Автоматизация теплоприготовительных установок
Система автоматического контроля позволяет осуществить наиболее полное соответствие между производством и потреблением тепла за счет строгого соблюдения расчетных параметров теплоносителя и предупреждения аварийных ситуаций. Замена ручного регулирования автоматическим устраняет перетоп абонентов, тем самым способствует экономии топлива. Автоматизация сокращает штат обслуживающего персонала. Автоматическое регулирование водоподогревательной установки предусматривает защиту подогревателя от затопления поверхностей нагрева конденсатом или водой, от перегрева сетевой воды и от падения давления в системе.
Регулирование уровня конденсата в паровом пространстве подогревателя обеспечивается автоматом автоматического слива. Аварийный подъем уровня конденсата возможен при поступлении в подогреватель сильно охлажденной обратной воды или влажного пара. Автомат срабатывает также при попадании в паровое пространство воды из-за разрыва трубок. В любом случае повышенное давление столба жидкости в межтрубном пространстве по импульсным линиям передается в нижнюю сильфонную камеру А реле давления РД-1. Верхняя полость сильфонной камеры Б находится под давлением парового пространства. Неуравновешенное давление полостей вызывает прогибание мембраны вверх. Клапанок открывает выход рабочей воды через сопло. Увеличение расхода рабочей воды через сопло сопровождается падением давления за дроссельной шайбой и в камере над мембраной регулирующего клапана РК-1. Под действием дружины регулирующий клапан открывается, и происходит слив воды или конденсата из межтрубного пространства подогревателя до восстановления допустимого уровня. В качестве рабочей воды используют водопроводную под давлением 0,15—0,4 МПа и температуре 30—35°С. Регулирование температуры сетевой воды на выходе из подогревателя осуществляется с помощью термореле, установленного на трубе, реле давления РД-2 и клапана РК-2. При повышении температуры сетевой воды выше установленного значения клапан термореле открывает выход конденсате из сопла, в результате давление в импульсной линии за дроссельной шайбой уменьшается. Снижение давления в сильфонной камере А реле давления РД-2 приводит к уменьшению расхода рабочей воды через сопло и увеличению давления за дроссельной шайбой и в камере над мембраной клапана РК-2. Благодаря прикрытию клапана откачка конденсата из межтрубного пространства подогревателя уменьшается, а уровень конденсата в подогревателе увеличивается.
Некоторый подъем уровня конденсата в межтрубном пространстве уменьшит поверхность нагрева и тем самым величину нагрева сетевой воды. При понижении температуры сетевой воды ниже заданного уровня действие системы регулирования происходит в обратном направлении. Необходимые импульсы регулируемых давлений настраиваются натяжением пружины реле давления, производимым с помощью регулировочного винта.
Для примера может быть рассмотрена принципиальная конструкция термореле теплосети Мосэнерго. В медной гильзе термореле заклепаны пластинки из биметалла сталь-инвар. Инвар представляет собой сплав железа и никеля, имеющий низкий коэффициент линейного расширения. Гильзу устанавливают внутри трубы с теплоносителем. При различном нагревании теплоносителя биметаллические пластины изменяют величину зазора между клапаном и соплом. Настройку реле производят регулировочным винтом так, чтобы начало открытия сопла совпадало с превышением контролируемой температуры теплоносителя. Принцип действия дилатометрического реле аналогичен. Стержень из инвара жестко соединен с концом гильзы, вставляемой в поток теплоносителя. Другой конец стержня свободно упирается в качающийся рычаг, удерживаемый в исходном положении пружиной. При нагревании латунная гильза удлиняется больше стержня, т. е. стержень как бы втягивается в гильзу. В результате сила давления стержня на рычаг уменьшается, и происходит закрытие клапана под действием пружины на другом плече рычага.
Регулирование подпитки тепловой сети. Реле РД-1 и клапан РК-1 регулируют режим подпитки, а реле РД-2 и клапан РК-2 контролируют давление сетевой воды. Совместное действие этих приборов обеспечивает постоянное давление в нейтральной точке О. Точка постоянного давления на перемычке сетевых насосов соединена с реле давлений импульсными трубками. Недостаточная подпитка тепловой сети вызывает падение давления в нейтральной точке и импульсной камере А реле РД-1. При этом пружина реле растягивает сильфон и открывает сопло для выхода рабочей воды в сливную камеру Б. Увеличение расхода воды через сопло и перепада давления в дроссельном устройстве приводит к падению давления за дросселем и в мембранной камере клапана РК-1. Клапан РК-1 открывается, увеличивая подпитку воды до восстановления заданного уровня давления. При избыточной подпитке давление в нейтральной точке становится выше установленного значения, действия реле и клапана будут происходить в обратном направлении. Если при полном закрытии клапана РК-1 и прекращении подпитки сети давление в сети будет продолжать расти, в действие подключается дренажное устройство.
Автоматическое управление тепловыми и гидравлическими режимами с помощью регуляторов непрямого действия обладает высокой чувствительностью и точностью исполнения. Тем не менее, в открытых системах теплоснабжения с меняющимися расходами сетевой воды, а также в закрытых системах при переходе на летние нагрузки давление в точке подпитки необходимо менять в соответствии с режимами расходов теплоносителя. В противном случае вследствие резкого уменьшения расхода воды возможна разрегулировка и опорожнение местных систем.
