Сегодня: 21 | 09 | 2020

Навчальний посібник Автоматизація технологічних процесів і систем автоматичного керування (частина 4)

ТЕСТИ

1. Для чого використовується електромагнітний вентиль в теплогенераторі?

A. Електромагнітний вентиль здійснює закриття паливопроводу

B. Електромагнітний вентиль здійснює відкриття паливопроводу

C. Електромагнітний вентиль здійснює відкриття і закриття паливопроводу

2. Для чого використовується електроіскрові електроди в теплогенераторі?

A. Електроікрові електроди запалюють полум’я в топці

B. Електроікрові електроди підвищують напругу

C. Електроікрові електроди створюють іскру.

3. Для чого використовується фоторезистор в теплогенераторі?

A. Фоторезистор використовується для контролю освітленості

B. Фоторезистор використовується для контролю температури

C. Фоторезистор використовується для контролю наявності полум'я

4. За допомогою чого запалюється повітряно-паливна суміш в теплогенераторі?

A. Розпилена повітряно-паливна суміш запалюється іскрою, що виникає між фазами.

B. Розпилена повітряно-паливна суміш запалюється іскрою, що виникає між фазою і корпусом теплогенератора.

C. Розпилена повітряно-паливна суміш запалюється електроіскрою, що виникає на електродах запалювання від підвищувального трансформатора

5. За допомогою чого контролюють наявність факелу в теплогенераторі?

A. Наявність факелу контролюють двома фоторезисторами, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус

B. Наявність факелу контролюють двома терморезисторами, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус

C. Наявність факелу контролюють двома резисторами, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус

6. В яких режимах передбачається робота теплогенератора.

A. Опалення автоматичне, вентиляція ручна

B. Опалення автоматичне, опалення ручне, вентиляція ручна

C. Опалення автоматичне, опалення ручне

7. З яких блоків складається система автоматичного керування теплогенератором?

A. Складається з напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, програмного блока, блока запалювання, блока контролю нагрівання і датчика аварійного перегрівання

B. Складається з напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, програмного блока, блока запалювання, блока слідкування за наявністю факелу в камері згоряння, блока сигналізації

C. Складається з напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, програмного блока, блока запалювання, блока контролю нагрівання і датчика аварійного перегрівання, блока слідкування за наявністю факелу в камері згоряння, блока сигналізації

8. Який пристрій теплогенератора використовується для виміру і регулювання температури в приміщені?

A. Датчик температури та напівпровідниковий терморегулятор типу ПТР-2

B. Датчик температури

C. Напівпровідниковий терморегулятор

9. Коли відбувається автоматичний запуск теплогенератора?

A. При підвищені температури в приміщені

B. При знижені температури в приміщені

C. При знижені температури в зовні приміщення

10. Для чого відбувається продувка камери згоряння теплогенератора перед запуском?

A. Для видалення гарячого повітря

B. Для видалення залишків парів палива в топці.

C. Для видалення холодного повітря.

11. Яка тривалість продувки камери згоряння теплогенератора перед запуском?

A. 1 хвилина

B. 40 –50 секунд

C. 20 – 25 секунд

7.3. АВТОМАТИЗАЦІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ПІДІГРІВУ ВОДИ І ПОВІТРЯ Й ОДЕРЖАННЯ ПАРИ

7.3.1. Автоматизація котлоагрегатів

Технологічна необхідність автоматизації котлоагрегатів. Теплова енергія в загальному споживанні енергії сільським господарством складає від 60 до 80% в залежності від кліматичних районів нашої країни. Вона витрачається на опалення житлових, виробничих і тваринницьких приміщень, готування їжі і корму, підігріву води й отримання пари, підігріву ґрунту і повітря в спорудженнях захищеного ґрунту і т. д. Теплопостачання сільського господарства здійснюється в основному від вогневих котлів і окремих котлів низького тиску, теплогенераторів і електронагрівальних установок. Вогневі котли і теплогенератори в сільському господарстві використовуються дуже широко, незважаючи на їхню значну металоємність і підвищену собівартість теплової енергії, великі втрати теплоти при її передачі від котелень до споживачів і високу пожежонебезпеку, високе забруднення відходами і труднощі з автоматизацією. Повсюдний перехід на теплопостачання від електроустановок в істотній мері усуває зазначені недоліки, але стримується дефіцитом електричної енергії і малою пропускною здатністю сільських розподільних електромереж. Автоматизація вогневих котлів і теплогенераторів істотно полегшує працю операторів і частково їх скорочує, підвищує надійність і оперативність роботи устаткування і знижує собівартість одержуваної теплоти, зменшує на 10% витрату палива. І той же час є ряд споживачів теплоти, що одержують теплопостачання тільки від електричної енергії, наприклад, інкубаторії, електрозварювальні установки, установки локального обігріву молодняку птахів і тварин, електрокалорифери та електроплити.

У сільському господарстві використовується ряд вогневих парових котлів типу КМ, КВ-300М, Д-721Л, ДКВР, МЗК і інші паропродуктивністю від 200 до 4000 кг/год, тиском від 0,1 до 1,3 МПа, температурою від 110 до 190 °С. У котельнях тепличних комбінатів установлюють пароводяні котли типу АВ-2, АПВ-2, ПТВМ-30М, КВ-ГМ, ДКВР, ДЕ й інші. Ці котли у водогрійному режимі підігрівають воду до температури від 70 до 95 °С для обігріву теплиць, а в паровому режимі виробляють пар тиском 0,2 МПа температурою 130°С для пропарювання ґрунту і власних потреб.

Системи автоматичного керування котловими установками можна розділити на наступні: пневматичну типу ПМА й електричну типу АГОК-66 для опалювальних і водогрійних котлів, обладнаних пальниками середнього і низького тиску без примусової подачі повітря; пневматичну типу АГК-2П і електричні типи АМК і АМКО для парових і водогрійних котлів, що працюють на газі і рідкому паливі; електронно - гідравлічну типу «Кристал» для опалювальних котлів малої і середньої потужності й електронну типу «Курс-101», призначену для тепличних пароводогрійних котлів, що працюють на газоподібному чи рідкому паливі. Ці системи виконують наступні основні операції:

автоматичне регулювання теплового навантаження з метою забезпечення заданої температури в приміщенні і необхідній кількості гарячої води і пари;

Автоматичне керування рівнем води в котлі;

Дистанційне керування котлом (пуск, регулювання тепло - і паропродуктивності й зупинку котлів);

Технологічний захист, що запобігає аварії;

Технологічне блокування, що виключає виконання неправильних операцій при експлуатації;

Технологічну сигналізацію, що сповіщає персонал про хід виконання технологічних процесів;

Автоматичний контроль технологічних параметрів роботи котлів.

Незважаючи на низьку вартість і простоту експлуатації пневматичних систем автоматизації котлів, вони витісняються електричними системами, що забезпечують велику гнучкість і точність керування, високу чутливість і можливість передачі інформації на відстань.

Найбільшою можливістю автоматизації всіх технологічних операцій котлоагрегату володіють «Кристал» і «Курс-101».

Система «Кристал» побудована по агрегатному принципі, що дозволяє просто і зручно забезпечувати задану систему керування різними параметрами з невеликого числа елементів апаратури. Функціональна схема системи «Кристал» приведена на рисунку 7.3. Вона забезпечує автоматичне керування тиском пари і рівнем води в барабані 8 котла, розрідженням у топці 6, витратою повітря і розпалюванням котла за допомогою запальника 3, дистанційне керування електроприводами димоходу 14 і насоса 11 води, дистанційний контроль тиску повітря за вентиляторами, розрядження в топці і температури димових газів. Світлова сигналізація включається при підвищенні чи зниженні рівня води в барабані котла, зниженні тиску повітря і розрідження в топці, підвищенні тиску пари і при аварійному відключенні котла.

Система складається з регулятора 7 тиску пари в барабані 8 котла, регулятора 2 співвідношення газу і повітря, регулятора 13 розрідження в топці, регулятора 9 рівня воду з відповідними датчиками і контрольно-вимірювальними приладами 12 температури. Регулятори 2, 7 і 13 оптимізують процес горіння. Тиск пари характеризує відповідність між виробленням і споживанням пари. Якщо рівність між ними порушується, то змінюється тиск пари. Наприклад, при збільшенні споживання пари тиск падає і регулятор 7 видає імпульс регулювальному органу 4 на збільшення подачі палива.

Для повного згоряння палива в пальнику 5 необхідна визначена кількість повітря, надлишок повітря підвищує винос теплоти з димовими газами, а недостача приводить до неповного згоряння палива. Отже, для забезпечення максимального КПД котлової установки необхідний регулятор 2, що підтримує задане співвідношення паливо-повітря. Регулятор 2 по сигналу від датчиків витрати палива і подачі повітря керує продуктивністю вентилятора 1.

Рисунок 7.3. Функціональна схема системи автоматизації котла «Кристал» .

Для повного видалення димових газів використовується димосос 14, що за допомогою регулятора 13 забезпечує задане розрідження газів у верхній частині топки.

При надлишковому розрідженні збільшується винос теплоти через димосос, при недостатньому — димові гази прориваються усередину приміщення котельні.

Рівень води в барабані котла підтримується постійним за допомогою регулятора 9, що одержує сигнали про зміну рівня від манометра. При відхиленні рівня від заданого значення регулятор 9 впливає на регулювальний клапан 10.

В аварійному режимі котла зупиняють, припиняючи подачу палива за допомогою клапана УА2, якщо відбулося одне з наступних порушень: понизився чи підвищився тиск у системах подачі палива чи повітря, понизилось розрідження в топці, підвищився тиск пари, понизився чи підвищився рівень води в барабані, згасло полум'я в топці. Для цього котел обладнають відповідними датчиками безпеки: тиску газо - чи рідиноподібного палива SРт, повітря SРв, розрідження газів у топці SPг, тиску пари SPп, верхнього SLв і нижнього SLн рівнів води в барабані котла, наявності полум'я ЗЗУ (рис. 7.4). При подачі на схему напруги спрацьовує тільки реле KV5 через замкнутий контакт датчика SPп, інші реле сигналізації відключені. Перемикаючи перемикач SA1 в нормальне передпускове положення «Н» включають реле блокування KB і реле витримки часу КТ2, яке виключає помилкове спрацьовування реле захисту KV1...KV6 через спрацьовування датчиків внаслідок коливань контрольованих параметрів в період підготовки котла до пуску. Потім оператор кнопковими постами включає живильний насос, що заповнює барабан водою, димосос, вентилятор, продувку паливопроводів (на рисунку ці елементи не показані). В міру досягнення зазначеними параметрами заданих значень спрацьовують датчики SLв, SLн, SPг, SPп І включають відповідно реле KV6, KV3 і KV2. Для розпалювання топки від запальників перемикач SA1 переводять у положення П— «Пуск», при якому спрацьовують реле витримки часу КТ1 по колу (зі схеми керування димососом), KV2.1 , KV3.1 І KV6:1 електромагніт YA1 клапана палива на запальнику і електроіскровий запальник 3. Одночасно відключаються реле KB і КТ2, але реле KB знову включається замикаючими контактами КТ1:3.

Рисунок 7.4. Принципова електрична схема керування системою “Кристал”.

Далі перемикач SA1 переводять у положення В — «Включено» і вручну повністю відкривають електромагніт YA2 відсічні клапани (рис. 7.3) на паливопроводі. При цьому замикаються контакти SQ (рис. 7.4). Одночасно спрацьовує реле КТ2, що з витримкою часу знімає напруга з пускового електромагніта YA1, і останній закривається. На цьому пуск закінчується.

Для нормальної зупинки переводять перемикач SA1 у положення О—«Відключено». Аварійна зупинка відбувається при спрацьовуванні відповідних захистів. Наприклад, при зниженні тиску повітря за дутьєвим вентилятором розмикаються контакти SРв датчика тиску, і реле KV2 відключається.

Регулятори в системі «Кристал» виконані за функціонально-структурною схемою, показаної на рисунку 7.5.

Регулятор складається з датчика Д, задатчика Зд, електронного підсилювача ЕП, електрогідравлічного реле ЕГР, пневматичного пристрою зворотного зв'язку ПЗЗ і гідравлічного виконавчого механізму ГВМ. Регулятор дозволяє керувати параметрами по П-, І-, ПІ-законам регулювання. Підсилювач ЕП сприймає сигнал розбалансу датчиків і задатчика. Сигнал розбалансу після посилення надходить на електрогідравлічному реле ЕГР, що керує електрогідравлічним виконавчим механізмом ГВМ.

Рисунок 7.5. Функціонально – структурна схема регулятора системи “Кристал”.

У виконавчому механізмі енергоносієм є тиск води. При відсутності неузгодженості обмотки електромагнітів УА1 і УА2 електрогідравлічного реле (рис.7.6) відключені від вихідних напруг електронного підсилювача. Зв'язані з їхніми сердечниками клапани опущені і перекривають отвір 3 для зливу води. Поршень 1 нерухомий, тому що тиск з обох його сторін однаковий.

З появою сигналу неузгодженості спрацьовує один з електромагнітів ЕГР, наприклад УА1, піднімаючи клапан. Нижня порожнина виконавчого механізму з'єднується зі зливом 3, і поршень починає переміщатися вниз під дією тиску води у верхній порожнині, впливаючи на регулювальні органи РО. Одночасно переміщаються важелі зворотного зв'язку, стискаючи сильфон 5 і розтягуючи сильфон 7. Внаслідок цього тиск усередині порожнини 2 мембранні коробки знижується, а зовні в порожнині 4 — підвищується. У результаті цей сердечник дифференціально - трансформаторного датчика 3 переміщується вниз, і до підсилювача ЕП надходить сигнал від гнучкого зворотного зв'язку.

Порожнини сильфонів 5 і 7 з'єднані регульованим дроселем 6. Завдяки цьому тиску в порожнинах 2 і 4 поступово вирівнюються, сердечник датчика 3 повертається у вихідний стан, і інтегральна складова сигналу зникає. При відкритому дроселі 6 регулятор працює по ПІ-законі, а при закритому — по П - законі, оскільки в цьому випадку з'являється твердий зв'язок.

Рисунок 7.6. Технологічна схема гідравлічних і пневматичних вузлів регулятора системи “Кристал”.