Автоматизация технологического процесса узла водооборота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизация технологического процесса узла водооборота

В настоящее время градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ, АЭС). В гражданском строительстве градирни используются при кондиционировании воздуха, например, для охлаждения конденсаторов холодильных установок, охлаждения аварийных электрогенераторов. В промышленности градирни используются для охлаждения холодильных машин, машин-формовщиков пластических масс, при химической очистке веществ.

Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха (вентиляторные градирни), а в случае с эжекционными градирнями охлаждение происходит за счёт создаваемой среды приближенной к условиям вакуума специальными форсунками (обеспечивающими площадь тепломассообмена, каждая - 450 м? на 1 м? прокачиваемой жидкости, представляющие собой принцип двойного действия, охлаждая распыляемую жидкость не только снаружи, но и внутри) и особенностями конструкции.

Как правило, градирни используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоёмы (озёра, моря).

Существующие системы автоматизации

Целью автоматизации градирни является:

- стабильность процесса охлаждения воды;

- снижение энергопотребления;

- обеспечение стабильности работы оборудования.

Как правило, тепловой расчет градирни, производится для самого жаркого периода в году - 2-3 жарких летних периода. В этот период градирня работает с максимальной нагрузкой. В остальное время можно снизить скорость вращения вентиляторов с целью экономии электроэнергии и часов эксплуатации вентиляторов.

Система автоматизации для секционных вентиляторных градирен зависит от требований заказчика и степени сложности.

Одним из способов автоматизации является установка системы с использованием 2-скоростных электродвигателей для вентиляторов. При такой автоматизации система АСУ способна в автоматическом режиме переводить электродвигатели на пониженную скорость (при умеренных и низких температурах окружающего воздуха или в ночное время), либо отключать некоторые секции градирни, если температура охлажденной воды держится в норме, 700000 м³.

Другой, более сложный, но при этом более гибкий, способ с использованием частотных преобразователей для электродвигателей вентилятора, обеспечивает лучшие возможности контроля процесса охлаждения. Это достигается за счет плавного, а значит более точного регулирования скорости вентилятора и, соответственно, процесса охлаждения воды.

Как показывает опыт, экономия электроэнергии от внедрения АСУТП составляет более 40% в год от номинальной потребляемой мощности, что позволяет за короткий срок окупить затраты на автоматику. При этом такая система обеспечивает стабильную заданную температуру охлаждения.

Другой целью автоматизации является обеспечение безопасной эксплуатации градирен - предотвращение аварий вентилятора и выхода из строя дорогостоящего оборудования. Это достигается за счет оснащения градирни необходимыми системами мониторинга и наблюдения, позволяющими отслеживать предупреждать о неисправностях и в случае необходимости останавливать работу градирни, предотвращая критические последствия.

Система управления в базовом варианте включает в себя мониторинг следующих параметров: температуру входной и выходной воды, температуру окружающего воздуха, вибрацию привода в сборе, температуру и давление масла в редукторе, температуру подшипников качения и обмоток электродвигателя, расход теплоносителя, уровень теплоносителя в водосборной емкости.

В условиях зимнего пуска осуществляется предварительный прогрев масла в картере редуктора, при останове электродвигателя включается противоконденсатный обогрев. Для исключения авторотации лопастей рабочего колеса, система активизирует электрический стояночный тормоз. Во избежание переохлаждения теплоносителя в контуре (размораживания системы) предусмотрено реверсивное вращение лопастей рабочего колеса вентилятора.

Для аварийного отключения привода предусмотрены локальные кнопочные посты.

Опционально с помощью сервоприводов возможно автоматическое управление запорной арматурой и жалюзи градирни.

При необходимости локальная АСУТП может также осуществлять управление насосной станцией, осуществляя, в том числе, частотное регулирование, контроль сухого пуска, давления, перегрева подшипниковых узлов насосов.

Характеристики:

Основной параметр градирни - величина поверхности орошения - величина расхода воды на 1 м? площади орошения.

Основные конструктивные параметры градирен определяются технико-экономическим расчётом в зависимости от объёма и температуры охлаждаемой воды и параметров атмосферы (температуры, влажности и т.д.) в месте установки.

Использование градирен в зимнее время, особенно в суровых климатических условиях, может быть опасно из-за вероятности обмерзания градирни. Происходит это чаще всего в том месте, где происходит соприкосновение морозного воздуха с небольшим количеством теплой воды. Для предотвращения обмерзания градирни и, соответственно, выхода её из строя следует обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по поверхности оросителя и следить за одинаковой плотностью орошения на отдельных участках градирни (только для градирен с оросителем). Нагнетательные вентиляторы тоже часто подвергаются обледенению из-за неправильного использования градирни (для вентиляторных градирен).

Классификация градирнь.

В зависимости от типа оросителя, градирни бывают: плёночные, капельные, брызгальные, сухие.

По способу подачи воздуха:

- вентиляторные (тяга создаётся вентилятором);

- башенные (тяга создаётся при помощи высокой вытяжной башни);

- открытые (атмосферные), использующие силу ветра и естественную конвекцию при движении воздуха через ороситель;

- эжекционные, использующие естественный захват воздуха при распылении воды в специальных каналах.

Логический контроллер SIMENS

Логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными универсальными изделиями, предназначенными для построения простейших устройств автоматики с логической обработкой информации. Алгоритм функционирования модулей задается программой, составленной из набора встроенных функций. Программирование модулей LOGO! Basic может производиться как со встроенной клавиатуры, так и с помощью программного обеспечения. Стоимостные показатели модулей настолько низки, что их применение может оказаться экономически целесообразным даже в случае замены схем, включающих в свой состав 2 многофункциональных реле времени или 2 таймера и 3-4 промежуточных реле.

Области применения:

- управление технологическим оборудованием (насосами, вентиляторами, компрессорами, прессами);

- системы отопления и вентиляции;

- управление наружным и внутренним освещением, освещением витрин;

- управление коммутационной аппаратурой (АВР, АПВ и т.д.);

- конвейерные системы;

- системы управления дорожным движением;

- управление подъемниками и т.д.

Логические модули LOGO!, производства концерна Siemens, являются компактными, функционально законченными универсальными изделиями, предназначенными для построения простейших устройств автоматики с логической обработкой информации. Программирование данного контроллера осуществляется при помощи программы LOGO! Soft Comfor.

Запуск и остановка насоса градирни а так же вентиляторов осуществляется автоматически. При нажатии оператором кнопки пуска, которая подает сигнал на контроллер (I1) осуществляется пуск градирни, при этом измеряется температура воды в бассейне, если она больше допустимой то включается первый вентилятор (Q4) и запускается насос Q3. При продолжении роста температуры осуществляется последовательная открытие задвижек распылителей и включение вентиляторов 2 и 3 (Q7), (Q10).

Остановка градирни происходит автоматически, при срабатывании аварийных датчиков закрываются задвижки и отключаются вентиляторы и насосы.

Аварийный останов происходит при срабатывании любой из защит:

- температура подшипников (I9);

- температура воды (AI1);

- температура обмотки (AI8);

- срабатывание электрической защиты (I10).

Контролируемые параметры работы турбокомпрессора

градирня автоматизация контроллер водоснабжение

Выбор первичных датчиков и функциональных блоков

Выбираем датчик температуры для подшипников MBT 5310 - датчик температуры, одобренный для применения и разработанный специально для измерения температуры подшипников. Чтобы обеспечить малую инерционность, чувствительный элемент размещен на серебряной пластинке в наконечнике датчика, благодаря чему постоянная времени для воды не превышает 0,5 сек. Датчик крепится с помощью регулируемого байонета и пружины, обеспечивающей постоянный надежный контакт между металлическими частями подшипника и датчика.

Выбираем датчик термометрический обмотки статора С011-120.

Датчики температуры

Размещено на Allbest.ru