Автоматизация работы градирен

Современным производственным схемам тепловых и атомных электростанций, металлургическим, машиностроительным, химическим фабрикам и заводам характерно потребление больших объемов воды, которая позволяет охладить узлы и агрегаты. Поскольку в настоящее время этот вид ресурсов отличается высокой стоимостью, сливать жидкость после одного использования нецелесообразно. Вместо этого она поступает в замкнутый контур для повторного привлечения к процессу.

Теплую воду нельзя допускать к циркуляции в системе – сначала необходимо снизить ее температуру, причем как можно сильнее. Реализацией задачи охлаждения занимаются специальные конструкции – градирни. Они размещаются в зоне трубопроводов и являются идеальным объектом для внедрения автоматизированных регулирующих комплексов, обеспечивающих исключение чрезмерного влияния антропогенного фактора на протекание основных операций и повышение эффективности работы оборудования вкупе с рационализацией потребления ресурсов.

Общие сведения

Градирнями называются инженерные сооружения, которые приводят технологические жидкости к состоянию, приемлемому для повторного использования, т.е. снижают их температуру до заданных значений.

В общем виде принцип действия таких агрегатов состоит в охлаждении горячей воды с помощью открытого воздуха или системы закрытого типа с оросительными каналами. В первом случае удаление пара осуществляется посредством больших башен-воронок, во втором применяются вытяжные вентиляторы.

Наиболее распространены именно вентиляторные установки, поскольку они более компактные и лучше контролируют изменение температуры конечной жидкости. Гибкость и эффективность управления связана со скоростью вращения лопастей. При необходимости она может как уменьшаться, так и увеличиваться.

В структуру вентиляторных градирен входят корпус, включая резервуар под жидкость; трубы, по которым она перемещается; ороситель; водоуловители и вентиляторные установки (располагаются на крыше).

АСУ для градирен

Характерной чертой современных автоматизированных систем регулирования производственных процессов является минимизация участия в них людей и оптимизация эксплуатационных затрат. Ведь нецелесообразно формировать штат из восьми-десяти сотрудников, которые будут заняты только нажатием двух кнопок в утренние («ON») и вечерние («OFF») часы. Если внедрить АСУ, одного-двух операторов будет достаточно, чтобы отслеживать состояние всего комплекса в реальном времени и корректировать отдельные параметры с пульта ПУ. При этом работа градирни будет контролироваться датчиками.

Поскольку климат средней полосы имеет ряд особенностей, выраженных в жарком летнем и холодном зимнем сезонах, строить функционирование сооружения по одинаковому принципу для всех времен года нельзя. Это касается также объемов и температуры воды.

В зимние месяцы активность насосов и вентиляторов сводится к минимуму, а в летнее время года оборудование задействуется на полную мощность. Для эффективного управления электроприводами при изменяющихся параметрах, удержания заданного диапазона температур получающейся на выходе жидкости, экономии электроэнергии и увеличения срока безаварийной работы механизмов (в частности, это относится к двигателям) в градирнях размещаются специальные НКУ.

Описание шкафов управления градирнями

Шкафы поставляются в корпусе с габаритами 2000×600×600 мм и классом защиты IP55. Они оснащаются программируемым логическим контроллером, модулями ввода и вывода, автоматическими выключателями, панелью оператора, двухканальными измерителями-регуляторами, плавкими предохранителями и клеммными колодками, рассчитанными на силовые цепи и цепи управления.

интеллектуальные шкафы АСУ могут интегрироваться в программный комплекс SCADA. В них реализованы функции плавного пуска-останова электродвигателей, защиты вмонтированной аппаратуры от сверхтоков и КЗ, сигнализации состояния узлов и механизмов. Также они способны в продолжительном режиме поддерживать температуру, контролировать интенсивность вибрации вентиляторов (каждого по отдельности) и изменять направление их вращения.

В агрегатах предусмотрено два варианта работы: автоматический и ручной. Для выбора предпочтительного применяется переключатель, которым оборудована лицевая панель.

Приемлемая температура в рамках автоматического режима задается оператором. Остальные параметры системы определяются сигналами, переданными на ПЛК датчиками (бывают аналоговыми и дискретными). На их основе производится ускорение или замедление лопастей, изменение направления вращения последних и отключение вентиляторов. Ручное администрирование подразумевает регулирование каждого из них с помощью кнопок, аварийную остановку устройства (или всех сразу) и реверсирование.

Непосредственный контроль функционирования вентиляторной установки входит в зону ответственности местных шкафов управления. Они базируются на преобразователях частоты со встроенным сетевым дросселем, фильтром электромагнитной совместимости и инструментами охлаждения. При этом каждому вентилятору соответствует свой НКУ. Защита приборов осуществляется с помощью автоматических выключателей.

Сигналы на выполнение пуска, остановки, перехода на другой режим работы преобразователей отправляются интеллектуальным шкафом автоматики.