Материал: Механизация и автоматизация производства систем теплогазоснабжения и вентиляции

Механизация и автоматизация производства систем теплогазоснабжения и вентиляции

Содержание

Введение

. Системы теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата как объекты автоматизации

. Централизованные системы теплогазоснабжения

3. Механизация и автоматизация производства систем теплогазоснабжения и вентиляции

.1 Автоматизация систем теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата

.2 Автоматизация систем вентиляции, кондиционирования воздуха

. Технические средства автоматизации

.1 Первичные преобразователи (датчики)

. Современные схемы управления системами кондиционирования воздуха

Заключение

Список использованных источников

Введение

Актуальность. Уже в течение многих лет ведутся работы по созданию средств автоматизации теплоснабжения.

Энергетической программой предусматривается дальнейшее повышение уровня централизации теплоснабжения за счет сооружения ТЭЦ и районных, в том числе автономных тепловых центров.

Отечественный и зарубежный опыт разработки и эксплуатации автоматизированных систем ТГС и СКМ показывает, что непременным условием развития автоматизации является не только совершенствование технических средств автоматики, но и комплексный совместно с ним анализ режимов работы и регулирования самих систем ТГС и СКМ.

В развитии технико-экономических предпосылок внедрения и использования автоматизации ТГС и СКМ и соответственно в развитии технических средств автоматизации можно выделить три характерных периода: начальный этап, этап комплексной автоматизации и этап автоматизированных систем управления.

В целом начальный этап был этапом механизации и автоматизации отдельных процессов. Применение автоматизации не носило массового характера, а объем применяемых технических средств был мал, и их производство не являлось самостоятельной отраслью. Но именно на этом этапе сформировались некоторые современные принципы построения низших уровней автоматизации и, в частности, основы современного дистанционного управления с использованием электрических, пневматических и гидравлических двигателей для привода запорно-регулирующей арматуры.

Переход ко второму этапу - комплексной автоматизации производства - произошел в условиях роста производительности труда, укрупнения единичных мощностей агрегатов и установок и развития материальной и научно-технической базы автоматизации. Третий (современный) этап развития автоматизации характеризуется как этап автоматизированных систем управления (АСУ), появление которых совпало с разработкой и распространением вычислительной техники. На данном этапе становится целесообразной автоматизация все более сложных функций управления. Распространение современных АСУ во многом определяется состоянием техники отображения информации. Перспективными средствами отображения информации становятся электронно-лучевые индикаторы (дисплеи). Новая техника отображения информации позволяет отказаться от громоздких мнемосхем и резко сократить количество приборов, сигнальных табло и индикаторов на щитах и пультах управления.

В связи с многообразием необходимых видов приборов и устройств целесообразно появление в рамках ГСП комплексов более узкого профиля, предназначенных для выполнения отдельных инженерных задач. Комплексы обладают широкими функциональными возможностями, позволяющими создавать самые разнообразные по сложности и структуре автоматизированные системы управления технологическими процессами, в том числе в системах ТГС и СКМ.

Цель данной работы - исследование автоматизации и механизации производства систем теплогазоснабжения и вентиляции.

Для поставленной цели требуется решить следующие задачи:

изучить системы теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата как объекты автоматизации, централизованные системы теплогазоснабжения;

исследовать механизацию и автоматизацию производства систем теплогазоснабжения и вентиляции;

рассмотреть технические средства автоматизации;

охарактеризовать современные схемы управления системами кондиционирования воздуха.

1. Системы теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата как объекты автоматизации

Комплекс инженерных систем теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата предназначен для выработки тепловой энергии, транспортирования горячей воды, пара и газа по тепловым и газовым сетям к зданиям и использования этих энергоносителей для поддержания в них заданных параметров микроклимата, для производственных и хозяйственных нужд. Структурная схема системы теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата (ТГС и КМ) представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема системы теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата (ТГС и КМ)

- жилые и общественные здания; 2 - промышленные здания; 3 - теплоэлектроцентраль (котельная); ГРС - газораспределительная станция; ГРП - газорегуляторный пункт; ЦТП - центральный тепловой пункт; СО - система отопления; СГВ - система горячего водоснабжения; СВ - система вентиляции; СУТВ - система утилизации тепла выбросного воздуха; СХС - система холодоснабжения; СКВ - система кондиционирования воздуха (комфортного и технологического).

Принципиальную общую схему ТГС и КМ можно разделить на две части: первая состоит из наружных систем централизованного теплоснабжения и газоснабжения, вторая, являясь потребителем энергии, включает в свой состав здание и внутренние инженерные системы обеспечения микроклимата, хозяйственных и производственных нужд [5, с.25].

2. Централизованные системы теплогазоснабжения

Система центрального теплоснабжения (СТС) - это комплекс генератора тепла (ТЭЦ или котельная) и тепловых сетей (систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения).

Надежное и экономичное снабжение теплотой всех категорий потребителей достигается путем управления работой централизованного теплоснабжения. Цель управления - обеспечение потребителей необходимым расходом теплоносителя с заданной температурой, т.е. обеспечение требуемого гидравлического и теплого режима системы. Это достигается поддержанием заданных величин давления, разности давлениями температуры t в различных точках системы. Изменение температуры в соответствии с изменением теплопотребления зданий осуществляется на ТЭЦ или в котельной. Теплоноситель от ТЭЦ транспортируется по магистральным тепловым сетям до кварталов и далее по распределительным или квартирным тепловым сетям до зданий или группы зданий. В крупных тепловых сетях, прежде всего в квартальных, где происходит резкое колебание перепада давлений теплоносителя, гидравлический режим отличается большой неустойчивостью. Для обеспечения нормального гидравлического режима тепловых сетей необходимо перед потребителями поддерживать такой перепад давления теплоносителя, который во всех случаях должен превышать минимальную величину, требуемую для нормальной работы теплопотребляющих установок, теплообменников, смесителей, насосов. При этом потребитель будет получать необходимый расход теплоносителя заданной температуры.

Поскольку путем централизованного управления на ТЭЦ или котельной невозможно обеспечить необходимый гидравлический и тепловой режим у многочисленных потребителей тепла, применяют промежуточные ступени поддержания температуры и давления воды - центральные тепловые пункты (ЦТП). Температура теплоносителя после ЦТП 70-150⁰С поддерживается с помощью насосов смешения или отопительных водоподогревателей. На абонентских вводах при наличии ЦТП без подготовки теплоносителя осуществляется местный режим отпуска тепла на отопление в элеваторах или теплообменниках. В тепловых сетях большой протяженности с неблагоприятным рельефом местности возникает необходимость сооружения насосных подстанций, которые обычно являются дополнительной ступенью поддержания требуемого гидравлического режима тепловой сети до подстанций путем поддержания давления перед насосом. Для нормальной работы теплоприготовительной установки в ней предусматривают поддержание заданного уровня Н конденсата в пароводяных нагревателях и деаэраторах подпиточной воды [2, с.47].

3. Механизация и автоматизация производства систем теплогазоснабжения и вентиляции

.1 Автоматизация систем теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата

В соответствии с существующими инструкциями и практикой проектирования проект системы автоматического управления технологическим процессом содержит графические (чертежи и схемы) и текстовые части:

Графическая часть проекта включает:

) функциональную схему технологического контроля, автоматического регулирования, управления и сигнализации;

) чертежи общих видов щитов и пультов управления;

) принципиальные электрические, пневматические, гидравлические схемы автоматического управления, регулирования и сигнализации.В процессе рабочего проектирования разрабатывают графические материалы:

) принципиальные схемы питания приборов энергией;

) монтажные схемы щитов, пультов и соединительных коробок;

) схемы внешних электрических и трубных проводок;

) чертежи расположения аппаратуры, электрических и трубных проводок;

) чертежи установки аппаратуры, вспомогательных устройств, щитов и пультов управления.

Исходные данные для проектирования содержатся в техническом задании на разработку системы автоматического управления технологическим процессом.

Основными элементами задания являются перечень объектов автоматизации - технологических агрегатов и установок, а также функции, выполняемые системой контроля и регулирования, обеспечивающей автоматизацию управления этими объектами.

Задание содержит ряд данных, которые определяют общие требования и характеристики системы, а также описывают объекты управления. Эта часть задания состоит из трех разделов:

) обоснование разработки;

) условия эксплуатации системы;

) описание технологического процесса.

Функциональная схема автоматического контроля и управления предназначена для отображения основных технических решений, принимаемых при проектировании системы автоматизации технологических процессов. Она является одним из основных документов проекта и входит в его состав при разработке технической документации на всех стадиях проектирования. В процессе разработки функциональной схемы формируется структура создаваемой системы и функциональные связи между объектом управления - технологическим процессом и аппаратной частью системы - приборами управления и сбора информации о состоянии технологического процесса (рис. 2).

Рисунок 2. - Структура размещения зон функциональной схемы автоматического контроля и управления

При создании функциональной схемы определяют [1, с.11]:

) целесообразный уровень автоматизации технологического процесса;

) принципы организации контроля и управления технологическим процессом;

) технологическое оборудование, управляемое автоматически, дистанционно или в обоих режимах по заданию оператора;

) перечень и значение контролируемых и регулируемых параметров;

) методы контроля, законы регулирования и управления;

) объем автоматических защит и блокировок автономных схем управления технологическими агрегатами;

) комплект технических средств автоматизации, вид энергии для передачи информации;

) места размещения аппаратуры на технологическом оборудовании, на щитах и пультах управления.

Кроме того, по схеме даются текстовые пояснения, отражающие назначение и характеристики технологических агрегатов, величины контролируемых и регулируемых параметров, условия блокировки и сигнализации. Функциональная схема - основной документ проекта.

.2 Автоматизация систем вентиляции, кондиционирования воздуха

В современных требованиях к автоматизированным системам вентиляции (СВ) и кондиционирования воздуха (СКВ) содержатся два противоречивых условия: первое - простота и надежность эксплуатации, второе -высокое качество функционирования.

Основным принципом в технической организации автоматического управления СВ и СКВ является функциональное оформление иерархической структуры подлежащих выполнению задач защиты, регулирования и управления.

Всякая промышленная СКВ должна быть снабжена элементами и устройствами автоматического пуска и останова, а также устройствами защиты от аварийных ситуаций. Это первый уровень автоматизации СКВ.

Второй уровень автоматизации СКВ - уровень стабилизации режимов работы оборудования.

Техническая реализация третьего иерархического уровня - в настоящее время успешно разрабатывается и внедряется в промышленности (СВ и СКВ).

Решение задач третьего уровня уравнения связано с обработкой информации и формированием управляющих воздействий путем решения дискретных логических функций или проведения ряда определенных вычислений.

Раздельное или совокупное поддержание заданных режимов работы СКВ проводятся приборами и устройствами автоматики, образующими как простые локальные контуры регулирования, так и сложные многоконтурные системы автоматического регулирования (САР). Качество работы СКВ определяется главным образом соответствием создаваемых параметров микроклимата в помещениях здания или сооружения их требуемым значениям и зависит от правильности выбора как технологической схемы и ее оборудования, так и элементов системы автоматического управления этой схемы.