Автоматизация работы компрессорных установок.

График потребления сжатого воздуха на промышленных предприятиях, как правило, имеет переменный характер в течение суток. Для обеспечения нормальной работы потребителей необходимо, чтобы давление воздуха под­держивалось постоян-ным; это является одним из основ­ных требований, предъявляемых при авто-

матизации компрессорных установок. Давление в воздуховодной се­ти зависит от потребления воздуха и производительности компрессора. Когда расход воздуха равен производи­тельности компрессора, давление в сети будет номиналь­ным. Если потребление воздуха становится больше про­изводительности, то давление падает, и наоборот.

Наибольшее применение для приводов компрессоров получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели. Регулирование произ­водительности компрессоров в этих случаях осуществ­ляется путём автомати-ческого открывания всасывающих клапанов с помощью регулятора давления. Регу-лирова­ние производительности может осуществляться также периодическим вклю-чением компрессорных агрегатов с учётом графика нагрузки и давления в воздухопроводах, которое контролируется специальным манометром; кон­такты манометра вводятся в схему управления двига­телем.

На рис.17-4, а показано устройство электроконтактного манометра. Как и в обычных манометрах, в нём применяется трубчатая одновитковая пружина, за­крытая с одного (подвижного) конца, а другим (непо­движным) концом сообщающаюся со средой газом, давление которого необходимо контролировать.

Действие манометра основано на линейной зависи­мости между упругой деформацией трубчатой пружины и давлением, действующим внутри неё. Изменение дав­ления вызывает перемещение закрытого конца трубчатой пружины, который через передаточный механизм приводит в действие подвижный контакт 3, укреплён­ный на стрелке. При повышении давления пружина стремится разогнуться, при уменьшении давления - со­гнуться. Если давление превысит значение р_уст, на кото­рое настроен манометр, то подвижный контакт 3 замы­кается с неподвижным контактом 4; при уменьшении давления ниже установленного контакт 3 замыкается с неподвижным контактом 2.

Контактная система допускает включение на напря­жение 380В переменного и 220В постоянного тока; мощ­ность контактов 10В-А. Примеры типов электроконтакт­ных манометров: МГ-278 - показывающие, МГ-618 - самопишущие. Кроме контактных манометров применя­ются поршневые, сильфонные реле давления и другие приборы.

Для поддержания температуры сжимаемого воздуха в компрессорах (особенно на большие давления) в до­пустимых пределах применяется принудительное охлаж­дение установок водой, которая пропускается через ох­лаждающие рубашки цилиндров и промежуточные хо­лодильники, где нагретый при сжатии воздух омывает трубки с циркулирующей холодной водой. Так как крат­ковременная остановка системы охлаждения компрессо­ра недопустима, за её работой устанавливается контроль с помощью специальных приборов, отключающих ком­прессор при недопустимом повышении температуры воз­духа или прекращении подачи воды.

Так, на трубопроводах, подводящих оxлаждающую воду, устанавливаются струйные реле различных конструкций. На рис.17-4,б показано устройство струй-ного реле типа МС-51. Реле имеет две цилиндрические мем­браны сильфона 2, соединённые трубками 4 с дроссель­ным устройством диафрагмы 7, устанав-ливаемой внут­ри трубопровода 5. При уменьшении количества проте­кающей воды изменяется перепад давления на диафраг­ме, происходит переключение контактов 3 реле, что обе спечивает подачу в схему управления сигнала на отключение двигателя компрессора.

На рис.17-5 показана технологическая схема ком­прессорной установки с двумя поршневыми компрессо­рами 2, приводимыми в движение асинхронными двига­телями 1. Сжатый воздух после компрессора проходит через воздухоочистительное устройстве 6, в котором очи­щается от пыли, влаги, масла. По воздухопроводу 8 воз­дух поступает в ресиверы 10, откуда по трубопроводу 12 направляется к потребителям. Обратные клапаны 5 пре­дотвращают работу одного компрессора на другой при разнице в создаваемом ими давлении. Трубопроводы 3 и 4 предназначены для циркуляции охлаждающей воды.

Датчиками автоматического управления служат два электроконтактных манометра 11, подвижные контакты которых устанавливаются на определенные верхние и нижние пределы давлений воздуха в ресиверах. Верхние пределы для обоих манометров могут быть одинаковыми и при достижении их двигатели компрессоров будут от­ключаться. Нижние пределы давления манометров уста-,

навливаются разными. При падении давления вначале включается только один компрессор, если же давление будет продолжать падать, то включается и второй.

При пуске компрессора сначала включают охлаждаю­щую воду, затем при-водной двигатель. Для уменьшения начального момента сопротивления пуск можно произво­дить при открытом разгрузочном вентиле 7 воздухоочи­стительного уст-ройства. После пуска двигателя разгру­зочный вентиль закрывается. Чтобы давление воздуха в ресиверах не снижалось при остановке компрессоров, в системе имеются обратные клапаны 9.

Электрическая схема управления компрессорной уста­новкой, состоящей из двух агрегатов К1 и К2, приведена на рис.17-6. Двигатели компрессоров Д1 и Д2 пита­ются от трехфазной сети ~380 В через автоматические выключатели ВЛ1 и ВА2 с комбинированными расщепи­телями. Включение и отключение двигателей производят­ся пускателями ПМ1 и ПМ2. Цепи управ­ления и сигнализации питаются фазным напряжением 220В через однополюсный автоматический выключатель ВАЗ с максимальным электромагнитным расцепителем.

Управление компрессорами может быть автоматиче­ским или ручным. Выбор способа управления произво­дится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2. При ручном управлении включение и отключение пускателей ПМ1 и ПМ2 осуществляется поворотом рукояток клю­чей КУ1 и КУ2 из положения О (Отключён) в положе­ние Р (Включён).

Автоматическое управление компрессорами произво­дится при установке клю-чей КУ1 и КУ2 в положение А, а включение и отключение пускателей осущест-вляется с помощью реле РУ1 и РУ2. Контроль давления воздуха в ресиверах производится двумя электроконтактными манометрами, контакты которых включены в цепи катушек реле РУ1-РУ4. Очерёдность включения комп­рессоров при падении давления устанавливается с помо­щью переключателя режимов ПР. Если ПР установлен в положение К1, то первым включается компрессор К1.

Предположим, что ресиверы наполнены сжатым воз­духом, давление соот-ветствует верхнему пределу (кон­такты манометров М1-Н и М2-Н разомкнуты) и комп­рессоры не работают. Если в результате потребления воздуха давление в реси-верах падает, то при достижении ими минимального значения, установленного для пуска первого компрессора, замкнется контакт М1-Н первого манометра (Н - нижний предел), сработает реле РУ1 и своим контактом включит пускатель ПМ1 двигателя пер­вого ком-прессора. В результате работы компрессора К1 давление в ресиверах будет повышаться и контакт М1-Н разомкнётся, но это не приведёт к отключению компрес­сора, так как ка-тушка реле РУ1 продолжает получать питание через свой контакт и замкнутый контакт реле РУ4. При повышении давления в ресиверах до макси­мального предела замкнется контакт манометра М1-В (В - верхний предел), сработает реле РУ4 и своим кон­тактом отключит реле РУ1, потеряет питание пускатель ПМ1 и компрессор К1 остановится.

В случае недостаточной производительности первого компрессора или его неис-правности давление в ресиверах будет продолжать падать. Если оно достигнет предела, установленного для замыкания контакта М2-Н второго манометра (манометры М1 и М2 регулируются так, что­бы контакт М2-Н замыкался по сравнению с контактом М1-Н при несколько меньшем давлении), то сработают реле РУЗ и РУ2. Последнее своим контактом включит пускатель ПМ2, т.е. вступит в работу компрессор К2. Реле РУ2 после размыкания контакта М2-Н остаётся включённым через свой контакт и замкнутый контакт реле РУ4, Когда давление в ресиверах в результате совмест­ной работы обоих компрессоров (или только К2 при не­исправном К1) поднимется до верхнего предела, замкнёт­ся контакт манометра М2-В и включится реле РУ4. В ре­зультате отключаются реле РУ1 и РУ2 и пускатели ПМ1 и ПМ2. Оба компрессора остановятся.

В схеме предусмотрен контроль исправности компрес­сорной установки. Если несмотря на работу обоих компрессоров давление в ресиверах продолжает подать или не изменяется, то контакт М2-Н нижнего предела оста­нется замкнутым, и реле РУЗ будет включено. Оно своим контактом приведет в действие реле времени РВ, кото­рое с некоторой выдержкой времени, необходимой для обеспечения нормального подъёма давления компрессо­ром К2 замкнёт свой контакт РВ в цепи аварийно-пре­дупредительной сигнализации, и подаётся сигнал о необходимости устранения неисправности.

Сигнальная лампа ЛЖ служит для световой сигнализации о режиме работы компрессорной установки при ручном управлении. Она загорается при падении давле­ния в ресиверах, получая питание через контакт реле РУЗ. Сигнальная лампа ЛБ и реле напряжения РКН слу­жат для контроля наличия напряжения в цепях управле­ния. Контроль температуры воздуха в компрессорах, охлаждающей воды и масла осу-ществляется специаль­ными реле (на схеме не показаны), которые вместе с реле РКН воздействуют на цепи аварийно-предупреди­тельной сигнализации, извещая персонал о ненормаль­ной работе установки.

Для многих предприятий требуется бесперебойное снабжение производствен-ных участков сжатым воздухом. Для уменьшения количества персонала функции управления могут быть возложены на автоматизированный электро­привод.