыравнивания, так как изменение уровня нцр не влияет ни на количество выкипающей жидкости, ни на подачу через РВ. Регулирование уровня здесь необходимо. В связи с частым изменением нагрузки здесь предусматривают автоматическое регулирование.

Давление кипения р0 определяет температуру кипящей жидкости t0. Поэтому при высоком давлении не обеспечивается требуемая температура в камерах, а поддерживать слишком низкое давление не экономично из-за большого расхода электроэнергии компрессорами. Нагрузка здесь — количество пара, образуемого при кипении аммиака в испарителях и при дросселировании в РВ; регулирующее воздействие — количество пара, отводимое компрессорами.

Повышение р0 и t0 снижает нагрузку, так как уменьшается разность tоб—to, а следовательно, и количество образуемого пара, т. е. имеет место самовыравнивание на стороне нагрузки. На стороне регулирующего воздействия также имеется самовыравнивание: с повышением р0 производительность компрессора, как известно, возрастает. Однако вследствие значительного колебания нагрузки давление ро часто выходит за допустимые пределы. Поэтому необходимо регулирование этого параметра. Иногда обходятся ручным регулированием (в летнее время при большой нагрузке дополнительно включают один-два компрессора), однако в настоящее время предпочитают автоматическое регулирование давления р0.

Давление в конденсаторе рк определяется температурой жидкого холодильного агента. При высоких значениях рк увеличивается расход электроэнергии на сжатие пара, снижается надежность машины. Слишком низкое давление рк требует большого расхода охлаждающей воды. Нагрузка здесь QH определяется количеством подаваемого компрессором пара и его энтальпией. Регулирующее воздействие QP — количество теплоты, отводимой водой.

С повышением давления рк, температуры tK, а следовательно, и энтальпии жидкости h1 нагрузка уменьшается из-за снижения производительности компрессора и разности энтальпий (h1—h1) — самовыравнивание на стороне нагрузки. Одновременно увеличивается количество теплоты, отводимой водой, так как с увеличением tK растет температура воды, выходящей из конденсатора, а следовательно, и разность (tвд1—tвд1)—самовыравнивание на стороне Qp. Однако, несмотря на самовыравнивание в схемах с охлаждением городской водой (слив в канализацию), регулирование давления конденсации экономически целесообразно. При оборотном водоснабжении, когда имеется несколько компрессоров и водяных насосов, регулирование рк осуществляют путем дополнительного подключения водяных насосов в случае высокого давления.

Построение функциональных схем автоматизации и регулирования

Приведем несколько примеров условных обозначений отдельных элементов схем:

Щиты и пульты управления на функциональных схемах условно изображают в виде прямоугольников произвольных размеров, достаточных для нанесения графических условных обозначений устанавливаемых на них приборов, средств автоматизации, аппаратуры управления и сигнализации по ГОСТ. Комплектные устройства (машины централизованного контроля, управляющие машины, полукомплекты телемеханики и др.) обозначаются на функциональных схемах также в виде прямоугольника произвольных размеров с указанием типа устройства внутри прямоугольника.

Функциональные связи между технологическим оборудованием и установленными на нем первичными преобразователями, а также со средствами автоматизации, установленными на щитах и пультах, показывают на схемах тонкими сплошными линиями. При этом каждая связь изображается одной линией независимо от фактического числа проводов или труб, осуществляющих эту связь. Входные и выходные сигналы линий связи допускается подводить к условным обозначениям приборов и средств автоматизации с любой стороны — сверху, снизу, сбоку. На линиях связи допускается наносить стрелки, указывающие направления передачи сигнала. Линии связи следует наносить на чертежи по кратчайшему расстоянию и проводить с минимальным числом изгибов и пересечений. При этом допускается пересечение линиями связи изображений технологического оборудования и коммуникаций. Пересечение линиями связи условных обозначений приборов и средств автоматизации не допускается.

 Скачать реферат