Автоматизація вентиляції і кондиціонування

Для припинення дії помилково поданої команди, а також для короткотривалої  зупинки запірного органу в проміжному стані передбачено взаємоблокування реле 

 

5.6.Гідравлічні і пневматичні  виконавчі механізми.

 

Гідравлічні і  пневматичні виконавчі механізми  перетворюють енергію робочого середовища, що знаходиться під тиском, в механічну  енергію поступального або обертового руху.

В якості робочого середовища в гідродвигунах найчастіше використовується мінеральне масло, що зберігає свої властивості при дії на нього високого тиску. В пневмодвигунах робочим середовищем служить стиснуте повітря.

В пристроях  автоматичного керування гідро  і пневмодвигуни використовують значно рідше, ніж електродвигуни, але в ряді випадків вони є єдино допустимим технічним рішенням.

Розрізняють дві  основні різновидності гідро  і пневмодвигунів: з поступальним рухом (мембранні і поршневі) і  з обертовим рухом (шестеренчасті, лопатеві, плунжерні і турбінні).

 

Мембранні виконавчі  механізми.

 

 В мембранному  виконавчому механізмі переміщення  вихідного штоку 4 здійснюється  силою, що створюється тиском  робочого середовища на мембрану 2.  При цьому повертаюча пружина  3 стискається. Чим більший діаметр мембрани,  тим більше зусилля може бути передане на регулюючий орган. Порожнина під мембраною з’єднана з атмосферою. При знятті тиску мембрана, а відповідно шток повертаються повертаючою пружиною в попередній стан. Диски 1 забезпечують жорсткість мембрани, виготовленої з прорезиненої тканини.

 

Поршневі  виконавчі механізми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В циліндрі 1 виконавчого  механізму переміщується поршень 2 зі штоком 3.

Поршень буде нерухомим  якщо рівні тиски Р1 і Р2. Якщо тиск в лівій порожнині більший, то на поршень буде діяти сила, рівна різниці тисків Р1 і Р2 помноженій на площу поверхні поршня.

Під дією цієї сили поршень почне переміщуватись вправо. Шток 3 проходить через ущільнюючий  сальник 4.

 

6. АВТОМАТИЗАЦІЯ  СИСТЕМ ГАЗОПОСТАЧАННЯ.

1. Автоматичне регулювання тиску і витрати газу.
2. Автоматизація ГРС (ГРП).
3. Автоматизація об’єктів зберігання та розподілу рідких газів.

 

Автоматизація систем газопостачання.

Основна задача автоматизації систем газопостачання зводиться до підтримання тиску  газу в заданих границях і забезпечення безпеки роботи установок.

6.1. Автоматичне регулювання  тиску і витрати газу.

Структура систем газопостачання може бути різноманітною, в залежності від розмірів населених  пунктів і числа і потужності споживачів.

В газопостачанні використовуються регулятори тиску, що принципово не відрізняються від регуляторів загально промислового призначення.

В техніці газопостачання використовуються терміни: регулятор  «до себе», якщо він регулює тиск на підводі, і «після себе», при підтриманні  низького тиску на відводі. Відповідно вхідні сигнали регулятор дістає з двох боків.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Привід затвора  зменшує витрату при зниженні Р1 (варіант «до») і при збільшенні Р2. Імпульсні трубки під’єднуються  до різних порожнин регулятора. При  використанні такого регулятора у варіанті «після» необхідно змінити положення регулюючого органу на протилежне. Найбільше поширення дістали регулятори «після себе».

В системах газопостачання також часто використовуються і  регулятори непрямої дії: пневматичні, електричні і рідше гідравлічні.

Для забезпечення належної якості регулювання використовують пневматичні регулятори непрямої дії . Це є найпростіший підсилювач з  пристроєм типу сопло-заслінка (в  техніці газопостачання підсилювачі  називають «пілотами»). Регулятор стабілізує низький тиск Р2 за рахунок використання потоку газу з високим тиском Р1 (може бути примінене автономне джерело, наприклад, стиснуте повітря). Сильфонний давач 2 з задаючим пристроєм 3д сприймає зміну тиску Р2 і перетворює в переміщення заслінки 3, що прикриває при збільшенні Р2 сонло С. Тиск в лінії 1 збільшується і передається на мембрану виконавчого пристрою, що закриває затвор регулюючого органу, після чого тиск починає падати до заданого. У випадку невеликого перепаду Р1-Р2 при дроселюванні газу проходить переохолодження, або обмерзання дроселюючих органів, тому слід передбачувати обігрів регулюючих органів. Для прикладу при зміні тиску від 4 до 0,3МПа температури газу знижується на 17...18°С на одиницю тиску.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Автоматизація ГРС (ГРП)

 Газороздільна станція складається  зі наступних вузлів: вхідних газопроводів, пиловловлюючих пристроїв, пристроїв редукування газу першого і другого ступеню, одоризаційних пристроїв, ємностей для збору конденсату, вихідних газопроводів, пристроїв управління і захисту. Найбільш широко використовуються чотири схеми редукування, що забезпечують підтримування тиску і витрати газу в різний час доби і про значних збуреннях, котрі зображені на рис. 6.3-6.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон регулювання тиску газу вибирають з врахуванням динамічних властивостей газової мережі, характеру режиму газопостачання і допустимої статичної похибки регулювання.

Найчастіше використовують П і ПІ регулятори.

Якщо режим газоспоживання носить перемінний характер, доцільно примінити двох імпульсні регулятори тиску газу, котрі реагують одночасно на зміну тиску і витрати, що покращує якість процесу регулювання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схемою автоматизації  ГРС або ГРП крім регулювання  тиску газу передбачаються:

1. Конроль тиску газу до і після вузлів редукування, температури і витрати газу;
2. Сигналізація знижень тиску газу;
3. Автоматичний захист (приміняються захисні клапани і автоматичні відсікачі);
4. Дистанційне переключення або відключення вузлів редукування.

 

3. Автоматизація об’єктів зберігання та розподілу рідких газів.

В газових господарствах  що займаються отриманням, зберіганням  і розподілом зріджених газів  можуть здійснюватись наступні операції: зливання газів з балонів, транспортування  газу (по трубопроводах або в балонах), заправка автомобілів, що працюють на зрідженому газі, регазифікація і змішування парів з повітрям, а також подача парів зріджених газових сумішей в системи споживання.

Для забезпечення безпечної роботи трубопроводи парової  фази обладнуюються запобіжними пружинними клапанами. Також передбачується контроль рівня рідкого газу в резервуарах, його тиску, температури, наявності газу в повітрі, а також позиційне відключення газових компресорів по сигналу розрідження нижче 0,05 МПа або тиску вище 1,6 МПа при допозі електроконтактних манометрів.

 

 

 

ПРОМИСЛОВІ ПЕЧІ

 

7.1. Регулювання роботи  в трубчатих печах.

7.2. Автоматизація  печей великої потужності.

7.3.Автоматичне  регулювання паленищах.

 

7.1. Регулювання  роботи в трубчатих печах.

В багатьох галузях промисловості широке використання знаходять трубчасті печі, в котрих продукт безперервно прокачується через змійовик, нагрівається за рахунок тепла, що виділяється при спалюванні палива. Трубчата піч є складним об’єктом регулювання. Стабілізацію кінцевої  температури в ній необхідно забезпечити при значній зміні температури і витрати продукту. Постійно змінюється також стан змійовика і теплової ізоляції.

Компенсація всіх дій здійснюється зміною кількості  палива, що подається в піч.

Важливими для печі є захист від відкладання вуглецю на стінках теплообмінника. Щоб запобігти цьому, процес спалювання палива в печі необхідно виконувати в оптимальному режимі і підтримувати на заданому рівні співвідношення витрат паливо-повітря і концентрація кисню в димових газах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трубчасті печі мають, як правило, перевальну стінку і  теплообмінник нагрівається нагрітим у печі газом.  Залежно від  потужності повітря на спалювання палива може подаватись за рахунок апсекції, або примусово, наприклад, вентилятором.

Якщо особливих  вимог до процесу нагрівання продукту не висувається , то печі малої потужності можуть бути автоматизовані за допомогою  одноконтурних  АСР. У таких печах  стабілізують, як правило лише два  параметри: температуру Т нагрітого продукту на виході теплообмінника зміною витрати палива та розрідження Р завдяки впливу на положення заслінки 5.

У разі сильного збурення з боку витрати палива, використовують систему регулювання  температури із внутрішніми контуром стабілізації витрати палива.

Якщо особливі вимоги висуваються до якості регулювання  температури продукту після теплообмінника,  а в піч надходять великі збурення з боку подавання  як палива, так  і продукту, то використовують каскадну систему з допоміжною координатою  за температурою нагрітих газів над перевальною стінкою.

 

7.2. Автоматизація  печей великої потужності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура продукту на виході з теплообміника стабілізується за трьох контурною каскадною  АСР, в який допоміжною координатами є температура печі за перевальною стінкою і тиском палива на виході в піч. Оптимальний процес горіння палива відбувається за величиною кисню в димових газах. Для цього може бути використана система регулювання, внутрішнім контуром є АСР співвідношення паливо-повітря ( F_т  і F _пр).

Автоматичному контролю підлягають такі параметри: температура  над перевальною стінкою, нагрітого  продукту до і після теплообміника, витрати продукту, палива повітря, тиск палива на вході в пальник; розрідження  в печі та концентрація кисню в димових газах.

У разі виникнення аварійних ситуацій печі мають автоматичний захист за трьома параметрами: припинення витрати продукту, зменшення тяги, втрати полум’я.

В усіх  випадках системи  захисту перекриють подачу палива у  піч. Сигналізації підлягають: зменшення тиску паливного газу, підвищення температури стінок труб підігрівника, підвищення вмісту кисню в димових газах, падіння розрідження перед димососом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3.Автоматичне  регулювання паленищах.

При сушці, випарюванні, випалюванні і інших процесах в якості теплоносія часто використовується топочні гази, що отримуються в топках в результаті спалювання палива.

Найбільш простою  є топка з інжекційними горілками:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витрата палива в такому випадку змінюється в  залежності від температури 

( іншого параметру)  того процесу, в котрому використовують  одержані топочні гази. Співвідношення  витрат палива і повітря, що  підсосується з атмосфери, підтримується постійним за рахунок зміни інжекційної здатності горілки при зміні витрати палива. Температуру топочних газів відразу після топки регулюють зміною витрати вторинного повітря.

 

7.4. Принципи автоматизації   котельних установок.

Надійна, економічна і  безпечна експлуатація котельних установок можлива лише при наявності контролю теплових параметрів, автоматичного регулювання і керування технологічними процесами, сигналізації та захисту.

Основними  завданнями автоматизації котельних є:

а) забезпечення вироблення необхідної кількості теплоти ( наприклад гарячої води) при заданих її параметрах  - тиску і температурі;

б) досягнення економічності  спалювання палива, раціонального використання електроенергії для власних потреб і  зведення втрат теплоти до мінімуму.

в) забезпечення надійності і безпечності, а також збереження нормальних умов роботи кожного агрегату, що виключає можливість неполадок і аварій як самого агрегату, так і допоміжного обладнання.

Автоматизація котельної може бути повною, комплексною  і частковою.

Автоматизація котельної передбачає контроль та регулювання  таких параметрів:

1. Витрата пари, води, палива, а часом повітря і димових газів.
2. Тиску пари, води, газу, мазуту, повітря, а також розрідження в топці газоходах котла.
3. Температури пари, води, палива, повітря і  димових газів.
4. Рівня води у барабані котла, циклонах, баках, деаераторах, рівня палива у бункерах  і інших ємностях.
5. якісного складу димових газів, пари, води.