Автоматизация систем газоочистки и теплоснабжения

Решение проблем экологии и ресурсосбережения за счет совер­шенствования конструкций газоочистных установок и системих авто­матизации рассматривается в работах [10, с.298-352; 29 и 30].

На рис. 24 изображена структура системы автоматизации ру­кавного фильтра, который широко применяется в металлургии и дру­гих отраслях производства. Тканевые фильтрующие элементы могут изготовляться из лавсана, нитрона, капрона, шерсти или стеклово­локна. Их низкая термостойкость, которая для синтетических материалов около 70 °С, для стеклоткани - до 250 °С, требует стабилиза­ции температуры очищаемого газа перед фильтром. Задача решается путем подмешивания к очищаемому газу холодного воздуха, расход ко­торого определяется автоматическим регулятором (АР₁).

Тканевые фильтры требуют периодической очистки от осевшего слоя пыли. Процесс регенерации осуществляется путем встряхивания и вибрации фильтрующих элементов, импульсной подачей продуваемого воздуха или комбинациями этих способов. Эта операция проводится без использования попарно работающих газоочистных установок.

Периодичность очистки фильтрующих элементов определяется за­данными интервалами времени или допустимого перепада давления

DР= Р₂ - Р₁ (рис.24). Признаками ухудшения работы фильтра могут служить снижение выхода очищенного газа и качества очист­ки, что фиксируются системами автоматического контроля расхода га­за (F) и концентрации пыли (Q).

Контролируются также уровень пыли (L), которая периодически удаляется с использованием системы автоматического регулирования (АР₂). Предусмотрено применение узла блокировки (Б), срабатывающе­го при падении давления воздуха, аварийно-предупредительной сигна­лизации (А_i) и средств дистанционного (ручного) управления (ДУ).

Логическая система автоматического управления (САУ) реализует заданный алгоритм последовательного выполнения отдельных операций при регенерации фильтра (управление отсечными клапанами, включение вибратора (ВБ), согласование работы газоочистной установки с другими агрегатами и другое).

Мокрые газоочистные установки применяются в тех случаях, когда наряду с очисткой газа о пыли требует его охлаждение и увлажнение. Наиболее распространенными аппаратами являются форсуночные скрубберы и скрубберы Вентури.

Скрубберы Вентури предназначены для тонкой очистки газа за счет захвата каплями воды частиц пыли размером в десятые доли микрометра. Дробление воды на мельчайшие капли осуществляется турбулентным потоком газа, скорость которого в горловине трубы Вентури составляет 100-150 м/с. для управления скоростью потока, которая определяется перепадом давления DР=Р₂- Р₁ (рис.25), используется регулирующий конус, показанный на рисунке.

Поддержание нужной скорости и плотности орошения в пределах 0,5-1,5 дм³/ м³ является довольно сложной задачей из-за нестабильности расхода и запыленности поступающего на очистку газа.

Для решения этой задачи используется система автоматического управления (САУ), которая по собираемой информации об изменении давления очищаемого газа (Р_г), контролируемого перепада давления (DР) и расхода воды (F_B), осуществляется небольшое перемещение регулирующего конуса. Результаты такого воздействия на работу газоочистной установки анализируются и при необходимости вносятся корректировки по перемещению конуса и изменению расхода воды. Таким способом «проб и ошибок» находится оптимальное решение.

Горловина трубы Вентури переходит в диффузор, где скорость потока газа уменьшается и происходит коагуляция капель воды с частицами пыли, что облегчает их отделение в прямоточном циклоне. В донной части циклона собирается шлам, который с использованием системы автоматического регулирования (АР₂) периодически удаляется.

Система автоматизации газоочистной установки обеспечивает контроль основных параметров и подачу аварийно-предупредительной сигнализации при выявлении аварийных ситуаций.

Электрические фильтры предназначены для тонкой очистки газа от взвешенных частиц и по сравнению с другими газоочистными установками обладают следующими преимуществами:

· степень очистки газа достигает 97-99%;

· расход энергии не превышает 0,3 кВТ/ч на 1000 м³ очищенного газа, а потери напора в электрофильтрах не более 200Па;

· возможность улавливать взвешенные частицы от 100 до 0,1 мкм.

Принцип действия электрофильтров и систем их автоматизации наиболее полно описаны в учебнике [29, c.160-194]. Основными задачами автоматизации являются регулирование газораспределения по сечению установки и поддержание напряжения на границе дугового разряда между осадительными и коронирующими электродами. Оптимизация работы фильтра основана на том, что между параметрами очищаемого газа и частотой искровых разрядов в межэлектродном пространстве существует определенная зависимость. Задача сложная, и потому для ее решения требуется применение микропроцессорной техники.

Вопросам автоматизации водогрейных котлов, тепловых пунктов и систем теплофикации в последнее время уделяется серьезное внимание. Без этого невозможно бесперебойное и качественное теплоснабжение промышленных предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора.

Для учета и регулирования теплоэнергоносителей концерн "МЕТРАН" (г.Челябинск) поставляет вихреакустические и корреляционно-ультра­звуковые преобразователи расхода разных жидкостей вязкостью до 10сСт (типа СВА и ДРК), счетчики расхода природного газа (типа СРГ) и счетчики тепла (типа СВТ), а также теплоэнергоконтроллеры типа ТЭКОН-10 и программно-технический комплекс МЕТРАН-СКАУТ.

Для построения локальных систем регулирования преимущественно используется аппаратура агрегатного комплекса «Контур-2» (регуляторы типа РС29…М), микропроцессорные регуляторы «МИНИТЕРМ», «ПРОТАР» и другие приборы, выпускаемые МЗТА.

На рис. 26 изображена структура системы автоматизации водогрей­ного гаэо-мазутного котла КВГМ-50. Такой котел обычно работает на природном газе, а мазут используется как резервное топливо при воз­можных перебоях с подачей газа.

Локальные системы автоматического регулирования обеспечивают стабилизацию соотношения "топливо - воздух" с коррекцией по содер­жанию кислорода в продуктах горения (АР₁), давления мазута перед форсунками (АР₂), тепловой нагрузки котла (АР₃), разрежения в топ­ке котла (АР₄) и расхода воды через котел (АР₅).

Автоматический контролируются давление природного газа (Р_г), температура в топке котла (Т_к) и температура продуктов горения перед дымососом (Т_д).

Программируемый микроконтроллер (ПМК) контролирует работоспособ­ность всех средств автоматизации, выявляет критические ситуации и принимает необходимые меры защиты, анализирует собираемую информации и готовит отчетные документы.

При автоматизации водогрейных котлов серьезное внимание уделя­ется обеспечению безопасности работы агрегата путем использования дублирующих средств защиты и блокировки. Решение этих задач возлагается на "систему безопасности", структура которой изображена на рис. 27. В пояснениях к рисунку указано назначение отдельных бло­кировок.

Дата добавления: 2015-08-18