Automatización de sistemas e instalaciones frigoríficas. Automatización de unidades de refrigeración Automatización de unidades de refrigeración de propano
Sistemas de automatización. La automatización del funcionamiento de las máquinas frigoríficas, según las funciones realizadas, se divide en sistemas:
– regulación , manteniendo el valor especificado de la variable controlada (temperatura, presión, cantidad de refrigerante, etc.);
–proteccion, es decir, apagar la instalación si existe una desviación excesiva de los parámetros de su modo de funcionamiento;
– alarma , es decir. encender una señal visual y/o auditiva cuando se viola el modo de funcionamiento de la unidad de refrigeración;
– control , cuando sea necesario controlar algún parámetro de funcionamiento de la máquina frigorífica.
Dependiendo del accionamiento, los sistemas de automatización son eléctrico, neumático Y conjunto, y de acuerdo con el principio de funcionamiento - posicional Y continuo.
El sistema de control automático de la unidad de refrigeración le permite proporcionar el régimen de temperatura especificado para la carga transportada sin la participación del personal de mantenimiento.
Un sistema de automatización es una combinación de un objeto de automatización y dispositivos automáticos que permiten controlar el funcionamiento de este objeto sin la participación del personal. El objeto de la automatización puede ser una unidad de refrigeración en su conjunto o sus unidades, componentes, dispositivos, etc. individuales. Los sistemas de automatización pueden ser cerrados o abiertos.
Arroz. 4.26 - Sistema de automatización de circuito cerrado
Un sistema cerrado consta de un objeto ( Acerca de) y dispositivo automático ( A), que están conectados entre sí por una línea recta ( PD) e inversa ( SO) conexiones, que se muestran en la Fig. 4.26. Se suministra una influencia de entrada al objeto mediante conexión directa. X , el inverso es el valor de salida en , que afectan A. Sistema SO Funciona según la desviación del valor real. en del valor establecido en h.
Si el propósito del sistema es mantener el valor en alrededor del valor establecido cuando la influencia externa cambia F VN, entonces dicho sistema se llama sistema de control automático ( RAE), y el dispositivo automático es un regulador automático ( Arkansas). Sistema funcional RAE mostrado en la Fig. 4.27.
Arroz. 4.27 - Diagrama funcional de la automática.
regulación ( RAE)
En el diagrama funcional RAE La cadena de comunicación directa incluye: amplificador, mecanismo de accionamiento ( A ELLOS) y organismo regulador ( RO). Incluido en el circuito de retroalimentación. sensor, con lo que el regulador Arkansas percibe la variable controlada Ud. y lo convierte al valor Ud. n, conveniente para futuras transferencias. A una de las entradas del elemento de comparación ( ES) se suministra el valor convertido Ud. p, y a su otra entrada - una señal Ud. de maestro.
Esta señal en forma convertida es ejercicio regulador. Valor coincidente re = Ud. h – Ud. n es una señal de incentivo. Su potencia se incrementa en el amplificador suministrando energía externa. mi VN y como señal. D afecta A ELLOS, que convierte la señal en una forma conveniente de energía Dx y se reorganiza en RO. Como resultado, la entrada a Acerca de flujo de energía, que corresponde a un cambio en la influencia regulatoria X .
Si el funcionamiento normal del objeto ocurre en valores en , diferente de en h, y cuando se logra la igualdad entre ellos, se envía una señal al objeto X para apagar, entonces dicho sistema se llama sistema de protección automática ( SAZ), y el dispositivo automático es un dispositivo de protección ( Arizona). Un sistema funcional de este tipo se muestra en la Fig. 4.28.
Esquema SAZ diferente del diagrama RAE que en un dispositivo automático Arizona ninguno A ELLOS Y RO. La señal del amplificador actúa directamente sobre Acerca de, apagándolo por completo o en sus partes individuales.
Arroz. 4.28 - Esquema funcional del sistema de protección automática ( SAZ)
Arroz. 4.29 - Sistema de automatización en bucle abierto
Un sistema de bucle abierto es un sistema en el que falta una de las conexiones (inversa o directa) (figura 4.29). Parámetro z relacionado con la cantidad de salida en y es percibido por un dispositivo automático A. Desviación del valor establecido z 3 provoca cambios en la exposición X .
Automatización de evaporadores.. Uno de los procesos de control importantes de una máquina de refrigeración es el suministro automático de energía a los evaporadores en función del sobrecalentamiento del vapor y el nivel del líquido en el evaporador. Se utiliza principalmente como controlador automático de sobrecalentamiento. válvulas termostáticas (TRV).
La válvula de expansión está instalada delante del evaporador. Un tubo capilar está soldado en la parte superior de la válvula (Fig. 4.30) 7 , conectando la parte de trabajo interna 6 válvula con cilindro térmico 8 . La parte superior de potencia de la válvula está sellada. El cilindro térmico está firmemente sujeto al tubo de succión que conecta el evaporador al compresor. Durante la fabricación de la válvula, el cilindro térmico, el capilar y el espacio sobre la membrana se llenan con una cantidad de refrigerante estrictamente dosificada. Desde el fondo de la membrana 5 la varilla baja 4 con válvula de cierre 3 , que está presionado contra el asiento por un resorte 2 con tornillo de ajuste 1 .
Arroz. 4.30 - Diagrama de una válvula termostática con ecualización interna
El principio de funcionamiento de la válvula de expansión se basa en comparar el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador con la temperatura de los vapores que salen de él. La comparación se realiza convirtiendo la temperatura del vapor percibida por el cilindro térmico t en la presión correspondiente R s en la parte de potencia del dispositivo (ver Fig. 4.30). La presión actúa sobre la membrana desde arriba y tiende a abrir la válvula a través del vástago. 3 a un área de flujo mayor. Este movimiento de la válvula se evita por la presión de ebullición del freón en el evaporador. R o actuar sobre la membrana desde abajo, así como la fuerza del resorte F y presión R a la válvula.
Cuando el evaporador está correctamente lleno, la temperatura del vapor a la salida no debe exceder los 4,7°C. Para hacer esto, todo el refrigerante suministrado a través de la válvula de expansión al evaporador debe evaporarse en el área de la válvula. 3 al punto A. Aquí la temperatura del freón no cambia y es t o. En las últimas vueltas del evaporador desde el punto A al cilindro térmico, el refrigerante, que continúa recibiendo calor de la habitación enfriada, se sobrecalienta a una temperatura t en > t o. Temperatura t Se detecta el cilindro térmico y se establece la presión en el sistema de energía. R Con. En equilibrio R c = R o + F +R Cuando el evaporador está completamente lleno de refrigerante, la máquina de refrigeración funciona en modo óptimo.
A medida que disminuye la temperatura en la sala refrigerada, disminuye el flujo de calor hacia el evaporador. La ebullición del refrigerante en el punto A no termina, sino que continúa hasta el punto B. El camino del refrigerante en forma de vapor hacia el cilindro térmico se acorta y el sobrecalentamiento del vapor se reduce. El cilindro térmico percibe una temperatura más baja y se establece un valor más bajo en el sistema de energía. R Con. Bajo la acción del resorte, la válvula se mueve hacia arriba, reduciendo el área de flujo de la válvula y, por lo tanto, el suministro de refrigerante al evaporador.
Con una cantidad menor de refrigerante, su ebullición en el evaporador termina antes y el sobrecalentamiento adquiere un valor cercano al original. La válvula se mueve hacia arriba hasta que se establece un nuevo equilibrio entre la disminución de la presión y la disminución de la compresión del resorte, es decir. R c = R o + F +R j. El sobrecalentamiento de los vapores en el evaporador está controlado por la precarga del resorte. 2 usando el tornillo de ajuste 1 .
globo termico 8 , capilar 7 y membrana 5 (ver Fig. 4.30) son los elementos principales de los instrumentos manómetros: termostatos , que se utilizan para el control automático del funcionamiento de generadores diésel y unidades de refrigeración en material rodante refrigerado.
Control automático de temperatura en áreas de carga. Establecer las condiciones de temperatura requeridas en el área de carga de un módulo de transporte o almacenamiento refrigerado y mantenimiento automático sirve dentro de límites especificados presostato-termostato , cuyo dispositivo se muestra en la Fig. 4.31.
Arroz. 4.31 - Dispositivo presostato
El interruptor de presión está instalado en la tubería de succión entre el evaporador y el compresor. Consta de un pistón 1 , una varilla rígidamente conectada a él 2 , muelles 4 , manejas 5 , dos contactos eléctricos: móviles 6 e inmóvil 7 .
El pistón está en la rodilla. 3 conectado a la tubería de succión 8 . Bajo presión R o, mayor que la fuerza de torsión del resorte 4 , el pistón está en su posición más alta. Al mismo tiempo, los contactos 6 Y 7 cerrado. El compresor se enciende y succiona el vapor de refrigerante del evaporador. Durante la extracción de vapor, la presión R o disminuye, se vuelve menor que la fuerza de torsión del resorte. El pistón con contacto móvil se mueve a su posición más baja y el compresor se apaga.
Debido a la ebullición continua del refrigerante en el evaporador, su volumen específico aumenta, la presión R o comenzará a crecer de nuevo. Los contactos 6 y 7 se cerrarán y el compresor comenzará a succionar vapor de refrigerante del evaporador. El ciclo se repite.
La carrera del pistón está limitada por topes especiales que se pueden ajustar. La fuerza del resorte sobre el pistón se ajusta mediante el mango. 5 . Cuando el mango se coloca en la posición "fría", el par del resorte disminuye. En consecuencia, se establecerá una presión más baja en la zona del evaporador. R Oh, lo que significa el bajo punto de ebullición del freón.
Por lo tanto, el interruptor de presión-termostato mantiene la presión de ebullición en el evaporador al nivel requerido controlando la cantidad de refrigerante que fluye hacia el evaporador.
Automatización unidades de refrigeración implica equiparlos con dispositivos automáticos (instrumentos y herramientas de automatización), con la ayuda de los cuales se garantiza el funcionamiento seguro y la ejecución del proceso de producción o de las operaciones individuales sin la participación directa del personal de servicio o con su participación parcial.
Los objetos de automatización junto con los dispositivos automáticos forman sistemas de automatización con diversas funciones: control, alarma, protección, regulación y gestión. La automatización aumenta la eficiencia económica de las unidades de refrigeración, ya que se reduce la cantidad de personal operativo, se reduce el consumo de electricidad, agua y otros materiales y la vida útil de las unidades aumenta debido a que los dispositivos automáticos mantienen su modo de funcionamiento óptimo. La automatización requiere costos de capital, por lo que debe realizarse en base a los resultados de un análisis técnico y económico.
La unidad de refrigeración se puede automatizar parcial, total o integralmente.
Automatización parcial prevé protección automática obligatoria para todas las unidades de refrigeración, así como monitoreo, alarma y, a menudo, control. El personal de mantenimiento regula los parámetros básicos (temperatura y humedad en las cámaras, temperaturas de ebullición y condensación del refrigerante, etc.) cuando se desvían de los valores establecidos y mal funcionamiento del equipo, lo cual es reportado por los sistemas de control y alarma, y algunos procesos periódicos auxiliares (descongelación de la escarcha de la superficie de los dispositivos de enfriamiento, eliminación de aceite del sistema) se realizan manualmente.
Automatización completa Cubre todos los procesos relacionados con el mantenimiento de los parámetros requeridos en cuartos refrigerados y elementos de la unidad de refrigeración. El personal de mantenimiento sólo podrá estar presente periódicamente. Automatizan completamente unidades de refrigeración de pequeña escala, no presentan problemas y son duraderas.
Para grandes unidades de refrigeración industrial es más típico automatización compleja(control automático, alarma, protección).
Control automático proporciona medición remota y, en ocasiones, registro de parámetros que determinan el modo de funcionamiento del equipo.
Alarma automática: notificación mediante una señal sonora o luminosa sobre el logro de valores específicos, ciertos parámetros, encendido o apagado de elementos de la unidad de refrigeración. alarma automática Se dividen en tecnológicos, preventivos y de emergencia.
Alarma de proceso - luminosa, informa sobre el funcionamiento de compresores, bombas, ventiladores y presencia de voltaje en circuitos eléctricos.
Una alarma de advertencia en los receptores de circulación de protección informa que el valor del parámetro monitoreado se acerca al valor máximo permitido.
El sistema de alarma avisa con señales luminosas y sonoras que se ha activado la protección automática.
La protección automática que garantiza la seguridad del personal operativo es obligatoria para cualquier producción. Previene la aparición de situaciones de emergencia apagando elementos individuales o la instalación en su conjunto cuando el parámetro controlado alcanza el valor máximo permitido.
Un sistema de protección automática (APS) debe proporcionar una protección confiable en caso de una situación peligrosa. En la versión más simple, el SAZ consta de un sensor-relé (relé de protección), que controla el valor del parámetro y genera una señal cuando se alcanza su valor límite, y un dispositivo que convierte la señal del relé de protección en una señal de parada, que es enviado al sistema de control.
En las unidades de refrigeración de alta potencia, el SAZ está diseñado de modo que después de que se activa el relé de protección, es imposible el arranque automático del elemento averiado sin eliminar la causa que provocó el apagado. En pequeñas unidades de refrigeración, por ejemplo en establecimientos minoristas, donde un accidente no puede tener consecuencias graves, no existe un mantenimiento constante; la instalación se enciende automáticamente si el valor del parámetro de control vuelve al rango aceptable.
numero mas grande Los compresores tienen tipos de protección, ya que según la experiencia operativa, el 75% de todos los accidentes en unidades de refrigeración ocurren con ellos.
El número de parámetros controlados por el BAS depende del tipo, potencia del compresor y del tipo de refrigerante.
Tipos de protección del compresor:
por un aumento inaceptable en la presión de descarga: evita la violación del apriete de las conexiones o la destrucción de elementos;
Disminución inaceptable de la presión de succión: evita una mayor carga en el sello del compresor, la formación de espuma en el aceite en el cárter, la congelación del refrigerante en el evaporador (alta y baja presión, están equipados con casi todos los compresores);
reducir la diferencia de presión (antes y después de la bomba) en el sistema de aceite: evita el desgaste de emergencia de las piezas que se frotan y el atasco del mecanismo de movimiento del compresor, el relé de diferencia de presión controla la diferencia de presión en el lado de descarga y succión de la bomba de aceite;
aumento inaceptable de la temperatura de descarga: evita la interrupción del régimen de lubricación del cilindro y el desgaste de emergencia de las piezas que se frotan;
aumentar la temperatura de los devanados del motor eléctrico incorporado de los compresores de refrigerante sellados y sin sello: evita el sobrecalentamiento de los devanados, el atasco del rotor y el funcionamiento en dos fases;
golpe de ariete (entrada de refrigerante líquido en la cavidad de compresión): previene una falla grave del compresor de pistón: pérdida de densidad y, a veces, destrucción.
Tipos de protección para otros elementos del grupo frigorífico:
por congelación del refrigerante: evita la rotura de las tuberías del evaporador;
desbordamiento del receptor lineal: protege contra una disminución en la eficiencia del condensador como resultado de llenar parte de su volumen con refrigerante líquido;
Vaciado del receptor de línea: evita la penetración de gas. alta presión V sistema de evaporación y el peligro de golpe de ariete.
La prevención de una emergencia brinda protección contra concentraciones inaceptables de amoníaco en la habitación, que pueden provocar un incendio y una explosión. La concentración de amoníaco (máximo 1,5 g/m3 o 0,021 % en volumen) en el aire se controla mediante un analizador de gases.
DE MODOS PELIGROSOS
Durante el funcionamiento de máquinas e instalaciones de refrigeración, debido a fallas de componentes o conjuntos individuales, así como a fallas en los sistemas de suministro de energía y agua, pueden surgir condiciones peligrosas: aumento de presión y temperatura, nivel de líquido en dispositivos o máquinas individuales. componentes, pérdida de lubricación de piezas que rozan vapor, falta de agua de refrigeración, etc. Si no se toman medidas inmediatas, los compresores, intercambiadores de calor u otros componentes de la planta podrían dañarse o destruirse. Esto supone un grave peligro para la salud y la vida del personal operativo.
La protección de las máquinas e instalaciones frigoríficas incluye todo un conjunto de medidas técnicas y organizativas para garantizar su operación segura. En este capítulo se considerarán únicamente aquellos que se realizan sobre la base de instrumentos y dispositivos automáticos.
MÉTODOS DE PROTECCIÓN
Los métodos de protección incluyen detener la máquina o toda la instalación, encender los dispositivos de emergencia, liberar la sustancia de trabajo a la atmósfera o transferirla a otros dispositivos.
Parar la máquina o toda la planta. Este método se lleva a cabo utilizando un sistema de protección automática (APS), que consta de dispositivos primarios: sensores-relés de protección (o simplemente relés de protección) y un circuito eléctrico que convierte las señales del relé de protección en una señal de parada. Esta señal se transmite al circuito de control automático.
Los relés de protección perciben cantidades tecnológicas controladas y, cuando alcanzan el máximo valores aceptables generar una señal de emergencia. Estos dispositivos suelen tener características de encendido y apagado de relé. La cantidad de sensores y relés incluidos en el sistema de control está determinada por la cantidad mínima requerida de cantidades controladas.
El circuito eléctrico se realiza en una de tres opciones, según las cuales el SAZ puede ser de simple efecto, de efecto repetido y combinado.
SAZ de acción simple detiene la máquina o instalación cuando se activa algún relé de protección y imposibilita el arranque automático hasta la intervención del personal de mantenimiento. Este tipo de SAZ es común principalmente en máquinas grandes y medianas. Si la instalación funciona sin mantenimiento continuo y el equipo no tiene una reserva conmutada automáticamente, entonces el sistema de control de emergencia se complementa con un sistema de alarma especial para llamadas de emergencia del personal.
SAZ con reinicio detiene la máquina cuando se activa el relé de protección y no impide que se encienda automáticamente cuando el relé vuelve a su estado normal. Se utiliza principalmente en pequeñas instalaciones de tipo comercial, donde se busca simplificar el circuito de automatización.
En SAZ combinado Algunos de los relés de protección que controlan los parámetros más peligrosos se incluyen en un circuito eléctrico de simple efecto y algunos con parámetros menos peligrosos se incluyen en un circuito de acción repetida. Esto permite reiniciar automáticamente la máquina sin ayuda de personal, si esto no implica riesgo de accidente.
En la práctica, también existe un tipo de protección llamado bloqueo. Su diferencia es que la señal no se recibe de un relé de protección, sino de un elemento del circuito de seguimiento o control de otra unidad o unidad de instalación (por ejemplo, una bomba, ventilador, etc.). El bloqueo impide el arranque o el funcionamiento de la máquina si no se sigue el orden especificado de arranque de las unidades controladas. Normalmente, el bloqueo se realiza mediante un esquema de recierre.
Activación de dispositivos de emergencia. Este método también lo lleva a cabo SAZ.
Los dispositivos de emergencia incluyen:
Alarma de aviso de modos peligrosos, que se utiliza en instalaciones especialmente grandes y con mantenimiento continuo, para evitar, en la medida de lo posible, detener la máquina;
Un sistema de alarma que informa al personal sobre la activación de la protección, así como descifra razón específica operación de emergencia;
Ventilación de emergencia, que se activa cuando aumenta la concentración local o general en el aire de sustancias explosivas e inflamables, así como tóxicas (por ejemplo, amoníaco).
Liberación de la sustancia de trabajo a la atmósfera o transferencia a otros dispositivos. Este método se realiza mediante dispositivos de seguridad especiales (válvulas de seguridad, placas de seguridad, tapones fusibles, etc.) que no están incluidos en la CAZ. Su finalidad es evitar la destrucción o explosión de recipientes y aparatos cuando la presión aumenta como consecuencia de un mal funcionamiento de la instalación, así como en caso de incendio. Se determina la selección de dispositivos de seguridad y las reglas para su uso. documentos reglamentarios de acuerdo con las normas de seguridad y funcionamiento de recipientes a presión.
SISTEMAS DE PROTECCIÓN DE EDIFICIOS
Los sistemas de protección varían según el tipo de unidad de refrigeración, su tamaño, el método de funcionamiento adoptado, etc. Al construir todos los sistemas de seguridad, es necesario tener en cuenta los principios generales que garantizan el mayor grado de seguridad operativa. Como ejemplo, consideremos un diagrama esquemático de una unidad de refrigeración por compresión SAZ, que consta de un compresor KM con motor eléctrico D, intercambiadores de calor TA y dispositivos auxiliares VU: bombas, ventiladores, etc. (Fig. 7.1). El esquema se presenta en vista general sin indicar cantidades y parámetros específicos sujetos a control.
Arroz. 7.1. Diagrama esquemático SAZ
Se debe acordar que el SAZ está diseñado para detener el compresor cuando uno de los parámetros alcanza el valor máximo permitido.
SAZ tiene diez canales de protección. Los canales 1 a 8 operan desde los relés de protección correspondientes que detectan los parámetros del proceso. Los canales 9 y 10 bloquean el compresor y los dispositivos auxiliares.
El sistema incluye una llave con la que, si es necesario (durante la prueba y el rodaje), se puede apagar parte de los relés de protección y circuitos de bloqueo (2, 3, 5, 6, 8, 9, 10). No podrán desactivarse aquellas protecciones que deban funcionar en cualquier modo de funcionamiento de la instalación.
El circuito eléctrico del SAZ consta de dos partes. La primera parte, que incluye los canales 2, 5, 9 y 10, funciona según el método de reinicio, y la segunda, con los canales restantes, proporciona protección que funciona según el principio de acción única y controla los parámetros más críticos. Cuando alcanzan los valores máximos permitidos, el SAZ detiene el compresor. Su posterior puesta en marcha sólo es posible tras la intervención del personal, que utiliza un botón especial para poner en funcionamiento la protección.
Las señales del circuito eléctrico del sistema de control automático se suministran al circuito de control automático de la unidad de control. Estas señales detienen el motor del compresor independientemente de las señales de control operativo del amplificador operacional.
Además de la función principal del SAZ: parada de emergencia del compresor, también realiza operaciones auxiliares: encender los dispositivos de emergencia necesarios, así como la luz y alarma sonora. La alarma de protección de decodificación con rehabilitación opera solo hasta que el parámetro monitoreado haya ingresado a los límites normales. La alarma de protección de acción simple permanece encendida después de la activación hasta que se presiona el botón de inicio, independientemente del estado real del parámetro monitoreado. Tal esquema "recuerda" la protección que se ha producido e informa al personal por tiempo ilimitado.
El diagrama presentado sólo puede considerarse como un ejemplo de construcción de un sistema de control. Los sistemas específicos pueden diferir de él en la cantidad de canales y métodos de inclusión.
El principal requisito para el SAZ es la alta confiabilidad, que se logra mediante el uso de relés de protección y elementos del circuito eléctrico altamente confiables, redundancia de relés y otros elementos de protección en casos particularmente críticos, reduciendo la cantidad de elementos incluidos secuencialmente en el SAZ, utilizando el más seguro. opciones para circuitos eléctricos, organizando controles preventivos y reparaciones durante la operación.
El uso de relés de protección y elementos de circuitos eléctricos altamente confiables es la forma más simple y natural, ya que, en igualdad de condiciones, el uso de elementos más confiables le permite crear un sistema más confiable. Solo hay que tener en cuenta que durante el funcionamiento, los relés y otros elementos del sistema de protección de seguridad tienen un tiempo de funcionamiento cíclico muy pequeño (pequeño número de operaciones). Por lo tanto, al evaluar la confiabilidad, no se debe tener en cuenta la durabilidad cíclica y el tiempo cíclico entre fallas, sino otros indicadores que caracterizan la capacidad de los elementos para permanecer listos para funcionar (por ejemplo, el tiempo entre fallas). En este caso, cualquier violación de la capacidad de funcionamiento del elemento se considera un fallo.
La redundancia es la inclusión paralela de dos o más elementos homogéneos y que trabajan conjuntamente y que realizan las mismas funciones. El fallo de uno de ellos no altera el funcionamiento del sistema en su conjunto. La redundancia se utiliza en casos especialmente peligrosos, cuando un fallo repentino del sistema de control puede tener consecuencias graves. Estos casos incluyen, por ejemplo, la protección contra la entrada de amoníaco líquido en un compresor de pistón. Para hacer esto, se instalan interruptores de nivel principal y de respaldo en los recipientes frente al compresor.
El diagrama simplificado (Fig. 7.2) muestra un separador de amoníaco líquido refrigerante instalado entre el evaporador y el compresor Km. Durante el funcionamiento normal, no hay amoníaco líquido en el separador de líquidos. Cuando el líquido sale del evaporador, se acumula en el separador de amoníaco líquido y, si su nivel alcanza el límite permitido, se activan los relés de protección РЗ 1 y РЗ 2 (sus convertidores primarios se muestran en el diagrama). Ambos relés están constantemente encendidos y realizan la misma función. Esta redundancia aumenta significativamente la confiabilidad, ya que la probabilidad de falla simultánea de ambos relés es extremadamente baja.
Reducir la cantidad de elementos incluidos secuencialmente en el BAS es una de las formas de aumentar la confiabilidad de los circuitos eléctricos del BAS. El sistema más fiable es aquel en el que los relés de protección se conectan directamente al arrancador del motor del compresor sin elementos intermedios. Sin embargo, este esquema se utiliza sólo en las instalaciones más pequeñas. En instalaciones más grandes, se deben utilizar relés intermedios, lo que reduce la confiabilidad. Por tanto, el número de elementos intermedios consecutivos incluidos en el circuito de parada de emergencia del compresor debe ser mínimo.
Arroz. 7.2. Esquema simplificado de un separador de líquidos con relés de protección redundantes
por funcionamiento húmedo del compresor
Cuando se utilizan los circuitos eléctricos más seguros, el compresor se detiene cuando ocurren fallas en el sistema de control. El fallo más típico de un circuito eléctrico es una rotura (desaparición de tensión o corriente), que puede ocurrir cuando se rompen físicamente cables, se queman contactos, fallan elementos radioelectrónicos (diodos, transistores, resistencias, etc.) o falla la alimentación. mal funcionamiento de las fuentes. Para que estas fallas sean señalizadas como emergencia, es necesario que en los circuitos de protección cuando en buena condición La corriente circulaba y la señal de parada de emergencia correspondía a su terminación. Por tanto, lo más seguro es un circuito de protección eléctrica basado en contactos normalmente cerrados u otros elementos.
Así, en el circuito (Fig. 7.3), los contactos de los relés de protección РЗ 1, РЗ 2 y РЗ 3 se cierran si los valores controlados están dentro de los límites normales y se abren cuando se alcanzan los valores máximos permitidos. . Estos contactos están conectados en serie al circuito de devanado del relé electromagnético RA, que, cuando se activa la protección, apaga el devanado del arrancador magnético (no mostrado en el diagrama) y detiene el compresor.
Arroz. 7.3. Circuito de protección eléctrica para contactos normalmente cerrados.
Cuando todos los contactos del relé de protección están cerrados, el circuito del relé electromagnético se puede poner en funcionamiento presionando brevemente el botón KVZ. En este caso, la corriente fluirá a través del devanado del relé electromagnético, este relé funcionará y cerrará su contacto RA. Después de soltar el botón, el circuito permanece energizado. Basta con que uno de los relés de protección abra el contacto, y el relé electromagnético se liberará y su contacto se abrirá. El reinicio solo será posible después de presionar el botón. Se trata de un esquema de acción única. En un circuito de reinicio, el contacto y el botón PA no son necesarios.
La organización de inspecciones preventivas y reparaciones durante el funcionamiento juega un papel decisivo para garantizar trabajo seguro instalaciones. Estas medidas, si se llevan a cabo en los intervalos requeridos, prácticamente eliminan situaciones peligrosas, asociado con fallas repentinas en saz.
Para organizar los controles preventivos, es necesario que los sistemas de protección de seguridad estén equipados con dispositivos y dispositivos que permitan, si es posible, comprobar completamente el funcionamiento de las protecciones. En este caso, es deseable que la verificación no haga que la instalación vaya más allá de los modos máximos permitidos. Así, en el diagrama (ver Fig. 7.2), se puede comprobar el funcionamiento del relé de protección sin llenar el separador de líquido.
Durante el funcionamiento normal, las válvulas B 1 y B 2 están abiertas y la válvula B 3 está cerrada. Los convertidores primarios de los relés de protección RZ 1 y RZ 2 están conectados al barco.
Para comprobarlo, cierre la válvula B 2 y abra la válvula B 3. Desde la tubería, el líquido se suministra directamente a las cámaras del flotador del interruptor de nivel y las llena. Si los relés funcionan correctamente, cuando se activan, emiten las señales correspondientes.
Después de esto, se cierra la válvula B 3 y se abre la válvula B 2. El líquido fluye hacia el recipiente, lo que indica que el tubo de conexión no está obstruido.
Durante la operación, debe existir un programa de controles preventivos, cuya frecuencia debe seleccionarse teniendo en cuenta los indicadores de confiabilidad reales.
COMPOSICIÓN DE SAZ
El número de parámetros controlados mediante un sistema de protección de seguridad depende del tipo de equipo, su tamaño y rendimiento, tipo de refrigerante, etc. Normalmente, el número de protecciones aumenta con el tamaño del equipo. En las plantas de amoníaco se suelen utilizar sistemas de control más complejos.
En mesa 7.1 proporciona una lista recomendada de parámetros monitoreados para los tipos más comunes de equipos de refrigeración. Para algunos tipos de equipos, se ofrecen varias opciones de protección, que se seleccionan en función de condiciones específicas. Entonces, para los compresores herméticos, se pueden utilizar dos opciones. Es preferible la opción con dispositivos integrados para la protección contra el aumento de temperatura de los devanados del motor eléctrico, ya que el mismo número de dispositivos proporciona protección contra un mayor número de fallas.
En mesa 7.1 no incluye compresores para refrigeradores y aires acondicionados domésticos.
Algunas de las protecciones incluidas en el SAZ no tienen por qué incluirse en un circuito de acción simple, si es necesario, pueden incluirse en un circuito repetido.
En instalaciones especialmente grandes con compresores de tornillo y centrífugos, es aconsejable utilizar una alarma de aviso. Cuando los parámetros alcanzan los valores máximos permitidos, se activa una alarma de advertencia. El compresor se detiene sólo si, después de un período de tiempo específico, el parámetro no cae dentro de los límites normales. Los parámetros que se pueden activar mediante una alarma de advertencia también se indican en la tabla. 7.1. En este caso, preste atención a la fiabilidad del dispositivo de retardo y, si es necesario, tome las medidas adecuadas, como la redundancia.
Tabla 7.1
| Equipo | Presión | Temperatura | Nivel liquido | Desplazamiento del eje axial | Área de aplicación | |||||||||
| punto de ebullición (temperatura) | succión | inyección | inyección | aceites | aceites para engranajes | bobinados del motor | aspectos | refrigerante de salida | ||||||
| Compresor de pistón hermético | +* +* | +* +* +* +* | + | Compresores de freón para pequeñas unidades de refrigeración (equipos comerciales, aires acondicionados, etc.) Lo mismo » | ||||||||||
| Compresor de pistón sin sello | + + + + + +* | + + + + + +* | + + + + | + | + + | Compresores de freón de capacidad media Los mismos compresores de freón de alta capacidad Los mismos compresores de freón de pequeñas unidades de refrigeración | ||||||||
| Compresor de pistón abierto | + + | + + | + + | + | Compresores de freón y amoníaco de capacidad media. Lo mismo, alta capacidad. | |||||||||
Fin de la mesa. 7.1
| Equipo | Presión | Caída de presión en el sistema de aceite. | Temperatura | Nivel liquido | Desplazamiento del eje axial | Área de aplicación | |||||||
| punto de ebullición (temperatura) | succión | inyección | inyección | aceites | aceites para engranajes | bobinados del motor | aspectos | refrigerante de salida | |||||
| Unidad compresora de tornillo | +** | + | + | +** | |||||||||
| Unidad compresora centrífuga | +** | + | + | +** | +** | +** | +** | + | Unidades de amoníaco y refrigerante. | ||||
| Evaporador de tubo y carcasa de amoníaco | +*** | Sin límite | |||||||||||
| Evaporador de freón con ebullición entre tubos. | +*** | Mismo | |||||||||||
| Evaporador de freón con ebullición en tubo. | +*** | » | |||||||||||
| Separador de líquido, receptor de circulación | + | » |
Nota. Un asterisco (*) significa que se proporciona protección:
* Se permite el encendido según el circuito con conmutación repetida.
** Está permitido detener el compresor después de que se activa la alarma de advertencia.
***Se permite la activación mediante alarma de aviso.
AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS
AIRE ACONDICIONADO
Información relacionada.
Introducción………………………………………………………………………………………..
1. Descripción proceso tecnológico …………………………………………......
1.1 Automatización de estaciones compresoras de refrigeración………………………….
1.2 Análisis de las influencias perturbadoras del objeto de automatización……………………...
1.3 Diagrama del ciclo de refrigeración……………………………………………………..
2 Desarrollo de un diagrama funcional de una unidad de refrigeración…………………….
2.1 Metodología de desarrollo del esquema…………………………………………………………
2.2 Esquema funcional de automatización del módulo de refrigeración……………….. .
2.3 Funcionamiento de los componentes del diagrama funcional de la automatización del módulo de refrigeración….
2.3.1 Unidad de protección automática para compresores……………………………………..
2.3.2 Nodo encendido automático bomba de agua de respaldo………………
2.3.3 Unidad de descongelación del enfriador de aire………………………………………………………………..
3 elección medios tecnicos unidad de refrigeración………………......................
3.1 Selección y justificación de la elección de instrumentos y equipos de automatización………………..
Conclusión……………………………………………………………………………
Bibliografía……………………………………………………………………
INTRODUCCIÓN
Los sistemas automatizados de control y regulación son una parte integral de los equipos tecnológicos. producción moderna, ayudar a mejorar la calidad del producto y mejorar el rendimiento económico de la producción mediante la selección y el mantenimiento de condiciones tecnológicas óptimas.
La automatización libera a las personas de la necesidad de controlar directamente los mecanismos. En un proceso de producción automatizado, el papel de una persona se reduce a configurar, ajustar, dar servicio a los equipos de automatización y monitorear su funcionamiento. Si la automatización facilita el trabajo físico humano, entonces la automatización pretende facilitar también el trabajo mental. El funcionamiento de equipos de automatización requiere personal técnico altamente calificado.
En términos de nivel de automatización, las unidades de refrigeración por compresor ocupan una de las posiciones de liderazgo entre otras industrias. Las unidades de refrigeración se caracterizan por la continuidad de los procesos que ocurren en ellas. En este caso, la producción de frío en un momento dado debe corresponder al consumo (carga). Casi todas las operaciones en las unidades de refrigeración están mecanizadas y los procesos transitorios en ellas se desarrollan con relativa rapidez. Esto explica el alto desarrollo de la automatización en la tecnología de refrigeración.
La automatización de parámetros proporciona importantes beneficios:
Asegura una reducción en el número de personal trabajador, es decir, un aumento de su productividad laboral,
Conduce a un cambio en la naturaleza del trabajo del personal de servicio,
Aumenta la precisión en el mantenimiento de los parámetros del frío producido,
Aumenta la seguridad laboral y la confiabilidad del funcionamiento del equipo.
dispositivos de control
El objetivo de la automatización de máquinas e instalaciones frigoríficas es aumentar la eficiencia económica de su funcionamiento y garantizar la seguridad de las personas (principalmente del personal de mantenimiento).
La eficiencia económica de la máquina de refrigeración está garantizada por menores costos operativos y menores costos de reparación de equipos.
La automatización reduce la cantidad de personal de mantenimiento y garantiza que la máquina funcione en modo óptimo.
La seguridad de los equipos de refrigeración está garantizada mediante el uso de dispositivos automáticos que protegen el equipo de condiciones operativas peligrosas.
Por grado de automatización máquinas de refrigeración y los ajustes se dividen en 3 grupos:
1 Equipo de refrigeración de accionamiento manual.
2 Equipos de refrigeración parcialmente automatizados.
3 Equipos de refrigeración totalmente automatizados.
Los equipos operados manualmente y las máquinas parcialmente automatizadas operan con la presencia constante de personal de mantenimiento.
Los equipos totalmente automatizados no requieren la presencia constante de personal de mantenimiento, pero no excluye la necesidad de inspecciones y controles periódicos según la normativa establecida.
Un sistema de refrigeración automatizado debe contener uno o más sistemas de automatización, cada uno de los cuales realiza funciones específicas. Además, existen dispositivos que combinan (sincronizan) el funcionamiento de estos sistemas.
Un sistema de automatización es una combinación de un objeto de automatización y dispositivos automáticos que le permiten controlar el funcionamiento de la automatización sin la participación del personal de mantenimiento.
El objeto del proyecto del curso es la unidad de refrigeración en su conjunto y sus elementos individuales.
El objetivo de este proyecto de curso es describir el proceso tecnológico de los equipos de refrigeración, desarrollar un esquema funcional de esta instalación y seleccionar equipos técnicos de automatización.
1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO TECNOLÓGICO
1.1 Automatización de estaciones compresoras de refrigeración.
El frío artificial se utiliza ampliamente en Industria de alimentos, en particular al enlatar alimentos perecederos. El enfriamiento garantiza una alta calidad de los productos almacenados y liberados.
El enfriamiento artificial se puede realizar de forma periódica o continua. El enfriamiento periódico ocurre cuando el hielo se derrite o cuando el dióxido de carbono sólido (hielo seco) se sublima. Este método de enfriamiento tiene una gran desventaja, ya que durante el proceso de fusión y sublimación el refrigerante pierde sus propiedades refrescantes; Al almacenar alimentos durante mucho tiempo, es difícil garantizar una determinada temperatura y humedad en el aire. cámara de refrigeración.
En la industria alimentaria está muy extendido el enfriamiento continuo mediante equipos frigoríficos, donde el refrigerante -gas licuado (amoniaco, freón, etc.)- se somete a un proceso circular en el que, una vez conseguido el efecto frigorífico, recupera su estado original.
Los refrigerantes utilizados hierven a una determinada presión, dependiendo de la temperatura. Por tanto, cambiando la presión en el recipiente, es posible cambiar la temperatura del refrigerante y, por tanto, la temperatura en la cámara frigorífica. El compresor aspira el vapor de amoníaco del evaporador II, lo comprime y lo bombea a través del separador de aceite III al condensador IV. En el condensador, el vapor de amoníaco se condensa debido al agua de refrigeración, y el amoníaco líquido del condensador, enfriado en el receptor lineal V, ingresa al evaporador II a través de la válvula de control VI, donde, al evaporarse, enfría el refrigerante intermedio (salmuera, agua helada). Bombeado a los consumidores bomba de frío VII.
La válvula de control VI sirve para estrangular el amoníaco líquido, cuya temperatura disminuye. El sistema de automatización proporciona Control automático funcionamiento del compresor y protección de emergencia. El comando para arrancar automáticamente el compresor es un aumento de la temperatura de la salmuera (agua helada) a la salida del evaporador. Para controlar la temperatura, se utiliza un controlador de temperatura, cuyo sensor está instalado en la tubería de salida de salmuera (agua helada).
del evaporador.
Cuando el compresor funciona en modo automático, funcionan las siguientes protecciones de emergencia: contra una disminución en la diferencia de presión de aceite en el sistema de lubricación y el cárter: se utiliza un relé sensor de diferencia de presión; a partir de una disminución de la presión de succión y un aumento de la presión de descarga: se utiliza un relé sensor de presión; por un aumento en la temperatura de descarga: se utiliza un relé sensor de temperatura; debido a la falta de flujo de agua a través de las camisas de enfriamiento, se usa un interruptor de flujo; debido a un aumento de emergencia en el nivel de amoníaco líquido en el evaporador, se utiliza un relé de nivel de semiconductor.
Cuando el compresor arranca en modo automático, la válvula con accionamiento electromagnético se abre para suministrar agua a las camisas de enfriamiento y la válvula de derivación se cierra.
El control automático del nivel de amoníaco líquido en el evaporador se realiza mediante relés de nivel semiconductores, una válvula de control con accionamiento electromagnético instalada en el suministro de amoníaco líquido al evaporador.
Los niveles superior e inferior de amoníaco líquido en el receptor lineal están controlados por relés de nivel semiconductores.
La presión de la salmuera en la tubería de descarga se controla mediante un sensor de interruptor de presión.
El control remoto de la temperatura del aire, amoníaco, salmuera y agua en los puntos de control de la unidad de refrigeración se realiza mediante convertidores térmicos.
Otros equipos de vigilancia, control y señalización Equipo tecnológico ubicado en los paneles del panel de control.
1.2 Análisis de los efectos perturbadores del objeto de automatización.
Este esquema prevé el monitoreo, regulación, control y señalización de los parámetros del proceso.
Control de los niveles superior e inferior de amoniaco líquido en un receptor lineal, en el que se controla el nivel del que depende el llenado del receptor.
También está sujeta a control la temperatura del aire en la unidad de refrigeración, que determina el enfriamiento y la cantidad de frío producido.
Control de la presión de la salmuera fría en la tubería de descarga, que depende de la descarga por parte de la bomba; la bomba, actuando sobre la salmuera fría, cambia su suministro.
También se controla la temperatura del agua fría que llega de la piscina al condensador, necesaria para condensar (enfriar) el vapor de amoniaco.
A la salida del condensador se controla la temperatura del amoniaco líquido, que ingresa al receptor lineal.
La válvula de control VI instalada en la tubería sirve para estrangular el amoníaco líquido, reduciendo así la temperatura.
Un aumento en la temperatura de la salmuera (agua helada) a la salida del evaporador controla el funcionamiento del compresor y sirve como comando para arrancar automáticamente el compresor.