85449

Изучение конструкции компрессорных установок, работы основных элементов аппаратуры, технических характеристик

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Существующий унифицированный комплект аппаратуры автоматизации шахтных компрессорных станций типа УКАСМ предназначен для автоматического управления шахтными компрессорными станциями оборудованными поршневыми и центробежными компрессорами.

Русский

2015-03-25

1.35 MB

21 чел.


Содержание

Реферат.                                                      5

Введение                                                                                                              6

1.Система пневмоснабжения шахты как объект автоматизации.                  7

2. Требования к системе автоматизации турбокомпрессорной станции.    10

3. Требования продуктивности компрессорных установок                          12

  3.1. Функциональная схема автоматического регулирования

        продуктивности компрессорной установки.                                         16                                        

4. Автоматический контроль и защиты компрессорных установок.           18

5.  Аппаратура автоматизации компрессорных установок УКАС-М.         23

  5.1. Функциональна схема и работа комплектного устройства                

        УКАС-М.                                                                                                  26

6. Техническое обслуживание компрессорных установок.                          28                                                     

7. ПБ при эксплуатации компрессорных установок.                                    34

8. Эффективность и перспективы автоматизации компрессорных

    установок.                                                                                                    36

9. Наладка и обслуживание аппаратуры автоматизации управления компрессорной установки.                                                                        39

Вывод.                                                                                                               

Список использованной литературы.                                                                

 

Реферат

     Текстовая часть курсового проекта:    с, 4 рис,  3 источников.

Объект исследования – Автоматизация компрессорных установок.

Цель проекта – Изучение конструкции компрессорных установок, работы основных элементов аппаратуры, технических характеристик.

Метод исследования – аналитический с использованием компьютерных технологий и книг.

Существующий унифицированный комплект аппаратуры автоматизации шахтных компрессорных станций типа УКАС-М предназначен для автоматического управления шахтными компрессорными станциями, оборудованными поршневыми и центробежными компрессорами. Система управления и регулирования обеспечивает обработку команд задатчика и регулирования производительности компрессорного агрегата, но не обеспечивает контроль и управление шахтной пневмосетью по энергосберегающему алгоритму.

Целью работы является повышение эффективности работы компрессорных установок и пневмосети шахты на основе оперативного контроля и управления ими современными техническими средствами по оптимальным алгоритмам.

Введение

Компрессорные машины - важные виды продукции машиностроения. Они применяются во многих отраслях народного хозяйства: химической, нефтяной, газовой и машиностроительной, на транспорте, в металлургии, геологии, строительстве, агропромышленном комплексе, а также - в новых перспективных направлениях техники и технологии, в частности, в космонавтике, робототехнике, производстве искусственного топлива и др. Сердцем любой холодильной и криогенной установки является компрессор. От эффективности и надежности его работы зависят КПД и долговечность комплекса в целом.

В основном, компрессорные установки являются неотъемлемой составной частью большинства промышленных и общественных комплексов (химических, нефтеперерабатывающих, газовых, автомобильных, научно-исследовательских). Основная задача КУ – бесперебойное обеспечение объекта газовой смесью с заранее установленными параметрами. Следовательно отказ КУ приводит к простою всего комплекса или, как минимум, его большую часть, а это колоссальные убытки. Снижение расходов на обслуживание и продление межремонтного срока, а также упрощение диагностики неполадок в совокупности с повышением надежности, позволяет говорить о значительной выгоде связанной с применением новой системы управления вместо традиционной при модернизации существующих станций.

  1.  Система пневмоснабжения шахты как объект автоматизации.

Система пневмоснабжения шахт и рудников состоит из компрессорной станции, вырабатывающей энергию сжатого воздуха, и пневмосети  (трубопроводов с регулирующими органами), осущестляющей его передачу и распределение между такими потребителями, как отбойные молотки, буровые машины и станки, погрузочные машины, насосы, вентиляторы и др.

Основной параметр, характеризующий работу компрессоров и присоединенных к ним потребителей  — это давление сжатого воздуха. При снижении давления в пневмосети примерно пропорционально уменьшается производительность рабочего оборудования; при повышении давления производительность пневмомашин возрастает, но одновременно увеличиваются непроизводительные затраты, обусловленные ростом потерь в компрессорах, утечек воздуха в неплотностях трубопроводов, износа инструмента, а также снижением к. п. д. пневмодвигателей и т. д. Поэтому необходимо управлять давлением в системе пневмоснабжения таким образом, чтобы обеспечить максимальную производительность потребителей сжатого воздуха при минимальных затратах на его производство и транспортирование. Для поддержания давления на заданном уровне в условиях неравномерного потребления пневмоэнергии, вследствие неодновременного включения потребителей и разной их загрузки (расхода воздуха) требуется регулировать производительность компрессорной станции в широких пределах.

К автоматизации системы пневмоснабжения предъявляются следующие требования:

1.Обеспечить экономичность и безопасность работы компрессорных агрегатов;
           2.Предотвратить аварийные режимы, нарушения работы или выход из строя отдельных элементов, узлов и компрессорных, агрегатов в целом;

3.Повысить эффективность использования пневмоэнергии потребителями;

4.Высвободить частично или полностью обслуживающий персонал.

Выполнение этих требований обеспечивается системой автоматизации процессов пневмоснабжения, состоящей из трех подсистем:

1.Автоматического (дистанционного) управления пуском и остановом двигателей компрессоров и вспомогательных механизмов компрессорных агрегатов;
           2.Автоматического регулирования режимов работы компрессорных агрегатов, станции и потребителей сжатого воздуха;

3.Автоматического контроля и защиты основных узлов и систем компрессорных агрегатов и пневмосети.

Автоматизация процессов пневмоснабжения может быть:

1.Частичной;

2.Комплексной;  

3.Полной;
           При частичной автоматизации контроль и защита компрессорных агрегатов автоматизируются полностью, а управление ими — частично. Некоторые операции управления агрегатами (подготовка к пуску, пуск и др.) осуществляются обслуживающим персоналом вручную.  

При комплексной автоматизации управление пуском и остановом, регулирование режимов работы (поддержание заданных значений давления сжатого воздуха, температуры воды и смазки и т. п.), контроль и защита компрессорных агрегатов осуществляются автоматическими системами. Выбор программы и очередности работы агрегатов, введение задания регуляторам выполняются вручную. Компрессоры могут управляться дистанционно по командам горного диспетчера или оператора компрессорной   станции.

Полная автоматизация предполагает передачу управляющей

вычислительной машине функций анализа работы системы пневмоснабжения и выбора оптимальных программ функционирования ее элементов,

реализуемых автоматическими системами компрессорной станции и

пневмосети с подключенными к ней потребителями.

Выбор рационального уровня автоматизации процессов

пневмоснабжения обусловливается:

  •  Технико-экономическими показателями;
  •  Требованиями охраны труда;  
  •  Техники безопасности;
  •  Подготовленностью к автоматизации производства.

2. Требования к системе автоматизации турбокомпрессорной станции.

В компрессорах происходит преобразование энергии, подводимой двигателем к валу, в энергию проходящих через них газов.

В динамических или турбокомпрессорных машинах передача энергии к газу происходит непрерывно во вращающемся рабочем колесе, снабженном лопатками. При обтекании потоком газа решетки из профилей лопаток вращающегося колеса возникает подъемная сила, вызывающая ускорение потока, увеличение его скорости и давления. В дальнейшем в неподвижных элементах происходит добавочное увеличение давления за счет

преобразования кинетической энергии газа.

К динамическим компрессорам относятся:

  •  Центробежные;
  •  Диагональные;
  •  Осевые;
  •  Вихревые машины.

 Рисунок 1 - Технологическая схема турбокомпрессорного агрегата

На рисунке 1 представлена технологическая схема турбокомпрессорного агрегата.

После каждой ступени воздух поступает в воздухоохладители, охлаждаемые водой, и затем в следующую ступень или воздухосборник. Сам турбокомпрессор охлаждению не подвергается. Нагретая вода охлаждается в градирне и насосом снова подается в водопровод охлаждения. Охлаждается водой также и воздух, поступающий на охлаждение электродвигателя.       

Шестеренчатый рабочий маслонасос, сидящий на валу редуктора, засасывает через фильтры масло из маслобака и нагнетает его в маслосистему под давлением 500 кПа (5 кгс/см2). Масло проходит через охлаждаемые водой маслоохладители, после которых часть его, поступающая на смазку подшипников, пропускается через редукционный клапан, снижающий давление до 50-90 кПа  (0,5-0,9 кг/см2). Масло под высоким давлением используется для работы реле осевого сдвига

опорноупорного подшипника и регуляторов производительности и

противопомпажного, если они гидравлические.

3. Регулирование производительности компрессорных установок.

Производительность компрессора контролируется датчиками расхода воздуха, установленными на всасывающем и нагнетательном воздухопроводах. Они представляют собой дифференциальные манометры с электрическими сигналами на выходе вторичного прибора, измеряющие перепад давления на диафрагмах, смонтированных в воздухопроводах. Датчик расхода всасывающего воздухопровода измеряет полную производительность, и поэтому его показания используются для работы противопомпажного регулятора. Датчик расхода нагнетательного воздухопровода измеряет количество сжатого воздуха, поступающего в воздухосборник и далее в пневмосеть, которое может отличаться от полной производительности, например, при работе противопомпажной защиты, когда часть сжатого воздуха выбрасывается в атмосферу.

Давление воздуха, воды и масла измеряется датчиками, представляющими собой манометры различных типов, обычно бесшкальные с аналоговыми или дискретными сигналами на выходе, которые используются для целей автоматического контроля, защиты, управления.

Температура воздуха, охлаждающей воды, масла, подшипников, обмоток электродвигателя измеряется термометрами сопротивления, в качестве вторичных приборов для которых используются логометры и автоматические мосты.

Для распределения охлаждающей воды по объектам охлаждения предусмотрены регулировочные вентили. Такие же вентили и в системе маслоснабжения. В водопроводной сети устанавливаются датчики контроля потока воды. В нагнетательном трубопроводе устанавливаются управляемые задвижки с электроприводом. Одна задвижка при необходимости отделяет

компрессор от пневмосети, вторая управляется регулятором                                                                   

противопомпажной защиты и соединяет компрессор с атмосферой.

Рисунок 2 - Рабочие характеристики турбокомпрессора

На рисунке 2 изображены рабочие характеристики турбокомпрессора. Рабочая точка компрессора определяется точкой пересечения А характеристики компрессора 1 и характеристики воздухопровода 2. Точка К соответствует критической производительности Qк компрессора, при которой он развивает максимальное давление Рк. Если расход воздуха в пневмосети станет меньше Qк, то давление, развиваемое компрессором, окажется меньше Рк и, следовательно, меньше, чем в пненмосети, из которой воздух устремится к компрессору и захлопнет обратный клапан в воздухопроводе. Рабочий режим компрессора переместится в точку Б, соответствующую холостому ходу. По мере расходования воздуха, из пневмосети его давление снизится до величины, соответствующей точке А, обратный клапан откроется и компрессор начнет подавать в пневмосеть воздух в количестве, определяемом точкой В. Если расход воздуха останется меньше Qк, все повторяется в том же порядке. Это явление известно под названием помпажа и происходит при эксплуатации компрессора на участке рабочей характеристики, расположенной левее критической точки К.

Устойчивая работа компрессора возможна на участке характеристики, расположенном правее точки К. Для обеспечения нормальной работы компрессора, при меняющемся расходе воздуха в пневмосети, его снабжают противопомпажной защитой, которая обеспечивается специальным регулятором, соединяющим противопомпажной заслонкой нагнетательный воздухопровод компрессора с атмосферой, когда потребление воздуха пневмосетью становится ниже Qк  и, таким образом, удерживает режим работы компрессора на устойчивой ветви рабочей характеристики. Степень открытия противопомпажной заслонки определяется разностью между Qк  и действительным потреблением воздуха пневмосетью.

Регулирование производительности турбокомпрессора для поддержания постоянного давления независимо от расхода воздуха может осуществятся двумя способами: изменение частоты вращения рабочих колес и дросселирование воздуха во всасывающем трубопроводе с помощью дроссельной заслонки. В точке А компрессор развивает нормальное давление Рн. При снижении потребления воздуха из пневмосети, характеристика которой будет определяться теперь кривой 3, а рабочий режим компрессора точкой Г, давление превысит нормальное. Чтобы довести давление до нормального, можно снизить частоту вращения компрессора: его характеристика изобразится кривой 4, а рабочая точка переместится в точку Д. Тот же результат может быть получен при неизменной частоте вращения компрессора прикрытием дроссельной заслонки во всасывающем трубопроводе. Характеристика компрессора в этом случае изобразится кривой 5, а рабочий режим - той же точкой Д.

Система автоматизации турбокомпрессорной станции должна обеспечивать:  

  1.  Следующие режимы управления турбокомпрессорной станцией:

1.1.Автоматическое программное управление, при котором первичный импульс на пуск и останов отдельных агрегатов и всей станции подается или от ЭВМ  или оператором (диспетчером) из пульта, установленного вне машинного зала компрессорной станции, или из машинного зала;

1.2.Местное управление всеми механизмами во время наладочных и ремонтных работ.

При автоматическом управлении должна осуществляться заданная технологическая последовательность управления основным и вспомогательным оборудованиям станции.

Возможность одновременной работы агрегатов в двух режимах должна быть исключена.

2. Контроль работы, сигнализацию о нормальном и  аварийном
режимах работы, а также необходимые автоматические блокировки и  защиты, в частности от помпажа.

3. Автоматическая поддержка заданного давления сжатого воздуха в   коллекторе компрессорной станции путем регулирования режима работы отдельных агрегатов.

Кроме того, система автоматизации должна отвечать следующим требованиям:

1.Схемные решения должны быть универсальными для возможности применения аппаратур на компрессорной станции при возможной их модернизации;

2.Комплект аппаратур должен быть построен на базе блочных элементов и модулей с максимальным использованием стандартных унифицированных узлов, бесконтактных  микропроцессорных элементах;

3.Конструктивное оформление комплекта аппаратур должно обеспечивать высокую ремонтопригодность, т.е. быстрый поиск неисправных функциональных блоков в аппаратуре, возможность доступа к ним и быструю замену.

3.1.  Функциональная схема автоматического регулирования производительности компрессорной установки.

                     Y0           Y0-Y                                         Y1                  X         

                     

                            

Рисунок 3 - Функциональная схема автоматического регулирования производительности компрессорной установки:

1 – задатчик;

2 – устройство сравнения сигналов;

3 – усилительный и преобразующий блок;

4 –регулирующий орган;

5 – объект регулирования;

6 – измерительный элемент;

На рисунке 3 показана функциональная схема автоматического регулирования производительности компрессорной установки. Система регулирования представляет собой замкнутую систему автоматической стабилизации для поддержания заданного давления, работающую по отклонению фактической величины от заданной, которое создает воздействие, направленное на ликвидацию этого отклонения. Регулирующий орган компрессора, изменяя производительность компрессорного агрегата,

приводит ее в соответствие с потреблением сжатого воздуха.       

Основными требованиями, предъявляемыми к системе регулирования, являются:

1.Плавность изменения производительности;

2.Экономичность;

3.Простота  

4.Надежность устройства;

5.Компактность  

6.Удобство эксплуатации.

По характеру изменения производительности различают следующие виды регулирования:

1.Прерывистое, осуществляемое периодическим прекращением подачи воздуха;

2.Ступенчатое на 25, 50, 75, 100%;

3.Плавное.

Для регулирования применяют пять основных способов:

1.Воздействие на привод компрессора;

2.Воздействие на клапан всасывающего или перепускного трубопровода;     

3.Воздействие на клапаны цилиндров;

4.Изменение мертвого пространства цилиндров;

5.Изменение хода поршня. 

Наибольшее распространение получило регулирование путем изменения мертвого пространства цилиндров н изменения хода поршня, но наиболее экономичным, хотя и более сложным, является принцип регулирования с воздействием на привод компрессора — изменение частоты вращения двигателя.

4. Автоматический контроль и защиты компрессорных установок.

Компрессорные агрегаты и станции как объекты автоматизации делятся на функциональные элементы:

1.Воздушный тракт;

2.Система охлаждения;

3.Система маслосмазки;

4.Система регулирования;

5.Электропривод;  

6.Узлы механизма движения.

Каждый из элементов характеризуется рядом параметров, определяющих режим работы компрессорных станций и поэтому подлежащих автоматическому контролю. К этим параметрам относятся:

1.Общие технологические - температура (воды, воздуха, масла, подшипников компрессора и электродвигателя, обмоток электродвигателя);

2.Расход и давление (воздуха, воды, масла);

3.Уровень (воды, масла);

4.Параметры  характеризующие механическую исправность узлов компрессорного агрегата (вибрация, уровень шума, осевой сдвиг ротора турбокомпрессора);

5.Режим работы электропривода (напряжение, ток, мощность).

Контроль и регулирование температуры

Безопасность работы компрессорной станции во многом зависит от нормального теплового режима узлов компрессорных агрегатов.

Опыт эксплуатации станций, оборудованных поршневыми и турбокомпрессорами, позволил определить оптимальную совокупность мест контроля температуры.

При превышении температуры контролируемой среды допустимых значений нарушается режим и поэтому требуется немедленное устранение причин, вызвавших его, и принятие мер против развития аварии.

Критическим параметром безопасной работы компрессорного агрегата является температура воздуха. Сезонные и суточные колебания температуры наружного воздуха, нарушение условий охлаждения сжатого воздуха, переменное потребление воздуха комплексно или в отдельности изменяют установившиеся процессы теплообмена и при неблагоприятных условиях могут привести к перегреву воздуха до 200°С. Перегрев особенно опасен для поршневых компрессоров, в которых для смазки цилиндров применяют масла, образующие с воздухом смесь, способную при такой температуре детонировать. Это обстоятельство определяет необходимость эффективного контроля температуры воздуха.

Весьма важен контроль температуры смазки подшипников, так как при нарушении режима работы системы смазки или перегрузке компрессора подшипники могут перегреться (более 70°С) и вызвать выплавление вкладышей и выход из строя агрегата. Для предупреждения перегрева подшипника необходимо контролировать его температуру непосредственно у поверхности трения. Обычно температура смазки турбокомпрессоров не только контролируется в предельных значениях, но и регулируется изменением количества охлаждающей воды, поступающей к маслоохладителям в период нормальной работы агрегата, и подключением системы смазки к источникам подогрева в период пуска агрегатов.

Температура обмоток статора электродвигателя характеризует режим его работы: превышение сверх 80— 100°С (предел определяется классом изоляции) означает недопустимую Перегрузку двигателя или нарушение системы его .охлаждения. Такой режим работы двигателя недопустим, так как может вызвать аварию. Аппаратура контроля температуры обмоток двигателя должна предусматривать возможность его своевременного отключения. Контроль температуры обмоток статора особенно важен для высоковольтных двигателей турбокомпрессоров.

Производительность компрессоров – один из важнейших параметров,

характеризующих работу как самих компрессоров, так и всего пневмохозяйства. Контроль производительности компрессорной станции в сочетании с контролем расхода воздуха потребителями пневмоэнергии, а также контроль расхода электроэнергии на производство сжатого воздуха позволяют судить об эффективности пневмоснабжения рудников и об исправности оборудования. 

Из множества известных способов контроля расхода воздуха в условиях рудничного пневмоснабжения наибольшее распространение получил способ измерения перепада давления на Дроссельном устройстве, устанавливаемом в рудничных магистралях и во всасывающем (реже нагнетательном) трубопроводе компрессоров. Этот способ основан на зависимости между скоростью движения воздуха в трубопроводе (а при известных размерах его проходного сечения - расходом воздуха) и перепадом давления на дроссельном устройстве типа сопла, диафрагмы, трубы Вентури.                       

Для измерения расхода воздуха на рудниках, как правило, используются дифманометры различных конструкций:

1.Мембранные;

2.Сильфонные;

3.Поплавковые, типа „«кольцевые весы».

Для контроля производительности компрессоров преимущественное распространение получили дифманометры и дифтягометры ДМ, ДТ2 мембранные с дифференциальными трансформаторами и унифицированными выходными параметрами.                                        

Контроль давления                                                                                                

Давление на различных участках воздушного тракта, масло- и водопровода является параметром, наиболее полно и быстро характеризующим условия работы от дельных узлов агрегатов и позволяющим выявить нарушение нормального режима работы компрессоров. На основании опыта эксплуатации компрессорных агрегатов и станций установлена оптимальная совокупность точек отбора давления для контроля работы, поршневых   компрессоров и турбокомпрессоров.

Отклонение давления в контролируемых узлах от  заданных значений

приводит к работе агрегатов в нерациональных режимах и ряде случаев даже к авариям. Опасными нарушениями являются:

1.Превышение давлении воздуха после любой ступени сжатия поршневого компрессора;

2.Падение  давления масла в системе смазки;

3.Повышение давления охлаждающей воды на входе в турбокомпрессор.

Так, превышение установленных значений давления воздуха после ступеней сжатия может вызвать его недопустимый перегрев, а падение давления масла в системе смазки ниже нормы — к недопустимому увеличению трения в узлах механизма и подшипников.  

 Контроль уровня                                                                      

Одним из способов предупреждения аварий с компрессорными агрегатами является поддержание заданного уровня раздела жидких и газообразных сред (смазки в баках и других аппаратах; масла в картерах  поршневых компрессоров; жидкости, периодически продуваемой из аппаратуры компрессора). Сигнал об отклонении уровня от заданного значения может поступать в - систему автоматического регулирования, к диспетчеру или другому лицу из обслуживающего персонала.

Для контроля уровня раздела жидких и газообразных сред существуют различные уровнемеры:

1.Поплавковые;

2.Буйковые;

3.Емкостные;

4.Пьезоэлектрические;

5.Манометрические;

6.Дифманометрические;

7.Радиоактивные;

8.Ультразвуковые и другие.

На рудничных компрессорных  станциях получили распространение уровнемеры манометрического и поплавкового типов в основном          индивидуальных конструкций.

Нормальная и безаварийная работа компрессорных агрегатов существенно зависит от правильного выбора средств защиты

электропривода, способных при возникновении аварийных режимов

своевременно отключить электропривод от питающей сети.

5. Аппаратура автоматизации компрессорных установок     УКАС-М.

Аппаратура УКАС-М предназначена для автоматического управления работой компрессорных станций, оснащенных поршневыми и турбо- компрессорами (в количестве до шести) производительностью 100-500 м3/мин с электроприводом от синхронных высоковольтных двигателей с тиристорной системой возбуждения.

Аппаратура УКАС-М обеспечивает:

1.Управление компрессорами с подачей управляющего импульса оператором со следующим автоматическим выполнением программы пуска (останова), а также местное управление отдельными механизмами установки;

2.Регулирование подачи компрессора и компрессорной станции в целом;

3.Контроль технологических параметров (температуры сжатого воздуха, давления в системе охлаждения и др.);

4.Защита компрессоров;

5.Сигнализацию о нормальной работе, предупредительной и аварийной сигнализации.

 Аппаратура УКАС-М состоит из комплексов УКАС-АМ и       УКАС-СМ.

Комплект УКАС-АМ поставляется в виде шкафов центрального автомата (ШЦА) и контрольно-измерительных приборов (КВП). Шкаф  ШЦА служит для автоматического управления, регулирование, сигнализации и защиты компрессора. Приборы шкафов КВП выполняют функции технологического контроля ряда технологических параметров и управление вспомогательными поводами компрессора.

Комплект УКАС-АМ поставляется с каждым компрессором, а УКАС-СМ - один на всю станцию для организации энергоснабжения  агрегатов.

В комплектном устройстве УКАС-М принятый принцип построения логической части на основе  программируемой логики (логическая часть построена на основе диодно-транзисторной логики серии К511.). В качестве аппарата обработки  алгоритма управления, регулирование и защиты используется программируемый контроллер.

Закодированная последовательность алгоритма реализуется путем опрашивания фактического состояния входных условий - состояния механизмов агрегата, технологических и теплотехнических параметров компрессора, внутренних состояния системы управления, сравнение значений этих станов с заданными в программе.

Кроме управляющего автомата для отработки алгоритма комплектное устройство содержит  систему контроля  технологических параметров от первичных датчиков  и что обеспечивают входными сигналами узлы автоматической защиты, аврийной и предупредительной сигнализации, индикацию значений технологических параметров.  

На входе компрессорного агрегата находится дроссельная задвижка Дрз, угол поворота которой определяет производительность компрессора. Поворот задвижки осуществляется сервоприводом. Также задвижки установлены на выходном патрубке и входной магистрали компрессора. Первая задвижка ППЗ является защитным устройством и используется для протипомпажной защиты, вторая задвижка - нагнетание ЗН - служит для подключения  компрессора к пневмосети. Газодинамические параметры  измеряются с помощью датчиков давления Р на выходе компрессора и коллекторе  и датчика производительности Q на выходе компрессора. Измеряется также  ток  статора двигателя М для организации максимальной защиты, защиты от ненормальных режимов работы двигателя и протипомпажного защиты.

   Предусмотрены режимы управления «Одиночный компрессор», «Резерв», «Группа компрессоров». В режиме «Группа компрессоров» включаемый агрегат вводится в группу работающих компрессоров. Выбор порядкового номера агрегата в группе (очередность регулирования) также задается нажатием соответствующих кнопочных переключателей, причемочередность по номерам может быть прямой и обратной.

Для сопряжения логической части с выходными элементами и датчиками (нормализация уровня сигналов и гальванической развязки цепей) используются герконовые реле и оптроны, которые коммутируют соответствующие цепи.

Например, через герконовые или оптронные развязки подключают выносные кнопочные посты, конечные выключатели, датчики технологического контроля и автоматики компрессоров.

Задание режимов управления компрессором производится с помощью кнопочных переключателей, установленных на панели блока задания программы

В качестве выходных элементов используются бесконтактные реверсивные и нереверсивные тиристорные пускатели, а также обычные электромагнитные контакторы и реле.

Основное отличие устройства УКАС –М  от аппаратуры УКАС заключается в том, что в качестве аппарата отработки алгоритма управления, регулирования и защиты компрессорного аппарата используется программируемый контроллер.

 

5.1. Функциональная схема и работа комплектного устройства

УКАС-М.

Рисунок 4 - Функциональная схема комплектного  устройства.

На рисунке 4 представлена функциональная схема комплектного  устройства. В качестве главного привода компрессор имеет синхронный высоковольтный двигатель СД с возбудительным устройством ВУ.                                                        Подключение синхронного двигателя к питающей сети  6  кВ производится масляным выключателем МВ. Питание КУ и приводов механизмов агрегата и станции осуществляется от распределителя устройства системы резервного питания,  которая в объем поставки не входит.                                                                                

На входе компрессорного агрегата находится дроссельная заслонка  ДрЗ, угол  поворота  которой  определяет производительность агрегата. Поворот заслонки осуществляется сервоприводом. Такие же заслонки стоят навыхлопном патрубке и выходной магистрали,  являющейся вводом в сборный коллектор станции. Первая является защитным устройством и используется в противопомпажной защите,  а вторая  (заслонка нагнетателя

ЗН) - служит  для  подключения  компрессора  к  пневмосети.

Газодинамические параметры измеряются датчиками давления Р на

выходе компрессора. Замеру подвергается также статорный ток двигателя СД, что служит для организации максимальной защиты, защиты от ненормальных режимов работы двигателя и используется также для противопомпажной защиты компрессора.

6. Техническое обслуживание компрессорных установок.

Коленчатый вал.

 Вал относится к долговечным деталям, рассчитанным на весь срок службы компрессора. При правильной эксплуатации ремонт вала обычно требуется не раньше, чем при втором капитальном ремонте компрессора. Ремонт коленчатых валов сводится к устранению повреждений, обнаруженных во время эксплуатации. При эксплуатации состояние коленчатого вала проверяют во время остановок компрессора при каждом вскрытии люков рамы осмотров вала и отсутствием стуков и нехарактерных шумов в кривошипных и коренных подшипниках во время работы компрессора. При осмотре коленчатого вала проверяют отсутствие видимых повреждений вала, нагрев его частей, стопорение болтов противовеса. При текущих и средних ремонтах производится осмотр вала после снятия шатунов. При этом проверяется состояние трущихся поверхностей шатунной шейки, отсутствие трещин на щеках коленчатого вала. При обнаружении трещин коленчатый вал снимают с эксплуатации. При капитальных ремонтах производится проверка всех зазоров, указанных в формуляре компрессора, обмер шатунной шейки коленчатого вала, проверка цветной дефектоскопией, ультразвуком или магнитной дефектоскопией в целях обнаружения скрытых пороков. При нормальной эксплуатации шейки вала обычно изнашиваются равномерно и при первом капитальном ремонте в перешлифовке не нуждаются. Обнаруженные на шатунной шейке вала риски и царапины должны быть аккуратно зачищены шабером или наждачной бумагой. Если занижение диаметра шейки вала после исправления нецилиндричности не превышает 0,2 мм, то вал не перешлифовывают, при занижении диаметра шейки вала более чем на 0,2 мм вал перешлифовывают на ремонтный размер. При всех видах ремонтов необходимо промыть масляные каналы уайт-спиритом и продуть сжатым воздухом. Если при осмотре коленчатого вала обнаружен ненормальный нагрев коренных подшипников или слышен шум в них при работе компрессора, то при ремонте компрессора необходимо проверить зазор между наружным кольцом и посадочным местом подшипника и состояние роликов и сепаратора. При большом зазоре между наружным кольцом подшипника и посадочным местом подшипника проворачивается наружное кольцо, за счет трения кольца о посадочное место происходит нагрев подшипника. Устранение зазора может быть произведено хромированием наружного кольца. Если неисправен подшипник (огранка роликов, неисправность сепаратора) необходимо заменить подшипник на новый.

Подшипники скольжения. Подшипники скольжения с тонкостенными вкладышами при соблюдении правил эксплуатации, указанных в инструкции, обеспечивают длительную и надежную работу компрессора. При эксплуатации и при ремонтах состояние подшипников проверяют: по нагреву подшипников на ощупь, по температуре масла в раме, по наличию стружки и кусочков антифрикционного сплава в масле, осмотром поверхности антифрикционного слоя, замером толщины подшипников.

Шатуны и шатунные болты. За состоянием шатунов и шатунных болтов в процессе эксплуатации должно быть установлено систематическое наблюдение. Во время технических осмотров проверяется отсутствие видимых повреждений на шатунах и состояние шплинтов на шатунных болтах. При средних ремонтах производится дефектоскопия шатунов (магнитная или цветная) для выявления усталостных трещин. При средних и капитальных ремонтах производится осмотр болта с проведением дефектоскопии. Дефектоскопия при средних ремонтах производится в том случае, если ресурс между средними ремонтами более года.

Крейцкопф. Во время среднего и капитального ремонта надо производить осмотр крейцкопфа и его деталей с целью выявления усталостных трещин и других дефектов, замерить зазоры между гильзой крейцкопфа и крейцкопфом, обмерить палец крейцкопфа. Осмотр с целью выявления трещин необходимо производить с помощью лупы не менее чем пятикратного увеличения. При этом производится тщательный осмотр опасных сечений крейцкопфа, резьбы и опасных сечений закладных гаек, пальца крейцкопфа и игольчатых подшипников.  Необходимо проверить трущиеся поверхности гильзы крейцкопфа и крейцкопфа, обнаруженные мелкие задиры, царапины зачистить мелкой шкуркой.

Шток. При средних и капитальных ремонтах необходимо осмотреть и замерить штоки. Одновременно провести магнитную или ультрозвуковую дефектоскопию с целью выявления усталостных напряжений, также замерить величину биения наружной поверхности поршня относительно поверхности штока. При обнаружении трещин, дефектов в резьбовой части штока, биения, дефектов (рисок, царапин) на поверхности трения, которые нельзя устранить перешлифовкой штока, необходимо шток заменить на новый. При обнаружении незначительных рисок, царапин зачистить их мелкой шкуркой. Поршневые кольца. Осмотр и замеры поршневых колец производятся при каждом среднем ремонте. При ревизии кольца необходимо очистить от нагара, промыть и тщательно осмотреть. Трещины, раковины, цвета побежалости, радиальные риски на торцевых поверхностях и по образующей на наружной цилиндрической поверхности металлических колец не допускаются. Поверхности должны быть блестящими, полированными.

Необходимо замерить зазоры и размеры колец. Замена поршневых колец должна производиться при каждой расточке зеркала цилиндра или канавок поршней, при поломке поршневых колец, при утере ими упругости и износе выше допустимого.

Сальники. Ревизия сальников выполняется при текущих ремонтах. При ревизии производится промывка, осмотр поверхностей, замер уплотняющих элементов. При ревизии проверяются компенсирующие зазоры сальниковых разрезных колец. Зазор проверяют щупом, при этом кольцо должно быть надето на шток.

Цилиндры, гильзы цилиндров. Ремонт цилиндров производится обычно при капитальных ремонтах.

Для проверки состояния цилиндров необходимо:

1. При остановке компрессора на технический осмотр осмотреть цилиндр через клапанные окна. Поршень при этом должен находиться в крайних положениях.

2. При средних и капитальных ремонтах необходимо произвести осмотр цилиндров со снятием крышек при вынутом поршне.

3. При проведении капитального ремонта у литых чугунных цилиндров проверяют отсутствие трещин на доступных для осмотра внутренних перегородках, разделяющих газовые и водяные полости. Проводят поочередно гидравлические испытания газовой и водяной полостей в соответствии с правилами испытаний сосудов.

После расточки гильзы или зеркала цилиндра необходимо произвести гидроиспытание цилиндра. При постановке ремонтной гильзы проводится гидроиспытание до ее запрессовки.

Состояние шпилек и гаек, крепящих цилиндры к раме, а также соединяющих цилиндры ряда, проверяют при каждой разборке ряда и обязательно при проведении капитального ремонта.

Охлаждающие поверхности цилиндров, включая цилиндровые крышки, промывают при проведении среднего ремонта для удаления ила и накипи.

Очистка поверхности от накипи и следов коррозии выполняется, как правило, при проведении капитального ремонта, но может производиться и раньше в зависимости от жесткости воды, наличия в ней механических примесей и температуры воды на сливе. Водяные рубашки цилиндров лучше всего очистить от накипи металлическими щетками или скребками. Если накипь очень твердая или же место очистки труднодоступно, можно применять химический способ.

Клапаны. Обслуживание и ремонт прямоточных и кольцевых клапанов производить согласно технической документации завода-изготовителя клапанов. В комбинированном клапане могут быть следующие дефекты: пластины клапана неплотно прилегают к седлу; пружины клапанов потеряли упругость или сломаны; подъем пластины превышает величину, установленную заводом; на пластине клапана имеются трещины или другие повреждения; на седле клапана имеются трещины.

Предохранительные и обратные клапаны. Ревизию, разборку, чистку и регулирование предохранительных клапанов проводят согласно утвержденному графику, который составляется с учетом технологического регламента, но не реже одного раза в 6 месяцев. Во время ревизии проверяется герметичность клапана, отсутствие коррозии и целостность его частей, правильность регулировки. Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на предельно допустимые превышения рабочих давлений в сосудах.

Обратные клапаны системы смазки цилиндров и сальников. Плохая подача масла лубрикатором происходит главным образом вследствие неисправности обратных масляных клапанов, которые пропускают воздух к масляным насосам. Если при технических осмотрах компрессора выявлена неплотность обратных клапанов, необходимо обратные клапаны разобрать, промыть уайт-спиритом, насухо протереть, собрать и проверить на гидравлическом прессе, установив клапан так, чтобы жидкость подавалась в направлении, обратном нормальному ходу масла. Если клапан пропускает, необходимо осмотреть детали клапана. При обнаружении рисок, забоин - притереть или заменить неисправный клапан на новый.

Межступенчатые воздушные коммуникации и аппараты. К межступенчатым воздушным коммуникациям относятся трубопроводы воздуха, соединяющие цилиндры всех ступеней и аппараты (холодильники, буферные емкости, влагомаслоотделители), расположенные между запорными отключающими устройствами всасывающей и нагнетательной линии компрессорной установки. В процессе эксплуатации периодически при плановых ремонтах выполняется осмотр, чистка и ремонт воздушных коммуникаций.

Фундамент. В процессе эксплуатации компрессорной установки из-за воздействия как статических, так и переменных динамических нагрузок может произойти оседание и растрескивание фундамента. При капитальных ремонтах компрессорной установки необходимо произвести тщательный осмотр фундамента и путем точного нивелирования установить величину осадки. При этом проверяется установка компрессора на фундамент по уровню. Отклонения не должны превышать пределов, указанных в инструкции по монтажу. Необходимо также проверить наличие зазоров между основанием фундамента и частями покрытия пола и другими строительными конструкциями. Зазоры должны быть очищены от строительного мусора и посторонних предметов.

7. ПБ при эксплуатации компрессорных установок.

1. Обслуживающий персонал компрессорной установки должен быть ознакомлен с инструкцией по эксплуатации установки, проинструктирован по технике безопасности и пожарной безопасности.

2. Пуск в работу установки с неполадками средств аварийной сигнализации и блокировок, обеспечивающих безаварийную работу, не допускается.

3. Рабочее место машиниста должно находиться от машины на расстоянии, обеспечивающем выполнение санитарных норм по шуму (шумовые характеристики машин приведены в формуляре).

4. Помещение компрессорной станции должно быть освещено в соответствии с требованиями действующих норм.

5. Электрооборудование и узлы компрессорной установки, которые из-за нарушения изоляции могут оказаться под напряжением, должны быть надежно заземлены.

6. При обслуживании и осмотре горячих поверхностей необходимо соблюдать осторожность.

7. На циферблате манометров, которые входят в компрессорную установку, должна быть нанесена красная черта по делению, соответствующему допускаемому рабочему давлению.

8. Во время работы компрессорной установки не разрешается оставлять её без наблюдения, допускать на место работы посторонних лиц.

Не допускается:

1.Начинать ремонтные работы, связанные с воздушными полостями и

трубопроводами до полного сброса избыточного давления;

2.Производить подтяжку соединений, находящихся под давлением;

3.Открывать люки рамы работающего компрессора;

4.Класть инструмент и другие предметы на работающий компрессор и цоколь фундамента;

5.Промывать бензином детали и элементы компрессорной установки.

Все работы, связанные с электрооборудованием, должны вестись в соответствии с правилами эксплуатации электроустановок.

8. Эффективность и перспективы автоматизации компрессорных установок.

Эффективность автоматизации шахтных компрессорных станций достигается  за счет уменьшения  общей  численности персонала,  обслуживающего  станцию, повышения надежности и обеспечения безаварийности  работы  агрегатов,  уменьшения расхода  электроэнергии  и  улучшения  качества  вырабатываемой пневматической энергии.

Предлагаемая  система  автоматизации  шахтных компрессорных  станций  обеспечивает  диагностику  состояния компрессорной  установки  путем  контроля  содержания  СО  в пневмосети,  измерения  амплитуды  вибраций  и  контроля  давления масла  в  системе  смазки,  что  позволяет  повысить  надежность  и обеспечить безопасность ее работы.

      Дальнейшее  повышение  технического  уровня  автоматизации шахтных  компрессорных  станций  должно  происходить  в  двух направлениях.  Во-первых,  необходимы  коренное совершенствование  аппаратуры  автоматизации,  выпускаемой  в настоящее время, и, во-вторых, применение регулируемого привода для центробежных компрессорных агрегатов.

Вывод

В данном курсовом проекте я изучил автоматизацию компрессорных установок, каких видов и типов бывают компрессоры. Также я рассмотрел комплекс автоматизированного управления УКАС-М. Я понял, что комплекс автоматизированного управления компрессорной  станции УКАС-М предназначен для автоматического управления шахтными компрессорными станциями, оборудованными поршневыми и центробежными компрессорами. Так же мне стало известно, что обеспечивает аппаратура автоматизации компрессорных установок УКАС-М: управление компрессорами с подачей управляющего импульса оператором со следующим автоматическим выполнением программы пуска, а также местное управление отдельными механизмами установки; регулирование подачи компрессора и компрессорной станции в целом; контроль технологических параметров (температуры сжатого воздуха, давления в системе охлаждения и др.); защита компрессоров; сигнализацию о нормальной работе, предупредительной и аварийной сигнализации.

Список  использованной литературы

Батицкий В.А.«Монтаж, наладка и эксплуатация систем автоматики».

Бухгольц В.П. «Основы автоматизации производства на горных предприятиях».

Поспелов Л.П. «Основы автоматизации производства».

Овсянников Ю.А., Кораблев А.А., Топорков А.А. «Автоматизация подземного оборудования».

Адабашьян А.К., Алексеев К.А. «Монтаж приборов и средств автоматизации ».

Клюева А.С.  «Монтаж средств измерений и автоматики».

Информация с интернета.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57580. Сучасний урок – цікавий урок 75 KB
  Метою сучасного заняття стає вже не нагромадження знань а пошукова діяльність спрямована на формування вмінь і навичок щодо орієнтації в інформаційному просторі.
57581. "Любовь – это жизнь, это главное…" Тема кохання в ліриці В. В. Маяковського 114.5 KB
  Маяковський під час футуристичного турне приїжджає до Одеси. Маяковський просить благає дати йому ковток води в жаркій пустелі: Мария Имя твоё я боюсь забытькак поэт боится забытькакоето в муках ночейрождённое слововеличием равное Богу.
57582. ЗАСТОСУВАННЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОГО ЧИСЛЕННЯ В ЕКОНОМІЦІ 148.5 KB
  Традиційно практичне застосування похідної використовується при дослідженні функції розв’язуванні задач фізичного чи геометричного змісту. Яким же буде оптимальний обсяг випуску для фірми...
57583. Пісня - душа народу 63 KB
  Взагалі хто і навіщо придумав пісню Чому люди співають радіють і сумують разом з нею Чому старовинні пісні що прийшли до нас із глибини віків і досі живуть у народі Чи уявляєте ви хоча б один свій день без пісні що звучить на вулиці вдома...
57584. Сучасність в музиці 40 KB
  Мета: на прикладі нової музики покращувати вміння аналізувати її; розвивати вокальнохорові навички плавне звуковедення мяке наспівне звучання. Вчити вдумливо ставитися до всякого музичного матеріалу...
57585. Пейзаж – жанр живопису. Створення етюду-малюнку «Дощова хмара» 64 KB
  Мета. Продовжувати ознайомлювати учнів з пейзажним жанром живопису, монохромним живописом; технікою малювання по вологому папері. Вчити виявляти задум в композиції...
57586. Зображення на площині Чарівний світ метеликів 726.5 KB
  МЕТА. Дати певний обєм знань про життя метеликів про характерні особливості будови комах; закріплювати під час виконання роботи поняття про виражальні можливості теплих та холодних кольорів...
57587. У поході друзі 49 KB
  Мета: познайомити з правилами поведінки на природі; виявити знання про вміння орієнтуватися на місцевості; скласти плакат-памятку «Ми із друзями в поході» направляти на виховане, ввічливе ставлення до всього живого;
57588. В лесу родилась ёлочка 91.5 KB
  Ни для кого не новость Ведь знает весь народ Что праздник наступает Весёлый Новый год Ждут смешливые девчонки Ждут проказники мальчишки Чтоб из лесу принесли мы Ёлочку Золотые шишки Ищут елку.