Автоматизация систем газоочистки в современных условиях

Лекция 2

Раздел 6

Список используемой литературы.

Прокоментируйте типовую схему автоматизации процесса фильтрации газовых систем.

Контрольные вопросы

1.Какова структура АСУ скруббера Вентури?

2.Какова структура АСУ электрофильтра?

3.Какова структура МП - системы фирмы «Лурги» для электрофильтра?

4.Какова структура типовой АСУ системы газоочистки?

6.Какова структура АСУ рукавного фильтра.?

7.Какова принципиальная схема компоновки КИП на установке очистки газов?

8.Какими основными параметрами управляется система автоматизации скруббера Вентури?

9.Какой параметр не имеет смысла регулировать в системе автоматизации скруббера Вентури?

10.Какой параметр в системе автоматизации электрофильтра зависим от остальных контролируемых и регулируемых параметров?

11.Какой контролируемый и регулируемый параметр в системе автоматизации тканевых фильтров зависим от материала рукавов?

1. Киселёв А.Д. Повышение эффективности газоудаления дуговых сталеплавильных печей - М.: Металлургия, 1992 – 220 с.

2.Марханд Д., Польтир К. Защита окружающей среды в электросталеплавильных печах//Чёрные металлы/№11,1980 г.

3. Осипенко В.Д. Отвод и обеспыливание газов дуговых сталеплавильных печей. - М.: Металлургия, 1985 г.

4.Эльтерман В.М.Охрана окружающей среды на химических и нефтехимических предприятиях. – М.: Химия, 1985. – 160 с.

5.Лейкин И.Н. Рассеивание вентиляционных выбросов химических предприятий. – М.: Химия, 1982. – 224 с.

6.Швыдкий В.С., Ладыгичев М.Г. Очистка газов. М.: Теплотехник, 2006. – 790 с.

7.Беспалов А.В., Харитонов Н.И. Системы управления химико-технологическими процессами.- М.: Академкнига, 2007.- 690 с.

8.Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. – М.: Химия, 1985. – 352 с.

Очистка технологических и аспирационных газов. Позиционные регуляторы для кондиционирования воздуха.

Задачи стабилизации технологических параметров в схемах автоматического регулирования могут быть также решены с помощью широкой номенклатуры позиционных регуляторов. Для повышения устойчивости САР в них вводят специальные стабилизирующие устройства. В качестве стабилизирующего устройства широко распространен ступенчатый импульсный прерыватель типа СИП-01, который представляет собой электромеханическое реле времени со ступенчатой настройкой длительности импульса (времени включения ртутного включателя). При непрерывном вращении оси синхронного электродвигателя прерывателя его ртутные выключатели в зависимости от настройки периодически замыкаются и размыкаются.

В автоматические схемы регулирования контакты ступенчатого импульсного прерывателя вводят таким образом, чтобы, получив команду на включение от какого-либо позиционного регулятора непосредственно или через промежуточное реле, электродвигатель соответствующего ИМ периодически отключается СИП. Продолжительность и период следования импульсов от СИП-01 определяются его настройкой и не зависят от положения контактов позиционного регулятора.

В схемах позиционного регулирования встречаются также и бесконтактные стабилизирующие устройства типа РИП-02, имеющие такое же назначение, как и ступенчатые импульсные прерыватели типа СИП-01.

Автоматические схемы регулирования с использованием позиционного регулятора и стабилизирующего устройства СИП-01 типичны для установок искусственного климата и приточной вентиляции.

На рис.6.13, приведена схема автоматического регулирования температуры воздуха в установке приточной вентиляции. Таблицы переключения контактов переключателей SA1 и SA2, диаграммы работы конечных выключателей ИМ, а так же включения терморегуляторов РТ1 – РТ3 даны на рис.6.13, поэтому этот рисунок необходимо рассматривать совместно.

Автоматическая система регулирования состоит из калорифера для подогрева воздуха, позиционного регулятора и регулирующего клапана, измеряющего количество теплоносителя, поступающего в калорифер. Схема предусматривает защиту калорифера от замораживания при температурах наружного воздуха ниже +3 °С, а так же два режима работы: автоматическое управление регулирующим клапаном и ручное. Режим выбирается с помощью переключателя SA1.

Режим автоматического управления обеспечивается комплексом аппаратуры, состоящим из позиционного регулятора ПТР, стабилизирующего устройства СИП и ИМ.

Рисунок 6.13. Таблицы переключения контактов переключателей SA1 (а) и SA2 (б), конечных выключателей ИМ (в), терморегуляторов РТ1 (г), РТ2 (д) и РТ3 (е) схемы на рисунке 6.14.

В режиме автоматического управления может работать только при включенном приточном вентиляторе. При пуске приточного вентилятора через стабилизирующее устройство СИП подается питание к регулятору ПТР, подготавливаются к работе цепи управления ИМ. При повышении температуры воздуха выше заданного значения замыкается контакт позиционного регулятора ПТР “Выше”, а при понижении “Ниже”. Контакты включают в работу ИМ регулирующего клапана в направлении, обеспечивающем поддержание температуры приточного воздуха на заданном уровне.

Как было отмечено ранее, схема обеспечивает так же защиту калорифера от замораживания. Опасность замораживания калорифера проявляется при температуре наружного воздуха ниже +3°С, когда в результате различных факторов температура теплоносителя калорифера может понизиться ниже допустимого предела. Для фиксации температуры теплоносителя после калорифера (температуры аварийного отключения вентилятора и температуры прогрева калорифера) служат терморегуляторы РТ1 – РТ3 типа ТУДЭ, при срабатывании которых в различных сочетаниях включаются (отключаются) реле KV2 и KV3.

С помощью реле KV2 осуществляется периодический прогрев калорифера для защиты его от замораживания при неработающем вентиляторе. С этой целью терморегулятор РТ2 имеет настройку выше настройки РТ3. При замыкании контактов терморегуляторов РТ1 и РТ2 срабатывает реле KV2, которое дает команду на открытие регулирующего клапана. Это происходит следующим образом. По цепи, образованной размыкающим контактом реле KV1, контактом 1-2 переключателя SA2 и замыкающим контактом реле к 2, включатся ИМ, который открывает клапан на теплоносителе (цепь 6-72-73-67-1-5). На схеме регулирующий клапан не показан. Показан только его ИМ, который с помощью кинематической связи соединен с регулирующим клапаном. Калорифер прогревается, температура теплоносителя за калорифером повышается и контакт регулятора РТ2 размыкается, отключая реле KV2. Его размыкающий контакт включает ИМ на закрытие регулирующий клапан (цепь: 6-72-73-69-2-5).

С помощью реле KV3 происходит автоматическое отключение вентилятора и включение сигнала “Угроза замораживания”. Для фиксации срабатывания защиты и исключения повторного пуска вентилятора до принятия оператором необходимых мер сработавшее реле продолжает получать питание через соответственный размыкающий контакт: реле KV3 деблокируют кнопочным выключателем SB.

Системы кондиционирования. Функциональные схемы. Системы кондиционирования служат для автоматического поддержания температуры и относительной влажности воздуха в помещениях предприятия. Для этой цели наружный воздух перед подачей в помещение подвергают обработке в калориферах и оросительной камере.

Кондиционеры для одного помещения. Воздух в кондиционерах последовательно проходит обработку в калорифере 2 первого подогрева (рисунке 6.15, а), оросительном устройстве 3 и калорифере 4 второго подогрева. Стабилизация температуры и относительной влажности осуществляется по температуре точки росы, причем регулирование проводится в два этапа (рис.6.15, б). Первоначально путем соответствий обработки воздуха достигается температура точки росы (точка 3), затем воздух нагревается до такой температуры (тоска 4), чтобы при подаче его в помещение обеспечивалась заданная температура (точка 5). Реализуется данный метод следующим образом.

В холодный период года регулятор воздействует на клапан теплоносителя калорифера 2 таким образом, чтобы воздух нагрелся (прямая 1-2) до температуры, характеризуемой точкой 2. В оросительной камере воздух охлаждается и увлажняется (прямая 2-3) до точки росы. В теплый период постоянная температура точки росы поддерживается регулятором путем изменения расхода холодной воды, подаваемой в оросительную камеру (калорифер 2 не работает). Таким образом, независимо от начальных значений параметров наружный воздух после оросителя всегда имеет одни и те же параметры, характеризуемые точкой 3. В калорифере 4 воздух нагревается до определенной температуры в результате изменения расхода теплоносителя (точка 4).

Недостатком описанного метода является его неэкономичность при значениях наружного воздуха, характеризуемых точкой 4. Более предпочтительны системы с регулятором относительной влажности воздуха (рис.6.16, а), который совместно с регулятором температуры осуществляет прямое воздействие на те или иные агрегаты кондиционера в зависимости от параметров наружного воздуха. На диаграмме 1-б (рис.6.16, б) показаны предельно допустимые значения температуры и относительной влажности воздуха в помещении, четырехугольник, углами которого служат эти значения, является допустимой областью этих параметров. Кривой на диаграмме обозначена область возможных параметров наружного воздуха, которую можно разбить на шесть зон.

Рисунок 6.14.Принципиальная электрическая схема автоматического регулирования температуры воздуха в установке приточной вентиляции

Рис. 6.15.Схема кондиционирования помещения

В табл.6.1 приведены данные по управлению системой кондиционирования в зависимости от параметров наружного воздуха.

Рис.6.16 Управление кондиционером с регуляторами температуры и относительной влажности: а - схема управления; б - значения параметров наружного воздуха и воздуха в помещении на 1 - d диаграмме;1 - воздушный фильтр; 2,4 - калориферы; 3 - относительная камера; 5 - вентилятор

Таблица 6.1. Данные по системе автоматического управления кондиционером (к рис.6.15)

Область изменения параметров влажности воздуха	Работающие регуляторы	Регулирующие органы регулятора	Положение остальных регулирующих органов	Примечание
	Регулятор 1г	Клапан 1 ж Клапан 1 л	Заслонка 1 з закры­та, заслонка 1 и и и клапан 1 к открыты	Клапан 1л включается при полном открытии клапана 1ж
	Регулятор 1г Регулятор 1д	Клапан 1л Заслонки 1з, 1и	Клапан 1ж закрыт, клапан lк открыт
	Регулятор 1д	Заслонки 1з, 1и	Клапаны 1ж, 1л закрыты, клапан 1к открыт
	Регулятор 1л	Клапан 1л	Клапаны 1ж, 1к и заслонки 1з закры­ты. Заслонка 1и открыта	Насос оросительной камеры выключен
	Регулятор 1г Регулятор 1д	Клапан 1к Регулятор 1з 1и	Клапаны 1ж, 1л за­крыты
	Регулятор 1г Регулятор 1д	Клапан 1л Регулятор 1з 1и	Клапан 1ж, закрыт, клапан 1к открыт

Кондиционеры для нескольких помещения. На некоторых производствах в каждом помещении необходимо поддерживать свой микроклимат. Этого добиваются дополнительной обработкой воздуха после центральной системы кондиционирования в эжекционных доводчиках (рис.6.17, а) и путём смешивания нагретого воздуха после калорифера второго подогрева с воздухом, пропускаемым помимо этого калорифера (рис.6.17, б).

При использовании нескольких индивидуальных калориферов второ­го подогрева для регулирования температуры в каждом помещении устанавливают дополнительные регуляторы, изменяющие расход теплоносителя в соответствующие калориферы.

Эжекционные доводчики устанавливают после калорифера второго подогрева (общая часть системы кондиционирования на схеме не показана). Воздух после кондиционера подаётся через сопло доводчика и смешивается в нём с эжектируемым из помещения воздухом, который предварительно обрабатывается в калорифере таким образом, чтобы в помещений поддерживалась определённая температура. Это обеспечивается регулятором температуры прямого действия; регулирующее воздействие при этом осуществляется изменением соотношения расходов тепло- и хладоносителей. подводимых к трёхходовому клапану регулятора.

При смешении нагретого и холодного воздуха перед помещением температуру в помещениях регулируют изменением соотношения расходов воздуха, что достигается индивидуальными регуляторами температуры помещений. Для того чтобы соотношение расходов не менялось при изменении давления в магистралях воздуха, устанавливают стабилизи­рующие регуляторы давления.

Рис.6.17. Схемы управления кондиционерами для нескольких помещений