- •Автоматизація технологічних процесів
- •Житлово-комунального господарства
- •Лекція 1. Основні поняття та визначення автоматики та автоматизації об’єктів житлово-комунального господарства
- •Лекція 2. Автоматизовані системи управління технологічними процесами
- •Лекції 3-4. Елементи загальної теорії систем
- •Лекції 5-6. Основні прийоми управління та відображення їх на схемах автоматизації.
- •Лекції 7-10. Автоматизація вентиляційний систем
- •Лекції 11-14. Автоматизація систем кондиціонування повітря
- •Р ис. 6.2. Блок-схема алгоритму управління системою вентиляції Лекції 15-18. Автоматизація систем газопостачання
- •Лекції 19-22. Автоматизація систем теплопостачання
- •Лекції 23-26. Автоматизація систем водопостачання
- •Лекції 27-30. Автоматизація ліфтового господарства
- •Контрольні питання
- •Література
- •Автоматизація технологічних процесів
- •Житлово-комунального господарства
Р ис. 6.2. Блок-схема алгоритму управління системою вентиляції Лекції 15-18. Автоматизація систем газопостачання
Система газопостачання складається з:
газопроводів високого, середнього і низького тиску;
газорозподільних станцій (ГРС);
газорегуляторних пунктів і установок (ГРП і ГРУ).
Вимоги до систем автоматизації газопостачання:
забезпечення необхідного тиску газу;
безперебійне постачання газом користувачів;
контроль за станом технічних засобів газових мереж і установок;
забезпечення безпеки функціонування системи;
можливість відключення аварійної ділянки для проведення ремонтних робіт і підключення резервного газопроводу;
централізована система управління і обліку користувачів.
Підсистеми систем газопостачання наведені нижче.
Система очищення:
С истема осушення:
Система одоризації
К
Функціональна схема автоматизації газорегуляторного пункту наведена на рис.7.1.
Рис. 7.1. ФСА ГРП
При аварії основної лінії, система автоматики перекриває її, і газ спрямовується через обвідну лінію (байпас). В обох випадках газ дроселюється до потрібного тиску регуляторами прямої дії.
При цьому в ГРП контролюється: температура, витрата, тиск.
Функціональна схема автоматизації пнемосистеми наведена на рис. 7.2.
Ресивер наповнюється газом до потрібного тиску з основної лінії. Газ з ресивера надходить до користувача. При зменшенні тиску в ресивері чи при аварії в основній лінії, включається резервна лінія.
Рис.7.2. ФСА пнемосистеми з ресивером
Лекції 19-22. Автоматизація систем теплопостачання
Система теплопостачання – комплекс пристроїв і споруд для виробництва, транспортування, розподілення та споживання теплоти. Складається з джерела теплоти (1), теплової мережі (2), пункту розподілення теплоти (3) і споживачів (4).
Споживачі теплоти:
системи опалення;
системи вентиляції і кондиціювання повітря;
системи гарячого водопостачання (системи ГВП);
технологічне теплотехнічне обладнання.
Джерела теплоти:
теплоелектроцентралі (ТЕЦ);
групові котельні;
котли поквартирного опалення;
печі;
малопотужні газові генератори;
нетрадиційні (вторинні енергоресурси, геотермальні води, геліо-установки тощо).
Класифікація системи теплопостачання:
За видом теплоносія:
водяні (недоліки: значний гідростатичний тиск; значна витрата енергії на транспортування);
парові (недоліки: транспортування не більше 5 км; складно здійснювати точне регулювання температури опалення);
повітряні.
За розміщенням джерела теплоти:
централізовані;
децентралізовані.
За підключенням системи гарячого водопостачання (ГВП):
закрита;
відкрита.
За підключенням системи опалення:
залежна;
незалежна.
За схемою повернення конденсату:
з поверненням конденсату;
без повернення конденсату.
За кількістю трубопроводів тепломережі:
однотрубні;
двотрубні;
багатотрубні.
Закрита система гарячого водопостачання (рис. 8.1) – це система, в якій підключення системи ГВП здійснюють за допомогою підігрівача, в якому водопровідна вода для системи ГВП нагрівається мережею (водою з теплової мережі).
Закрита система ГВП має наступні переваги:
1) вода відповідає існуючим санітарним нормам;
2) вода має гідроізоляцію від мережного теплоносія;
3) підвищується надійність роботи системи.
Недоліки закритої системи ГВП:
1) додаткові вкладення коштів у підігрів;
2) значна корозія трубопроводу.
Рис. 8.1. Принципова схема закритої системи ГВП
1, 2 - подаючий і зворотній трубопроводи тепломережі;
3 – водоводяний підігрівач;
4 – елеватор системи опалення;
5 – система опалення споруди;
6 – водопровідна вода з водопроводу холодної води.
Відкрита система гарячого водопостачання наведена на рис. 8.2. Вода з теплової мережі частково подається на систему опалення (5), частково – на змішувач системи ГВП. Після системи опалення мережна вода частково повертається до джерела теплоти по зворотному трубопроводу, а частково – на змішувач системи ГВП, в якому змішуються два потоки теплоносія, і вода з t=60C подається в систему ГВП (7).
Рис. 8.2. Принципова схема відкритої системи ГВП
7 – вихід системи ГВП;
8 – змішувач.
Відкрита система ГВП має наступні переваги:
1) дешевші витрати теплоти на підтримку системи ГВП;
2) зменшується витрати теплоти на систему ГВП.
Недоліки відкритої системи ГВП:
1) складність контролю за герметичністю тепломережі;
2) значне підживлення теплової мережі на витрати в системі ГВП.
Системи опалення приміщень повинні підтримувати вимоги, викладені у CHіП 2.04.05-86.
Теплоносії системи опалення:
гаряча вода 85…150°C;
водяний пар – до 130°C, тиск – до 0,3 МПа;
нагріте повітря – до 70°C.
Типи теплоносіїв: вода …150°C; пар …0,6 МПа; електроенергія; природній газ.
Температура води с системах ГВП на санітарно-побутові потреби повинна бути в межах t°=50…75°C.
Функціональна схема автоматизація котла наведена на рис. 8.3.
Технологія. Холодна вода з мережі проходить до топки котла, де нагрівається паливом, що згорає, і надходить в барабан. Звідки поступає до користувачів в парову магістраль. В якості палива може використовуватись, наприклад, газ чи мазут.
Перший контур регулювання (відповідає за підтримку необхідного тиску в барабані котла і складається з сенсору PT (1-1), регулятора РС і виконавчого механізму М2) при зменшені тиску в барабані котла збільшує подачу палива в топку котла.
Другий контур регулювання стабілізує співвідношення паливо-повітря, при його зміні, що викликана першим контуром. Контур складається з сенсорів витрати палива FE (2-1; 2-3), повітря PT (2-5), регулятора співвідношення FFC і виконавчого механізму M3, що змінює продуктивність роботи вентилятора подачі повітря в топку котла. На регулятор співвідношення витрат FFC надходить два сигнали: сигнал про витрату палива від сенсора FE і сингал про витрату повітря від сенсора РТ (сенсор тиску PT здійснює непряме визначення витрати в повітроводі прямокутного перетину, оскільки прямий метод визначення витрати характеризується в даному випадку значними похибками внаслідок нерівномірного розподілу параметрів в такому типі повітроводів). Регулятор FFC змінює продуктивність роботи вентилятора, чим стабілізує співвідношення «паливо-повітря». В залежності від типу палива, це співвідношення повинно бути в межах 1:5…1:20.
Третій контур регулювання встановлює необхідний рівень розрядження в топці котла при збільшені кількості димових газів, яке було змінено другим контуром. Третій контур складається з сенсору PT (3-1), електронного регулятора PC (3-2) і електричного двигуна MA1.
Крім описаних трьох контурів, в ФСА котла для оператора передбачено наступне:
Прилади індикації положення виконавчих механізмів – GI (2-8, 1-4, 3-4);
Сигналізація рівня води в барабані котла: LSA – сигналізатор рівня, HL8, HL9 – світлові індикатори нижнього і верхнього рівня.
Прилади сигналізації тиску PSA.
Тумблер SA1 працює для вибору палива (газ, мазут).
Завдання системи автоматики котла:
Підтримка технологічного процесу горіння.
Регулювання тиску в паровій магістралі.
Автоматичний захист двигуна і установок котлових агрегатів.
Сигналізація граничних значень технологічних параметрів.
Забезпечення можливості резервування основних агрегатів.
Окрім теплопостачання, в санітарно-технічних системах іноді виникає необхідність в холодопостачанні (наприклад, для кондиціонерів).
ФСА холодильної станції наведена на рис. 8.4.
Технологічний процес: З бака теплої води вода подається в випарник, де охолоджується фреоном, що випаровується, звідти охолоджена вода подається в бак холодної води, і далі до користувача. З випарника фреон компресором подається в конденсатор, де охолоджується холодною водою і збирається в конденсаторному бачку. З бака рідинний фреон поступає в теплообмінник де випаровується в випарнику, відбираючи тепло у води, що туди надходить.
Рис. 8.3. ФСА котла
Рис. 8.4. ФСА холодильної станції
Робота основних контурів системи автоматики холодильної станції:
Регулятор ТС (13), що пов’язаний з сенсором температури ТЕ(12), при підвищені температури в баці включає холодильну станцію: запускаючи двигуни М1, М5, МА2.
Регулятор прямої дії РС (15) при підвищенні тиску у трубопроводі до споживача скидає залишкову воду назад в бак, дроселюючи таким чином тиск до потрібного значення.
Регулятор ТС(4) управляє подачею фреону в випарники по сигналу від сенсора температури ТЕ (3) на зворотної лінії фреону і управляє двигуном МА1.
В ФСА холодильної станції передбачені наступні прилади для оператора:
- сигналізатори температури, тиску і витрати (TSA, PSA, FSA);
- реле тиску PSA11 переключає керування прямої на резервну лінію при поломці (аварії) основний (датчик РЕ10).