Привет студент

Основные положения системы

Качество, надежность и эксплуатационные характеристики современных электроустановок для телекоммуникационных систем во многом определяются возможностями информационных технологий, которые в них используются.

Цифровые контроллеры в модулях управления и отдельных устройствах электроустановки осуществляют постоянный контроль состояния оборудования, оптимизируют режимы работы и прогнозируют возможные неисправности для их своевременного устранения, а также контролируют показатели окружающей среды, параметры питающей сети и осуществляют мониторинг других устройств электроустановки.

Именно использование цифровых контроллеров в ЭПУ позволяет существенно повысить надежность электропитания аппаратуры. Действительно, коэффициент готовности ЭПУ определяется в том числе и временем восстановления. Наличие системы управления и мониторинга в ЭПУ, возможность передачи информации с использованием современных эффективных технологий коммутации пакетов позволяет своевременно осуществлять регламентные и профилактические работы, что сокращает до минимума время простоя.

Управление охлаждающими устройствами в рабочих условиях сводится к изменению их холодопроизводительности в соответствии с тепловой нагрузкой. Это обеспечивает стабилизацию температуры охлаждаемых объектов, В настоящее время управление охлаждающими устройствами морозильных аппаратов и технологических потребителей холода осуществляется, как правило, вручную. Стабилизация температуры воздуха в грузовых помещениях чаще всего обеспечивается путем позиционного изменения подачи хладагента или хладоносителя в охлаждающие устройства. Иногда изменяется и кратность циркуляции воздуха. Системы управления при этом достаточно просты и аналогичны системам управления охлаждающими устройствами холодильников, которые подробно описаны в книгах.

На ряде судов с воздушной системой охлаждения применены дискретнологические системы управления воздухоохладителями, обеспечивающие плавное регулирование температуры воздуха в грузовых помещениях. Можно выделить две группы таких судов. К первой из них относятся ТР типа «Остров Русский», «Амурский залив», «Охотское море». На этих судах применен регулятор РТ7416 фирмы «Филипс», который не только управляет работой воздухоохладителя, но и осуществляет изменение производительности компрессора и сигнализацию о недопустимом отклонении температуры. К другой группе относятся суда типа «Карл Либкнехт» и «Пулковский меридиан». Воздухоохладителями этих судов управляет дискретнологическая система управления, построенная на основе модулей серии «Транслог». Выходным блоком данной системы управления является полупроводниковый микрохолодильник, воздействующий на термобаллон ТРВ, что приводит к изменению подачи R22, в воздухоохладитель по отклонениям температуры воздуха. Рассмотрим подробнее работу обеих систем, управления.

Объединение функций систем управления различными объектами судовых холодильных установок завершается созданием комплексных систем управления. Предусмотренные на ряде судов, эти системы управления предназначены для автоматического управления холодильными установками в режимах нормальной эксплуатации. На некоторых судах (ТР «Татарстан», ТР «Радужный») применяют системы управления, построенные на базе электромагнитных реле. Более широкое распространение имеют, однако, дискретно-логические системы управления с применением полупроводниковых бесконтактных модулей. Внедрение комплексных систем управления предполагает безвахтенное обслуживание холодильных установок и некоторое сокращение обслуживающего персонала. Накопленный опыт эксплуатаций указывает, однако, на необходимость вахтенного обслуживания производственных холодильных установок, с комплексной системой управления. В промысловых условиях обслуживающий персонал обычно отказывается от автоматического управления холодильной установкой и переходит на дистанционное автоматизированное или местное управление объектами. Вследствие этого многие подсистемы управления не используются. В итоге оказываются нереализованными заложенные при разработке возможности комплексных систем управления холодильными установками.

На разных судах управление винтовыми компрессорами осуществляется по разному. В начальный период использования винтовых компрессоров для управления ими применялись релейные системы. Они построены по такому же принципу, что и системы управления поршневыми компрессорами. Только разгрузка компрессора при пуске достигается путем перевода фигурного золотника в положении минимальной производительности, а управление устройством для изменения производительности в рабочих условиях осуществляется регулятором. Например, на ТР «Прибой» установлен регулятор температуры рассола, а на РБ «Рыбацкая слава» — регулятор давления всасывания.

Дискретно-логические системы управления впервые появились на судах типа «Остров Русский», где использован регулятор РТ7416 фирмы «Филипс». Характерно, что для пуска-остановки компрессоров S54-2E на судах с этим регулятором применена релейная схема. Дискретно-логическая система управления в рабочих условиях управляет воздухоохладителями и производительностью компрессора.

Широко применяемые на судах и стационарных холодильниках компрессоры типа S3 предприятия «Кюльаутомат» комплектуются дискретно-логической системой управления. Долгое время поставлялась система управления, построенная на полупроводниковых модулях серии «Транслог». В последние годы используются модули серии «Транслог-2», сохраняющие работоспособность при более высоких температурах окружающей среды. Модули располагаются в пронумерованных гнездах блока системы управления, выполненного в виде шкафа с открывающейся дверью. В блоке имеются также гнезда для подключения измерительных приборов. Это облегчает техническое диагностирование системы управления и ремонт ее путем замены модулей.

Система управления компрессором должна отрабатывать определенный порядок действий при его пуске, остановке и изменении производительности. В режиме автоматического управления переключения компрессоров производятся по командам соответствующих приборов в зависимости от потребной холодопроизводительности. При работе нескольких компрессоров на общую систему охлаждения включение их не должно происходить одновременно. Обычно для неодновременного пуска компрессоров предусматривается смещение настройки управляющих сигнализаторов или же задержка па времени. Остановка компрессоров предусматривается при снижении тепловой нагрузки или по команде системы аварийной защиты.

Частота включений компрессоров зависит от характера тепловой нагрузки и наличия устройств для изменения производительности. При плавных изменениях тепловой нагрузки автоматический пуск компрессоров с регулируемой производительностью необязателен. Соответствие между тепловой нагрузкой и холодопроизводительностью может поддерживаться за счет изменения производительности компрессора. Надо отметить, однако, что на многих судах пуск компрессоров производится вручную, несмотря на отсутствие устройств для изменения производительности. Система управления обеспечивает только необходимые переключения в электрической цепи при пуске и аварийную защиту. Разгрузку компрессора и открытие запорных вентилей осуществляет машинист. Это несколько упрощает систему управления, но усложняет работу обслуживающего персонала. Автоматическое управление компрессорами по отклонениям температуры воздуха в грузовом помещении предусмотрено, например, на ТР «Радужный» и ТР «Татарстан». На ТР «Радужный». Кроме того, осуществляется ступенчатое изменение частоты вращения вала компрессора. Рассмотрим подробнее холодильную установку и систему управления компрессорами на судах этого типа.

Изменение производительности винтовых компрессоров

Плавное изменение производительности винтовых компрессоров обеспечивается путем изменения рабочей длины роторов с помощью фигурного золотника. Золотник составляет часть поверхности цилиндров компрессора и может перемещаться вдоль продольной оси роторов. При выдвижении золотника в сторону окна нагнетания определенная часть роторов соединяется с полостью всасывания. Сжатие паров происходит лишь на части роторов. Геометрическая степень сжатия уменьшается. Конструктивно предусматривается возможность снижения производительности до 10% от номинального значения.

Поскольку уменьшение рабочей длины роторов связано с изменением геометрической степени сжатия, удельные затраты энергии на единицу производительности компрессора возрастают. Немного энергии затрачивается также на холостую работу отключенной части роторов, поэтому энергетическая эффективность компрессора снижается по мере уменьшение производительности. Она зависит также от конструкции компрессора и параметров номинального режима.

Для перемещения фигурного золотника используются электрические гидравлические приводы. Отечественные компрессоры и компрессоры типа S-64 фирмы «Стал» (Швеция) выпускаются с электрическим приводом. Гидравлический привод регулятора производительности предусмотрен на компрессорах фирмы «Кюльаутомат» (ГДР) и компрессорах типа S54 фирмы «Стал». Основными элементами электрического привода являются реверсивный электродвигатель и червячный редуктор. При вращении выходного вала редуктора фигурный золотник перемещается по нему. Управление электроприводом осуществляет система автоматизации. С помощью кнопок электродвигатель можно включать вручную. При остановке компрессора электродвигатель регулятора вращается в сторону уменьшения производительности. В крайних положениях золотника электродвигатель останавливается с помощью конечных выключателей. Такое построение электрической схемы обеспечивает разгрузку компрессора при пуске и предотвращает перенапряжение деталей узла изменения производительности. На случай выхода из строя электропривода предусматривается маховик для изменения производительности компрессора вручную.

Изменение производительности поршневых компрессоров

Для стабилизации температуры охлаждаемых объектов холодопроизводительность машины необходимо приводить в соответствие с тепловой нагрузкой. С этой целью изменяют производительность компрессоров. В качестве регулируемого параметра используются температура охлаждаемого объекта, температура хладоносителя или давление кипения хладагента. На судах применяют следующие способы изменения производительности поршневых компрессоров; а) пуск-остановка; б) изменение частоты вращения вала; в) отключение отдельных цилиндров; г) дросселирование отсасываемого пара.

Наиболее широкое распространение находит способ пусков и остановок. Достоинствами его являются простота схемы автоматизации и высокая энергетическая эффективность. Подготовка компрессора к автоматизации требует минимальных затрат. Она сводится к установке обратных клапанов на нагнетательных трубопроводах и обеспечению автоматической разгрузки при пуске с открытыми нагнетательными и всасывающими вентилями. Обычно для разгрузки используются электромагнитные вентили на байпасных линиях. В двухступенчатых холодильных машинах может предусматриваться перепуск паров из промежуточного сосуда в испарительную систему после остановки компрессора или агрегата. Это обеспечивает разгрузку ступени низкого давления.

Системы воздушного охлаждения грузовых помещений на судах становятся преобладающими. Практически на всех судах с фреоновыми холодильными машинами используются воздухоохладители с непосредственным охлаждением кипящим хладагентом. Установка аммиачных воздухоохладителей в помещениях большого объема не допускается правилами Регистра РФ. На многих судах с аммиачными холодильными машинами грузовые помещения охлаждаются с помощью рассольных воздухоохладителей. В морозильных аппаратах применяют непосредственное охлаждение хладагентом независимо от вида его.

Переходные процессы в помещениях с воздушной системой охлаждения протекают быстрее, чем при батарейном охлаждении. В связи с этим любые воздействия как внутри помещения так и вне его приводят к продолжительному повышению температуры воздуха. Неравномерность температурного поля по объему помещения получается незначительной. Датчики температуры обычно устанавливают в потоке воздуха на входе в воздухоохладитель или на выходе из него.

Меньшая инерционность систем воздушного охлаждения позволяет улучшить качество процесса регулирования, если использовать более совершенные регуляторы. На многих судах применяют двухпозиционное регулирование, когда по команде сигнализатора температуры ступенчато изменяется подача хладагента или рассола к воздухоохладителю. Вентиляторы работают беспрерывно, обеспечивая циркуляцию воздуха независимо от подачи охлаждающей среды.

Способы регулирования температуры объектов на различных судах

Основными объектами охлаждения на судах, для которых предусматривается стабилизация температуры, являются грузовые помещения. При хранении и транспортировке мороженой рыбопродукции температура воздуха должна поддерживаться на уровне —18/30°С. В помещениях для хранения охлажденной, подмороженной, соленой и другой рыбопродукции предусматривается более высокая температура, характерная для данного вида продукции. Например, охлажденная рыба хранится при температуре t =± 1°С; подмороженная — при t = —2°С; соленая — при t =0÷—10°С; рыбная мука и консервы — при t=0÷ +10°С.

Важное значение имеет точность поддержания заданной температуры. Проведенные во ВНИКТИ холодпроме опыты показали, что хранение мороженой рыбы при температуре, изменяющейся от —16. до—20°С с четырехсуточным циклом, приводит к значительному ухудшению качества по сравнению с хранением такой же рыбы при постоянной температуре —18°С. Поэтому медленные колебания температуры в пределах ±2°С следует считать недопустимыми при хранении мороженой рыбы. Кратковременные отклонения температуры воздуха на такую величину не приводят к существенному изменению температуры рыбы. Чтобы не усложнять систему управления, при формулировке требований к качеству процесса регулирования температуры воздуха в грузовых охлаждаемых помещениях динамическую погрешность можно принимать равной ±2°С, а статическую— не более ±1°С.