Получение и распределение сжатого воздуха.

Установки для получения и распределения сжатого воздуха состоят из следующих элементов:

- компрессоров с электрическим приводом и автоматической системой управления пуском и остановкой;

- воздушных всасывающих фильтров для очистки воздуха, засасываемого первой ступенью компрессора из атмосферы;

- змеевиковых охладителей с водомаслоотделителями и продувочными клапанами после каждой ступени компрессора;

- воздухосборников (ресиверов) — сосудов для накопления сжатого воздуха и редукторных клапанов, устанавливаемых на выходе воздуха из воздухосборников в распределительную сеть;

- воздухопроводов, арматуры, приборов и вспомогательных устройств, необходимых для нормальной эксплуатации воздухораспределительной сети.

В настоящее время используются компрессоры на номинальное давление 4 и 4,5 МПа (типов ВШ-3/40М и АВШ-1,5/45) и 23 МПа (типа ВШВ-2,3/230). Компрессоры с номинальным давлением 4 и 4,5 МПа применяются при рабочем давлении воздушных выключателей 2 МПа, а компрессоры с повышенным давлением 23 МПа — при рабочем давлении воздушных выключателей 2,6-4 МПа.

Также применяются небольшие автоматизированные компрессоры типа АВВ-5/2 производительностью 0,3 м³/мин с воздухосборниками объемом 0,5 м³, рассчитанными на давление 2 МПа.

На рис. 6 представлена схема установки получения и распределения сжатого воздуха. В установке применены наиболее распространенные в энергосистемах трехступенчатые поршневые компрессоры типа ВШ-3/40М, всасывающие атмосферный воздух в объеме 180 м³/ч с последующим сжатием его до 4-4,15 МПа.

Рис. 5. Оборудование для систем подготовки сжатого воздуха.

Атмосферный воздух засасывается в первую ступень компрессора через воздушный всасывающий фильтр 3, где он проходит над поверхностью масляной ванны, в которой оседает содержащаяся в воздухе пыль. В первой ступени компрессора воздух сжимается до 250 кПа. Нагретый при сжатии воздух поступает в змеевиковый охладитель, трубки которого снаружи обдуваются окружающим воздухом, нагнетаемым вентилятором 5.

Рис. 6. Принципиальная схема установки получения и распределения сжатого воздуха:

1 - электродвигатель компрессора; 2 - система маслосмазки; 3 - воздушный всасывающий фильтр; 4 - компрессор; 5 - вентилятор обдувки; 6 - змеевиковые охладители I, II, III ступеней; 7-9 - водомаслоотделитель; 10 - электромагнитный клапан, управляющий продувкой; 11 - крестовина распределения воздуха; 12 - клапаны поступенчатой продувки; 13 - обратный клапан; 14 - воздухосборник; 1 5 - ручной спускной вентиль и электроподогреватель; 16 - предохранительный пружинный клапан; 17 - манометр; 18 - редукторный клапан; 19 - предохранительный клапан редуктора; 20 - манометры; 21 - линейные масловодоотделители; 22 - магистральные воздухопроводы; 23 - кольцевая воздухораспределительная сеть; 24 - запорный вентиль в распределительном шкафу выключателя; 25 - фильтр; 26 - обратный клапан; 27 - резервуары выключателя; ДТ1, ДТ2 - датчики температуры; ДД1-ДД8 - датчики давления: K 1, K 2, КЗ - компрессорные установки

В процессе охлаждения сжатого воздуха его относительная влажность все время остается на уровне 100%. При этом излишек водяного пара (а также пары масла, попадание которого в систему нагнетания не исключено) конденсируется в водомаслоотделителе 7, откуда конденсат удаляется продувкой. Во второй ступени воздух сжимается до 1,1МПа, в третьей - до 4 МПа, и, так же как и в первой ступени, подвергается осушке. Из охладителя третьей ступени воздух поступает в конечный водомаслоотделитель 9 и далее через обратный клапан 13 в воздухосборник 14. Обратный клапан служит для предотвращения обратного поступления воздуха из воздухосборника в компрессор при остановленном агрегате.

Назначение воздухосборника состоит в том, чтобы аккумулировать сжатый воздух, выравнивать давление в воздухопроводах, смягчать пульсации, вызываемые работой компрессоров, и дополнительно сепарировать воздух от воды и масла. Конденсат накапливается в конденсатосборнике, вваренном в днище сосуда. Из него конденсат периодически удаляется через спускной ручной вентиль 15. Таяние льда в конденсатосборниках производится при помощи керамических электроподогревателей. Каждый воздухосборник снабжается показывающим манометром 17 и для защиты от повышения давления - предохранительным клапаном, который регулируют с таким расчетом, чтобы давление в воздухосборнике не превышало рабочее более чем на 10%. Из воздухосборника в распределительную сеть сжатый воздух поступает через редукторный клапан 18, снижающий давление с 4 до 2 МПа, при этом относительная влажность воздуха уменьшается до 50%. Редукторный клапан автоматически подает воздух в распределительную сеть в строгой соразмерности с его расходом. Он открывается при снижении давления в магистрали до 1,9 МПа и закрывается при давлении 2,1 МПа. В нижней части корпуса редукторного клапана вмонтирован предохранительный клапан 19, назначение которого состоит в том, чтобы не допускать повышения давления в магистрали сверх допустимого (2,1 МПа). Его открытие и выпуск воздуха в атмосферу начинаются при давлении 2,15 МПа. После сброса давления предохранительный клапан закрывается силой сжатых пружин.

Изменение давления перед редукторным клапаном (т. е. в воздухосборнике) не оказывает воздействия на его открытие. По пропускной способности число параллельно устанавливаемых редукторных клапанов выбирают с таким расчетом, чтобы восстановление давления в магистралях и резервуарах воздушных выключателей обеспечивалось за 3-5 мин до значения, достаточного для работы выключателей во втором цикле АПВ, если первый цикл был неуспешным.

Воздухораспределительная сеть 23 служит для подвода сжатого воздуха к распределительным шкафам. Она, как правило, выполняется кольцевой, отдельно для каждого РУ. Питающие магистрали подводятся в двух точках. После редукционного клапана на концевых участках магистралей устанавливают линейные водомаслоотделители 21, представляющие собой небольшие сосуды с патрубками для входа и выхода воздуха. Отделение влаги происходит за счет изменения направления потока воздуха при входе и выходе. В нижней части сосуда установлен запорный ручной вентиль для периодического удаления влаги.

Трубы воздухопроводов прокладывают с уклоном 0,3-0,5% в направлении линейных воздухомаслоотделителей.

Режимы и автоматический контроль работы установок сжатого воздуха. Основным требованием, предъявляемым к компрессорным установкам, является высокая надежность в обеспечении сжатым воздухом аппаратов распределительных устройств. Надежность обеспечивается непрерывным поддержанием достаточного запаса сжатого воздуха в воздухосборниках, установкой резервных компрессоров на случай выхода из работы основных агрегатов, созданием схемы распределительной сети, позволяющей выводить из работы в ремонт любой элемент установки, сохраняя в работе остальные участки.

Режим работы установок сжатого воздуха определяется давлением воздуха в воздухосборниках и в воздухораспределительной сети. Необходимое давление поддерживается периодическими пусками компрессоров. Время между остановкой и последующим пуском компрессоров, зависящее от расхода воздуха на утечки и вентиляцию, должно быть не менее 60 мин, а восстановление нормального давления должно обеспечиваться не более чем за 30 мин. Если компрессоры включаются чаще, их следует осмотреть, проверить давление, создаваемое ими, и давление в воздухосборниках, после чего на слух проверить отсутствие утечек воздуха из воздухопроводов и пневматической аппаратуры.

Операции включения и отключения компрессоров автоматизированы. Агрегаты снабжены устройствами технологической защиты. Пуск рабочего компрессора производится автоматически датчиком давления ДД4 (рис. 16). Импульс на включение подается при снижении давления воздуха в воздухосборниках до 3,8 МПа. Если рабочие компрессоры не смогут восстановить давление до номинального, то при снижении его до 3,7 МПа датчиком ДД5 включается резервный компрессор. Предусмотрен поочередный запуск рабочих компрессоров с интервалом в несколько секунд, чтобы не допускать резкого снижения напряжения в сети собственных нужд. Датчиком ДТ2 блокируется пуск компрессора при температуре масла в картере менее 10°С, так как загустевшая смазка повышает нагрузку на отдельные детали компрессора и электродвигателя. В этом случае включается электроподогреватель масла. После подогрева масла до 10°С запрет пуска снимается автоматически. Остановка резервного и рабочих компрессоров производится теми же датчиками (ДД4 и ДД5 )при давлении 4,1 МПа.

Когда компрессор останавливается, происходит открытие мембранных продувочных клапанов 12 водомаслоотделителей 7-9 для спуска накопившейся в них влаги. У остановленного компрессора клапаны нормально открыты. Закрытие их происходит во время работы компрессора давлением воздуха, поступающего в мембранные полости через крестовину 11, перед которой установлен электромагнитный клапан 10, управляющий продувкой. Цепь электромагнита связана с пусковым устройством электродвигателя. При отключении электродвигателя с электромагнита снимается напряжение, электромагнитный клапан закрывается, подача сжатого воздуха через крестовину прекращается, и мембранные клапаны открываются.

Датчики давления ДД1 и ДД2 контролируют давление воздуха между I и II ступенями работающего компрессора и подают импульс на остановку при чрезмерном повышении и понижении давления. Кроме того, датчик температуры ДТ1 контролирует превышение температуры масла в компрессоре сверх 70°С, а датчик ДДЗ подает импульс на отключение при недостаточном или слишком большом давлении в циркуляционной системе смазки.

Помимо контроля за работой собственно компрессоров установлены датчики ДД6, сигнализирующие о повышении или понижении (до 3,6 МПа) давления в воздухосборниках, а также в магистралях распределительной сети (датчики ДД7 и ДД8).

Схема управления работой компрессорных установок состоит из двух частей: силовой части - цепей питания электродвигателей компрессоров и их вентиляторов и релейной части - цепей управления, автоматики, технологических защит и сигнализации. Основная аппаратура управления и сигнализации размещается в специальных индивидуальных шкафах, а электроконтактные манометры ДД1-ДДЗ и электроконтактные термометры ДТ1, ДТ2 - на раме компрессора. Общие для всей компрессорной установки цепи автоматики и сигнализации размещаются в отдельном общем шкафу, откуда сигналы отклонений давления воздуха и неисправности в компрессорной передаются на щит управления подстанции. Появление сигнала обязывает персонал явиться в помещение компрессорной для выяснения причины срабатывания сигнального реле. Датчики общей схемы автоматики и сигнализации размещаются на отдельной металлической конструкции в помещении компрессорной.