Сегодня: 21 | 09 | 2020

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

Схема керування (рис 7.13) працює аналогічно схемі ЕПВ-2А. При малій температурі контакти SK1 і SK2 термодатчиків замкнуті, реле KV1 і KV2, а також магнітні пускачі КМ1 і КМ2 включені. При підвищенні температури води в баці розмикається контакт SK1, тріод VT1 закривається, реле KV1 відключається і відключає своїм контактом магнітний пускач КМ1 електронагрівника ЕК. У такий же спосіб діє на відключення пускача КМ2 насоса термореле SK2. При зниженні температури зворотної води контакти SK2 замикаються, тріод VT2 відкривається, спрацьовує реле KV2 і включає магнітний пускач КМ2 електронасос, завдяки цьому охолоджена вода в автопоїлках заміняється на теплу з бака. Ручне включення і відключення установки ВЕП здійснюється перекладом перемикача SA відповідно в положення Р и О.

Рисунок 7.13. Принципова електрична схеми керування електронагрівником ВЕП-600.

У сільському господарстві поширені не тільки елементні, а і електродні електроводонагрівники.

ЗАПИТАННЯ

1. Які переваги електронагрівних установок? 2. Які способи підігріву води використовуються в електронагрівних установках? 3. ПОясніть роботу принципової електричної схеми водонагрівача УАП-400 4. ПОясніть роботу принципової електричної схеми водонагрівача ЕПВ-2А. 5. ПОясніть роботу принципової електричної схеми проточного водонагрівача ВЕП-600.

ТЕСТИ

1. Які переваги прямого електродного нагрівання?

A. Простота пристрою, мала швидкість нагрівання і низький ККД

B. Простота пристрою, велика швидкість нагрівання і високе ККД

C. Простота пристрою, мала швидкість нагрівання і високе ККД

2. Які водонагрівачі відносяться до непроточних термосного типу?

A. УАП – 400 , ВЕП-600

B. ЕПВ-2А, ВЕП-600

C. УАП – 400, ВЕТ-400

3. Які водонагрівачі відносяться до проточних?

A. ВЕП-600, САЗС-400

B. ВЕП-600, ВЕТ-400

C. ВЕП-600, УАП – 400

4. Використовуючи принципову електричну схему водонагрівача ВЕТ-400 поясніть процес нагріву води.

A. Ввімкнути автомат QF і вимикач SА, спрацьовує магнітний пускач KM і подає напругу на ТЕНи. Нагрівання води триває доти, поки розімкнеться замикаючий контакт SK

B. Ввімкнути автомат QF і вимикач SА, спрацьовує магнітний пускач KM і подає напругу на ТЕНи. Нагрівання води триває доти, поки замкнеться розмикаючий контакт SK

C. Ввімкнути автомат QF і вимикач SА, спрацьовує магнітний пускач KM і подає напругу на ТЕНи. Нагрівання води триває доти, поки замкнеться замикаючий контакт SK

5. В яких режимах працюють водонагрівники ВЕТ-800 і ВЕТ-1600?

A. Форсований (ввімкнені дві групи електронагрівників), акумуляційний (ввімкнена нижня група нагрівників)

B. Форсований (ввімкнені дві групи електронагрівників), акумуляційний (ввімкнена нижня група нагрівників) і швидкісний (ввімкнена верхня група нагрівників)

C. Форсований (ввімкнені дві групи електронагрівників), швидкісний (ввімкнена верхня група нагрівників

6. Використовуючи принципову електричну схему водонагрівача УАП-800 вкажіть При якій температурі розмикаються контакти термореле SK1 і SK2

A. Контакти термореле SK1 і SK2 розмикаються при знижені температури води

B. Контакти термореле SK1 розмикаються при знижені температури води, а SK2 при підвищені.

C. При високій заданій температурі води контакти термореле SK1 і SK2 розмикаються.

7. Яке регулювання здійснюється в водонагрівачі ЕПВ-2А?

A. Здійснюється однопозиційне регулювання температури води за допомогою контактів SK1 і SK2

B. Здійснюється двохпозиційне регулювання температури води за допомогою контактів SK1 і SK2

C. Здійснюється однопозиційне регулювання температури води за допомогою контактів SK

8. За допомогою чого здійснюється циркуляція води в проточному водонагрівачі ВЕП-600?

A. Циркуляція води в проточному водонагрівачі ВЕП-600 здійснюється за допомогою насоса в системі автонапування.

B. Циркуляція води в проточному водонагрівачі ВЕП-600 здійснюється за допомогою перепаду температур

C. Циркуляція води в проточному водонагрівачі ВЕП-600 здійснюється за допомогою насоса в водонагрівачі.

9. Для чого використовується два контактних датчика температури води в проточному водонагрівачі ВЕП-600?

A. Використовується для двохпозиційного керування температурою води в водонагрівачі.

B. Використовується для керування температурою води в водонагрівачі.

C. Використовується для керування температурою води в водонагрівачі та в системі автонапування.

7.3.3. Автоматичне керування електродними водонагрівачами і паровими котлами

Автоматичне керування електродними водонагрівачами і паровими котлами здійснюється по температурі, тиску і рівню води в котлі. Електродний метод нагрівання води й одержання пари забезпечує простоту конструкції і глибоке регулювання потужності від 10 до 100%. Недоліками варто назвати залежність потужності від температури і засоленості води, а також відкладення солей на електродах. Ці котли використовують у системах гарячого водопостачання в центральних і місцевих електрокотельнях. Для зменшення накипоутвореня воду попередньо зм'якшують або та сама вода використовується як теплоносій між котлом і теплообмінним апаратом (бойлером).

За принципом дії вони належать до установок прямого нагріву, тобто нагрівання води здійснюється за рахунок виділення теплоти безпосередньо у водному середовищі при проходженні через нього електричного струму між електродами. Найпоширенішими є електроводонагрівники типу ЕПЗ і КЕВ різної потужності, призначені для нагрівання води до температури 95 °С. Вони випускаються продуктивністю від 0,86 до 8,6 м/3год і потужністю від 25 до 250 кВт.

Електроводонагрівачі типу ЕПЗ призначені для опалення тваринницьких приміщень, а також використовуються для підігрівання води в системі гарячого водопостачання технологічних процесів, для опалення і гарячого водопостачання комунальних і культурно – побутових приміщень в сільській місцевості.

Оскільки водонагрівники типу ЕПЗ призначені для підігрівання води в системі з циркуляцією по замкненому контуру, то до комплекту обладнання входить електронасос М. Потужність котла регулюється повертанням за допомогою ручки у горизонтальній площині електродів на кут від 0 до 60°.

ЕПЗ приєднуються до електромережі як вручну, так і автоматично. Режим роботи встановлюється за допомогою пакетного перемикача SA2 (положення Р — ручне керування, О — нейтральне, А — автоматичне), Контроль температури води здійснюється за допомогою манометричного електроконтактного термометра SK1 типу ТПК-СК, який має два контакти: мінімальної SK1.2 і максимальної SК1.1 температури. При температурі води менше допустимої контакти SK1.2 замкнуті, а контакти SК1.1—розімкнуті. При підвищенні температури води в баці електроводонагрівника контакти SК1.2 розмикаються. Якщо температура підніметься до максимально допустимого значення, замикаються контакти SК1.1.

Рисунок 7.14. Принципова електрична схема управління проточним електродним водонагрівником типу ЕПЗ.

Схема в автоматичному режимі працює так (рис. 7.14). При ввімкнутому вимикачі SA1 вмикають автоматичний вимикач QF та його замикаючі контакти QF1 подають живлення на коло керування електроводонагрівником. Тобто через замкнуті контакти SA1.2, KV2.1 і KV5.1 напруга подається на котушку проміжного реле KV3, через контакти якого KV3.2 отримує живлення котушка магнітного пускача KM. При цьому силові контакти пускача КМ1 подають напругу на електронагрівні елементи Е. При розмиканні контактів SK1.2 електронагрівні електроди залишаються ввімкнутими, тому що ці контакти заблоковані контактами КV3.1 Тільки тоді, коли замкнуться контакти SK.1.1 (максимальна температура води), спрацьовує реле КV2, розмикає контакти KV2.1 в колі котушки реле KV3, розмикаються контакти KV3.2 в колі котушки магнітного пускача KM і останній вимикає електронагрівні електроди з електромережі.

Схемою передбачене і аварійне вимикання нагрівних електродів з мережі. Для цього в схемі встановлене температурне реле SK2. Його контакти при температурі води в баці 130 °С вмикаються, подають живлення на котушку реле КV5, розмикаючі контакти якого КV5.1 знаходяться в колі живлення котушки реле КV3. Таким чином, незалежно від положення контактів термореле SK1 нагрівні електроди вимикаються з електромережі.

Аварійне вимикання електродів також відбувається при появі суттєвої несиметрії в електромережі. При цьому спрацьовує реле KV1, котушка якого ввімкнена між нульовим проводом і корпусом водонагрівника. Контакти цього реле KV1.1 в колі котушки KV5 замикаються, вмикають реле KV5, розмикаючі контакти якого KV5.1 знеструмлюють котушку реле KV3 і внаслідок цього електроди вимикаються з мережі.

На рисунку 7.15 показана схема керування електродного водогрійного котла КЕВЗ. Котел має номінальну потужність від 25 до 1000 кВт.

Електронагрівальні трифазні електроди виконані з трьох пар сталевих коаксіальних труб. Між трубами вставлені три рухливих ізоляційних стіклотекстолітових циліндри. Змінюючи за допомогою маховика їхнє положення, регулюють потужність котла. Котел може працювати в режимі нагрівання води або в режимі опалення.

Рисунок 7.15. Принципова електрична схема керування котла КЕВЗ.

У режимі нагрівання води реле KV1 тумблером S підключають до ланцюга датчика SK1 температури води, у режимі опалення — до ланцюга датчика SK2 температури повітря в приміщенні (рис. 7.15). Контакти термодатчика SK3 замикаються при досягненні температури води максимально припустимого значення. Автоматичне А чи ручне Р керування встановлюють перемикачем SA.

Електродний нагрівач включається магнітним пускачем при повороті перемикача в положення А. Нагрівання води в котлі продовжується до заданої температури, при якій контакти термодатчика SK1 включають слабкострумове реле KV1, а реле KV1 включає реле KV3, що відключає магнітний пускач електронагрівника ЕК. Повторне включення відбувається за допомогою реле KV1, KV3 і пускачі КМ при розмиканні контактів SK1 унаслідок зниження температури води. Потім цикл повторюється. При неприпустимому підвищенні температури замикаються контакти SK3 і за допомогою реле KV2 і KV4 виконують аварійне відключення електронагрівника. Після цього відключений котел може включити тільки обслуговуючий персонал. Сигнальні лампи НL1, HL2 і HL3 загоряються відповідно при включенні, нормальному й аварійному відключеннях котла.

Саморегульований електродний паровий котел типу ЕКП працює в такий спосіб (рис. 7.16). Електроди, виконані у виді пакета плоских пластин 1, розміщені в центральній камері 3. Центральна камера вільно з'єднана в нижній частині корпуса 2 і через вентиль 5 у верхній частині з зовнішньою камерою 6 Вентиль 5 відкривається і закривається за допомогою регулятора тиску 4 прямі дії. Рівень води в камері підтримується поплавковим регулятором 7 прямої дії. Під дією електричного струму, що протікає через воду, утвориться пара, що збирається у верхній частині корпуса.

Рисунок 7.16. Пристрій саморегульованого електродного парового котла ЕКП

.Якщо потреби пари менше його виробництва, то підвищується тиск, під дією якого регулятор тиску 4 закриває вентиль 5. Внаслідок цього вода з центральної камери витісняється в зовнішню, електроди оголюються, і зменшується паропродуктивність котла. Цей принцип забезпечує автоматична підтримка тиску не тільки при зміні розбору пари, але і при зміні електричної провідності води.

Електродні котли-пароутворювачі КЕПР-160 і КЕПР-250 застосовують для отримання насиченої пари, що використовується в технологічних процесах на тваринницьких фермах і комплексах. Вони споживають потужність відповідно 160 і 250 кВт і мають паропродуктивність 210 і 320 кг/год. Керування котлами здійснюється в ручному і автоматичному режимах, які встановлюють за допомогою перемикачів SA1 і SA2 (рис. 7.17).

Вмиканням рубильника SA і однополюсних автоматичних вимикачів QF4 і QF5 подається напруга на кола керування і сигналізації електродного електрокотла. В автоматичному режимі проміжне реле KV3 спрацьовує і через свої контакти KV3.1 подає живлення на котушку контактора КМ5, контакти якого КМ5.1 вмикають електрокотел в електромережу.

Рисунок 7.17. Принципова електрична схема управління електродним котлом-пароутворювачем типу КЕПР-160 і КЕПР-250

Електроди котла залишаться приєднаними до мережі доти, поки в котлі тиск не підніметься до максимального значення і контакти SР1.2 електроконтактного манометра замкнуться. Тоді котушка проміжного реле KV2 опиниться під напругою, контакти KV2.1 блокують контакти SР1.2, а контакти КV2.2 розмикаються і котушка реле KV3 знеструмлюється. При цьому розмикаються контакти KV3.1 в колі котушки КМ5 і силові контакти, через які одержує живлення електрокотел, розмикаються.

У схемі передбачені два блокування від роботи при несиметрії напруги в мережі (спрацьовує реле KV6, замикаються контакти KV6.l, спрацьовує реле КV4, розмикаються контакти КV4.1, знеструмлюється реле KV3, розмикаються контакти КV3.1 і контактор КМ5 вимикає електрокотел з електромережі), а також від включення електронагрівників при непрацюючому електронасосі (блок-контакти OF3.1) В схему ввімкнуті також контакти SР2.1 аварійного манометричного реле. При підвищенні тиску в електрокотлі до максимально допустимого значення ці контакти розмикаються і електрокотел вимикається з мережі. Контакти KV4.3 подають живлення на виносну сигналізацію.