Инженерное оборудование

Инженерное оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Автоматизация насосных установок — это применение специальных приспособлений и устройств, полностью или частично выполняющих обязанности дежурного персонала по централизованному диспетчерскому управлению и контролю за работой насосных станций,

координации режима их работы с др. объектами (очистными сооружениями, водоводами, резервуарами, сетями и проч.), а также оперативному обслуживанию насосных установок; обеспечивающих заданные параметры эксплуатации (уровень воды и сточных вод в емкостях, напор и расход воды и сточных вод в трубопроводах и др.); включающих и отключающих насосные агрегаты и вспомогат. механизмы (вращающиеся водоочистные сетки, механические грабли, системы вентиляции и отопления и др.); регулирующих режим их работы; сигнализирующих о неисправностях и авариях оборудования и т.п.

Диспетчерское управление и контроль осуществляются с помощью средств телемеханики с использованием линий сети и каналов радиосвязи. Системы телемеханики по характеру выполняемых функций делятся на системы телесигнализации, телеизмерения и телеуправления. Системы телесигнализации передают с насосных станций иа диспетчерский пункт сигналы о состоянии контролируемых агрегатов и механизмов. Системы телеизмерения сообщают информацию об измеряемых на станции заданных параметрах эксплуатации. Системы телеуправления передают на насосные станции с диспетчерского пункта управляющие сигналы (команды).

Для сбора и передачи информации, для приема и передачи команд с диспетчерского пункта на насосных станциях размещают контрольные пункты. Линии связи между ними и диспетчерскими пунктами могут быть много- н малопроводными. Многопроводные системы применяют при расстояниях между пунктами до 1 км. В этом случае каждый объект управления (насос, задвижка и т.п.) с органами управления соединяют или непосредственно, или с помощью приборов, воспринимающих информацию. В малопроводных системах неск. сигналов передают но одному каналу линии связи.

Для этого систему телемеханики оснащают распределителями, фильтрами, шифраторами и дешифраторами кода. Информация о техноло-гич. и электрич. параметрах (давление, расход и уровень воды, электрич. ток, напряжение) в устройствах телемеханики и автоматики преобразуется в маломощные унифициров. электрич. аналоговые и релейные сигналы. Регулирование режима работы насосных установок осуществляется обычно по пропорционально-интегральному закону (ПИ-закону). Для задания требуемого значения параметра регулирования в систему автоматизации вводят задающие устройства. Для реализации команд, поступающих из системы автоматизации, агрегаты и др. оборудование оснащают дополнительными механизмами.

В насосных установках получают распространение микропроцессорные устройства, к-рые позволяют легко и быстро перенастраивать законы регулирования при изменении динамич. хар-к управляемого объекта.

Системы автоматизации могут быть как локальными, так и входить в состав АСУ технологическими процессами подачи и распределения воды. В данных АСУ используют ЭВМ, с помощью к-рой производят анализ информации, собираемой по каналам телемеханики от насосных станций, водоводов, резервуаров и распределит. сетей, и выполняют расчеты по оптимизации режимов работы системы подачи и распределения воды.

При автоматизации основных насосных агрегатов в первую очередь автоматизируют пуск и останов. Импульс на включение агрегата выдает дежурный диспетчер или датчик, реагирующий на заданное значение техиологич. параметра (уровень воды в емкостях, давление в трубопроводах и т.п.). Дальнейшие операции пуска осуществляются автоматически: открытие и закрытие затворов и задвижек, залив корпусов насосов водой, подача охлаждающей воды в подшипники и сальниковые уплотнения насосов для перекачки сточных вод, включение и отключение соответствующих электрич. коммутац. аппаратов (контакторов, выключателей, пускателей и т.н.). Для упрощения и повыше-ния надежности пуска насосы, как правило, устанашшвают под заливом, т.е. ниже уровня воды в приемных емкостях.

Остановка насосных установок автоматизируется аналогичным образом. Импульс на отключение насоса выдается от технологич. датчика (уровня, давления и т.п.), выходного реле электрич. и технологич. защиты или от диспетчера. Электрич. защита работает при коротких замыканиях в приводном электродвигателе, перегрузке двигателя, исчезновении напряжения на шинах распределит, устройства и др. повреждениях в электрич. частинасос-ной установки. Технологич. защита действует при чрезмерном понижении уровня воды в приемных емкостях, при резких изменениях давления и расхода в напорных линиях установки и т.п. Если разместить насосы под заливом невозможно, применяют принудит, залив насосов с помощью вакуум-установки. В этом случае схема автоматизации насосного агрегата предусматривает после подачи импульса на включение осн. агрегата включение вакуум-насоса. Затем к вакуумной линии автоматически подключается насос путем открытия соответствующего вентиля. После заполнения насоса водой реле контроля залива дает импульс на включение осн. агрегата с последующим отключением его насоса от вакуумной линии и остановкой вакуумного насоса.

Для насосных установок с перем. режимом работы предусматривают автоматическое регулирование выходных параметров (давления, подачи) насосных агрегатов. Режим работы насосной установки регулируют изменением числа работающих агрегатов, дросселированием напорных линий, изменением угловой скорости вращения насосов или сочетанием этих способов.

В насосных установках наибольшее применение нашли приводы с многоскоростными (двухскоростными) электродвигателями, с индукторными муфтами скольжения, с гидромуфтами, приводы по схеме асинхронно-вентильного каскада, частотные приводы и приводы на базе вентильного электродвигателя. Многоскоростные двигатели используют в тех случаях, когда применение плавного регулирования не требуется, напр. при ступенчатом графике водопотребления, а также при отсутствии плавно регулируемых приводов. Много-скоростные двигатели позволяют увеличить число возможных комбинаций напорных хар-к насосных агрегатов без увеличения числа насосов. Привод с индукторными муфтами скольжения преимущественно используют в системах автома-тич. управления насосных установок, обо-руд. горизонт, насосными агрегатами сравнительно небольшой мощности (40— 250 кВт). Этот привод относится к группе приводов, работающих с потерями скольжения. Привод с гидромуфтами по своим энергетич. хар-кам аналогичен приводу с индукторными муфтами скольжения. Привод по схеме асинхронно-вентильного каскада получил наибольшее распространение в горизонт, насосных агрегатах средней и большой мощности (250—1600 кВт). В отличие от приводов с индукторными муфтами скольжения и гидромуфтами в этом приводе потери скольжения не теряются, а рекуперируются в питающую электросеть. Привод на базе вентильного двигателя используют в агрегатах большой мощности (1600— 5000 кВт), особенно вертик. исполнения. Частотный привод применяют гл. обр. в низковольтных агрегатах мощностью 40— 250 кВт. Эти приводы работают без потерь скольжения, однако отличаются сравнительно высокой стоимостью и сложностью конструкции.

Применение регулируемого электропривода в системах автоматического управления (САУ) насосных установок позволяет привести в соответствие режим их работы с водопотреблением или притоком сточных вод. Благодаря этому стабилизируются давление в водопроводной сети и уровень сточных вод в приемных емкостях канализац. насосных станций иди напорных резервуарах систем водоснабжения, экономится энергия, сокращаются утечки и непроизвод. расходы воды, появляется возможность увеличить единичную мощность насосных агрегатов и соответственно уменьшить их число. Регулируемый электропривод используют' обычно в насосных установках, оснащенных агрегатами достаточно большой мощности (75—100 кВт и выше), характеризующихся неравномерностью подач и большой динамич. высотой подъема воды, т.е. большой крутизной графич. хар-к водоводов и сети.

В САУ водопроводных насосных станций регулируемым параметром обычно является давление в диктующей точке (точках) водопроводной сети. В тех случаях, когда насосная станция расположена вблизи потребителей или когда падение давления в трубопроводах между диктующей точкой и коллектором насосной станции мало зависит от расхода воды, в качестве параметра регулирования принимают давление на напорном коллекторе станции. В САУ канализац. насосных станций за параметр регулирования принимают уровень сточных вод в приемном резервуаре станции. При автоматизации насосных установок из экономических соображений регулируемым электроприводом  обычно оборудуют один агрегат в группе из двух-трех насосов. В качестве регулируемого принимают наиболее крупный насос с наиболее пологой графич. хар-кой, что препятствует образованию мертвых зон в процессе регулирования. Оснащение всех установленных на станции насосных агрегатов регулируемым электроприводом необходимо только в тех случаях, когда изменение угловой скорости вращения регулируемых агрегатов выводит нерегулируемые агрегаты в зону ненормальных режимов работы: низких кпд, кавитации или пом-пажа.

При одновременной работе регулируемых и нерегулируемых насосных агрегатов САУ обеспечивает их взаимодействие: изменяет угловую скорость вращения регулируемых агрегатов, включает или отключает в нужный момент нерегулируемые агрегаты, ограничивает по энергетич. и технологич. показателям допустимый диапазон изменения угловой скорости вращения регулируемых агрегатов. При работе неск. насосных установок, подающих воду в водопроводную сеть труб целого района, САУ поддерживает оптим. средневзвешенное значение кпд группы насосных станций.