gototopgototop

"Научный аспект №2-2019" - Технические науки

УДК 681.5

Автоматизированная система управления сжатием газа

Антонов Александр Сергеевич – магистрант Казанского национального исследовательского технологического университета.

Галямов Роман Равилевич – старший преподаватель кафедры Систем автоматизации и управления технологическими процессами Казанского национального исследовательского технологического университета.

Шарифуллина Альбина Юрьевна – старший преподаватель кафедры Систем автоматизации и управления технологическими процессами Казанского национального исследовательского технологического университета.

Аннотация: В статье представлен универсальный автоматизированный технологический процесс, подходящий для сжатия инертных и окислительных газов, такие как азот, воздух, углекислый газ и т.д. Данный процесс был проанализирован с позиции задач управления, были определены технологические параметры, подлежащие контролю, регулированию и сигнализации.

Ключевые слова: Газ, автоматизация, технологический процесс, целевой продукт, компрессор, давление, контроллер, плк.

Введение. Сжатые инертные и окислительные газы сами по себе не являются готовым продуктом сбыта, но они используются в производстве других материалов. Представленная система сжатия газа используется как на химическом производстве, например, для подачи сжатого азота при синтезе аммиака, так и на техническом производстве, при подаче сжатого воздуха в систему, для работы пневматических технических средств.

Функциональная схема автоматизированной системы управления сжатием газа представлена на рисунке 1. Газ по трубопроводу поступает на всас турбокомпрессора ЦК-135/8 и последовательно сжимается в трех ступенях и шести рабочих колесах, причем после каждой пары колес газ охлаждается в холодильниках оборотной водой [1].

Рисунок 1. Функциональная схема автоматизированной системы управления сжатием газа.

Газ, сжатый до давления (4-6,8) кгс/см2, подается потребителям.

В случае понижения давления газа во всасывающем трубопроводе происходит перепуск газа с нагнетания при помощи клапана поз. 5, а в случае завышения давления газа во всасывающем коллекторе - сброс его в атмосферу через клапан поз. 6. Оба регулятора работают от одного импульса давления, отбираемого со всасывающего трубопровода.

Для стабильной работы блоков разделения необходимо постоянное давление газа в системе циркуляционного газа. Это достигается тем, что на трубопроводе газа после ресивера устанавливается регулирующий клапан поз. 2, поддерживающий давление на нагнетании 6,8 кгс/см2. Для исключения завышения давления на нагнетании выше 6,8 кгс/см2 установлен сбрасывающий клапан поз. 3 при давлении выше 7,2 кгс/см2.

Для исключения попадания некондиционного газа в сеть имеется так называемая система "отсечки грязного газа". При повышении содержания влаги в газе на нагнетании турбокомпрессора выше 0,1 % об. по команде влагомера 9 закрывается клапан поз. 10 и одновременно открывается клапан поз. 11 и газ сбрасывается в атмосферу.

Компрессор оснащен дублирующей системой автоматического регулирования и защиты от помпажа. Автоматическое регулирование давления нагнетания осуществляется контроллером путем изменения положения дроссельной заслонки на всасывании поз. 36.

Контроллер определяет положение рабочей точки соответствующего компрессора на его газодинамической характеристике и обеспечивает:

- регулирующее воздействие, предотвращающее приближение рабочей точки компрессора к зоне помпажа во время медленных возмущений;

- ступенчатое воздействие на антипомпажный клапан поз. 35 во время быстрых возмущений, предотвращающее попадание компрессора в помпаж;

- регулирующее воздействие, вступающее в действие, если компрессор все-таки попал в помпаж, предотвращающее повторение помпажных хлопков.

В пусковой период до стабилизации технологических параметров (температуры газа, масла и подшипников) газ с нагнетания через открытый антипомпажный клапан поз. 35 попадает на всасывание компрессора.

По мере загрузки антипомпажный клапан поз. 35 прикрывается до тех пор, пока рабочая точка компрессора не достигнет линии контроля помпажа. Дроссельная заслонка поз. 36 приоткрывается с 10 % до 35 %, контроллер поддерживает заданное давление нагнетания, воздействуя на антипомпажный клапан поз. 35 и дроссельную заслонку поз. 36.

Для безопасной работы компрессора необходимо контролировать температуру подшипников, для этого в него вмонтированы датчики температуры. Температура подшипников регулируется благодаря пропусканию через них охлажденного масла из маслобака под давлением 0.8-1.2 кг/см2, которое необходимо контролировать. Следовательно, необходимо контролировать температуру масла после охладителя и уровень масла в маслобаке. Также необходимо контролировать и регулировать давление на всасе компрессора.

На выходах 1-й, 2-й ступенях, а также 3-го холодильника ставятся датчики температуры для измерения температуры газа. И естественно требуется расходомер для измерения оборотной воды для охлаждения газа и масла [2].

После влагоотделителя ставятся 3 датчика: температуры, давления и расхода. По ним контроллер ведет учет газа, прошедшего через компрессор.

Перед поставкой газа потребителям ставится влагоанализатор с «системой отсечения грязного газа». Грязный газ будет стравливаться в атмосферу.

На каждой линии отгрузки газа потребителю ставятся по 3 датчика: температуры, давления, расхода. Как в случае, описанном выше, они требуются для учета количества газа, приведенного к стандартным условиям.

Заключение. Разработанная система автоматизированного управления процессом сжатия газа, обеспечит безопасность ведения технологического процесса, точный учет отгружаемого газа и позволит потребителю получать конечный продукт заданного качества.

Список литературы

  1. Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. – Издательство: «Премиум Инжиниринг», 2007. -144 с.
  2. Г.Л.Смилянский, В.Л.Белявский, Н.С.Райбман, В.И.Сапрыкни, П.А.Любомирская: Справочник проектировщика автоматизированных систем управления технологическими процессами. Под ред. Г.Л.Смилянского, 1983. -375 с.
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его изготовление и доставку, составляет 300 рублей для России и 600 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость печатного свидетельства о публикации составляет 100 рублей

Реквизиты для оплаты через банк