Системы защиты и сигнализации

Для большинства технологических агрегатов (кстлы, печи, сжи­гающие газ, технологические аппараты, находящиеся под высоким давлением) перечень параметров, контролируемых системами защиты и сигнализации, определяется специальными правилами и инструк­циями. На производствах, где возможно появление в помещениях или на наружных площадках взрыво - и пожароопасных веществ, а также токсичных продуктов, системы сигнализации и защиты контролируют величины, определяющие предельно допустимые концентрации та­ких веществ или их следов в смесях.

Для высокопроизводительных машин (компрессоров, воздуходу­вок, насосов) системы защиты и сигнализации контролируют такие величины, как температура и давление смазочного материала, темпе­ратура подшипников, осевой сдвиг, температура элементов электро­двигателя.

Для непрерывных технологических процессов требования к объему и надежности работы систем сигнализации и зашиты определяются проектом автоматизации.

При анализе проектной документации наладчик обязан проверить по результатам изучения технологии производстве, все ли величины, недопустимые значения которых могут привести к снижению качества продукции, выходу из строя оборудования или могут быть опасны для жизни человека, контролируются системами защиты и сигнализа­ции. В проекте должны быть приведены перечни предельных значений параметров, контролируемых системами сигнализации и защиты, а также последовательность срабатывания отдельных элементов систем. Если по каким-либо причинам эти перечни отсутствуют в проекте, они должны быть выданы наладочной организации заказчиком.

После проведения анализа проекте для удобства работы принци­пиальную схему перерабатывают, добавляя к ней сведения, получен­ные из монтажной схемы щита. Так, для щита управления котлом на схему нанося? номера контактов устройств, а также адреса клемм на сборке зажимов. Рассмотрим принципиальные схемы систем защи­ты (рис. 196) и аварийной сигнализации (рис. 197) котла.

Питание схемы (рис. 196) осуществляется через автомат 8АВ. Включают схему ключом ПК. При падении давления газ или мазут отсекаются клапанами СГ и СМ соответственно. Для фильтрации лож­ных срабатываний сигнализаторов предусмотрены реле времени РВ1

Каждая клемма имеет дробное обозначение: в числителе — наиме­нование аппаратуры, в знаменателе — номер клеммы. Например,

щтг I TZ

~— означает: щит котла, клеммная колодка /, клемма 17. Между

клеммами над соответствующими проводниками проставляют номер проводника по монтажно-коммутационной схеме.

По окончании изучения и корректировки проверяют смонтирован­ные системы с целью определения их готовности к наладочным рабо­там. Внешним осмотром проверяют комплектность, соответствие проекту и исправность коммутационной аппаратуры в щите: реле сиг­нализаторов, исполнительных механизмов и сигнальной арматуры. Число и тип контактов промежуточных реле должны соответствовать проекту, так же как и такие данные, как число витков обмотки, род

тока, номинальное напряжение. Воздушный зазор между открытыми контактами должен быть, как правило, не менее 1,5 мм, а совместный ход подвижного и неподвижного контактов при нажатии и отпуска­нии якоря реле — не менее 0,5 мм. Отборы импульсов для сигнализа­торов систем защиты должны также быть выполнены в соответствии с проектом.

Щит автоматизации должен быть заземлен, все провода, кабели и се? мнительные перемычки —промаркированы. В щитовом поме­щу ■ :п должно быть постоянное освещение.

3 процессе проверки монтажа рекомендуется в соответствии с принципиальной схемой маркировочным карандашом произвести мар­кировку всех элементов схемы, реле, ключей и кнопок управления, переключателей и т. п. Постоянные надписи выполняет заказчик на основании временной маркировки уже после пуска производства.

При проверке схемы электропитания систем защиты и сигнализа­ции следует иметь в виду, что питающий кабель должен быть защищен автоматическим коммутирующим устройством или плавкими встав-1 ками как со стороны распределительного устройства, так и со стороны щита. Кабельный ввод должен быть подключен к устройству защиты непосредственно, а не через клеммные сборки. Автоматические предо­хранители должны иметь уставки на предельные значения тока в соответствии с проектом. Плавкие вставки должны быть калиброван­ными и также соответствовать о проекту. С помощью пробника или те­лефонных трубок определяют правильность монтажа как са­мого щита, так и линий связи способом прозвонки.

Если какое-либо табло не загорелось, проверяют цепь его пита­ния. Например, если табло 7ТС «Аварийный уровень» не загорелось, то после выключения автомата 8АВ пробником или тестером замеряют сопротивление на участке цепи 8АВ — клемма лампового табло (кон­цы 301 и 317 на рисунке). Если сопротивление между концами 301 и 317 равно нулю, проверяют целость нитей ламп табло. Если сопротив­ление между концами 301 и 317 равно бесконечности, проверяют кон­такт реле РП5 измерением сопротивления между клеммами 13 и 14 реле. При необходимости контакт регулируют. Если контакт испра­вен, а сопротивление равно бесконечности, прозванивают провода 317 и 301 от клемм реле до клемм соответствующего табло и 8АВ. После загорания всех ламп включением тумблеров 1—6 имитатора (рис. 198) проверяют соответствие реле и ламповых табло. При несоот­ветствии тумблера и реле ламповому табло проверяют цепочку между клеммой 14 реле и ламповыми табло.

После проверки аварийной сигнализации проверяют работоспо­собность схемы управления отсекателями на линиях газа и мазута, для чего к клеммам ЩК-1К/17 (см. рис. 196) подключают сигнальную лампу имитатора. Все тумблеры, кроме Т—/ (см. рис. 198) , установ­лены в положение «Вкл» и горят лампы только табло «Давление газа низкое» (см. рис. 197). После поворота ПК (см. рис. 196) в положение «Вкл» возбуждаются реле РВ1 и РП9. При включении Т-1 (рис. 198) имитатора на клемме 17 (см. рис. 196) должно появиться напряжение, реле РВ1 обесточивается и через установленное время обесточивает реле РП9. Горевшее ламповое табло должно при этом погаснуть. Если напряжение на клемме 17 не появилось, то проверяют электрическую цепь: делят ее примерно на две равные части в выбранной точке, на­пример на клемме 7 реле РП4, и измеряют напряжение. Если напря­жение на клемме 7 есть, то оставшийся участок делят и снова проме­ряют напряжение в выбранной точке, например на клемме 2 переклю­чателя ПТ и т. д. После обнаружения дефектного участка выключают 8АВ и устраняют неисправность.

После проверки работоспособности элементов схемы системы про­веряют по искусственно подаваемым импульсам. К первичным преобра­зователям защиты и сигнализации подключают необходимые имита­торы (для схемы защиты котла —сильфонный и малогабаритный прессы.

Работу цепей проверяют несколько раз, причем цепи, логи­ческая часть которых включает реле времени, проверяют как при им­пульсах, меньших чем уставка реле, так и при импульсах большей длительности. Уставки сигнализаторов и реле времени устанавливают в строгом соответствии с проектом и по результатам проверки систем составляют «Протокол проверки систем» (см. табл 14).

После проведения испытаний систему включают в работу. Если технология произвидства позволяет останавливать а і регат или техно­логический процесс после пуска, то по утвержденной программе про­изводят испытания систем защиты и сигнализации путем остановки процесса или агрегата по различным параметрам.

Если по условиям пуска или эксплуатации агрегата требуется изменение проектных предельных значений сигнализируемых или входящих в защиту параметров, а также введение деблокировок по одному или нескольким параметрам, наладочный персонал приизводит эти изменения только после письменного распоряжения заказчика.

Регулирующие органы систем автоматизации

Ревизию, регулировку и настройку регулирующих органов систем автоматизации выполняют слесари высокой квалификации, которых выделяет заказчик.

Но в связи с тем что к качеству подготовки регулирующих органов, работающих в системах дистанционного и автоматического управле­ния, предъявляются высокие требования, руководит этими работами наладочный персонал. При ревизии проверяют состояние поверхнос­тей седел и плунжеров, отсутствие люфтов в сочленении штока и плун - жера, оси и заслонки.

При анализе проектной документации проверяют соответствие типа и исполнения регулирующего органа характеристикам регулируемых сред.

Регулирующие клапаны, выпускаемые серийно, имеют диаметр прохода 6—400 мм, их применяют для регулирования расхода жид­костей и газов различного состава в широком диапазоне изменения параметров этих сред: температуры, давления, вязкости, плотности. В зависимости от диаметра прохода клапана и перепада давления на клапане применяют одно - или двухседельные клапаны.

В односедельном клапане (см. рис. 102, 6) перепад давления соз­дает усилие, направленное или напротив перемещающему усилию, или в одну сторону с ним. При этом перемещающее усилие при закры­тии клапана должно быть ббльшим, чем при его открытии, поэтому при небольших перепадах давления применяют односедельные кла­паны с диаметром прохода d до 50 мм.

Двухседельный клапан имеет два плунжера, через которые среда одновременно протекает в противоположных направлениях. Благода­ ря этому клапан оказывается уравновешенным и перемещающее у си лие не зависит от направления перемещения клапана, перепада дав ления на клапане и диаметра прохода. В связи с этим применение двухседельных клапанов не ограничено перепадом давления.

Одним из основных требований к любому регулирующему клапану являемся соответствие его пропускной способности проектному зна­чению расхода среды, которую он должен регулировать. На практике правильно подобранным считается такой регулирующий клапан, ко­торый обеспечивает пропуск предусмотренного проектом номиналь­ного расхода среды (нагрузки) при его открытии на 40—60%.

Изменению расхода среды от минимального до максимального зна­чения должно соответствовать перемещение регулирующего органа от 10—20 до 70—90% своего рабочего хода.

Необходимость выполнения этого требования рассмотрим на при­мере. Если выбрать клапан с максимальной пропускной способностью, намного превышающей номинальный расход среды, то в этом случае даже небольшие перемещения клапана приведут к резким изменениям расхода и увеличению влияния вариации на качество управления. Например, если для правильно выбранного регулирующего клапана вариация в пределах 2—5% считается нормальной, то в рассматривае­мом примере она будет достигать на 10%-ном диапазоне работы кла пана 20—50%. Поэтому регулирующие клапаны с завышенными проходными сечениями не позволяют обеспечить устойчивое управ­ление процессом не только вручную, нои автоматически. Заниженное проходное сечение клапана или вообще не позволит набрать нагрузку процесса, или не даст возможности воздействовать на процесс путем увеличения расхода среды.

В связи с этим при анализе проектной документации наиболее важные для технологического процесса регулирующие клапаны под­вергают проверке путем расчетов. Проверочный расчет дает результат с точностью до 30—50%, что для практики в большинстве случаев приемлемо.

Клапаны, предназначенные для измерения расхода жидкостей, рассчитывают следующим образом. Расход жидкости, протекающей через регулирующий клапан, определяют по формуле

G = 5,*04Fa VДрч, где G — массовый расход жидкости, т/ч; F — проходное сечение кла­пана, см'2, а — коэффициент степени открытия клапана; А р — пере­пад давления на клапане, МПа; у — плотность среды, т/м8.

Если проектом определен тип клапана, то все величины в форму­ле, за исключением F, Ар и а, известны. F определяют расчетом. Пе­репад давления на клапане Др определен в проектной документации. Коэффициент степени открытия клапана а пропорционален переме­щению клапана, его определяют расчетным или экспериментальным путем.

Для проверки соответствия клапана, определенного проектом, требованиям поддержания номинального расхода среды при средних значениях открытия (40—60%) пользуются графиком (рис. 199).