Drgania zespołów pompujących mają głównie niską i średnią częstotliwość pochodzenia hydroaerodynamicznego. Poziom drgań, według danych ankietowych niektórych PS, przekracza normy sanitarne o 1-5,9 razy (tabela 29).
Gdy drgania rozchodzą się przez elementy konstrukcyjne zespołów, gdy częstotliwości drgań własnych poszczególnych części okazują się zbliżone i równe częstotliwościom prądu głównego lub jego harmonicznym, powstają drgania rezonansowe r zagrażające integralności niektórych elementów i części, w szczególności łożyska toczne skośne i rurociągi olejowe łożysk wzdłużnych. Jednym ze sposobów zmniejszenia drgań jest zwiększenie strat wynikających z niesprężystego oporu, tj. nakładania na pompę i obudowę silnika
Marka urządzenia
24ND-14X1 NM7000-210
| 1,9-3,1 1,8-5,9 1,6-2,7 |
ATD-2500/AZP-2000
AZP-2500/6000
Notatka. Prędkość obrotowa 3000 obr/min.
Powłoka antywibracyjna, na przykład mastyk ShVIM-18. Źródłem drgań mechanicznych zespołów na fundamencie o niskiej częstotliwości jest siła niewyważenia oraz niewspółosiowość wałów pompy i silnika, których częstotliwość jest wielokrotnością prędkości obrotowej wału podzieloną przez 60. Drgania spowodowane niewspółosiowością wałów prowadzi do zwiększonych obciążeń wałów i łożysk ślizgowych, ich nagrzewania i zniszczenia, poluzowania maszyn na fundamencie, odcięcia śrub kotwiących, aw niektórych przypadkach do naruszenia odporności na wybuch silnika elektrycznego. Aby zmniejszyć amplitudy drgań wałów i wydłużyć standardowy okres remontu łożysk ślizgowych Babbitt do 7000 motogodzin, PS wykorzystuje kalibrowane stalowe arkusze uszczelek instalowane w gniazdach pokryw łożysk w celu doboru szczeliny zużycia.
Redukcję drgań mechanicznych uzyskuje się poprzez staranne wyważenie i wyrównanie wałów, terminową wymianę zużytych części oraz eliminację luzów granicznych w łożyskach.
Układ chłodzenia musi zapewniać, że temperatura łożysk nie przekracza 60 °C. Jeśli dławnica stanie się zbyt gorąca, pompę należy kilkakrotnie zatrzymać i natychmiast uruchomić, aby olej przesiąkł przez uszczelnienie. Brak oleju wskazuje, że dławnica jest zbyt ciasno upakowana i należy ją poluzować. Gdy nastąpi stuk, pompa zostaje zatrzymana, aby znaleźć przyczynę tego zjawiska: sprawdzają smarowanie, filtry oleju. Jeżeli strata ciśnienia w układzie przekracza 0,1 MPa, filtr jest czyszczony.
Nagrzewanie się łożysk, utrata smarowania, nadmierne wibracje lub nietypowy hałas wskazują na problem z zespołem pompy. Musi zostać natychmiast zatrzymany, aby naprawić wykryte problemy. Aby zatrzymać jeden z zespołów pompujących, zamknij zawór na przewodzie tłocznym i zawór na przewodzie hydraulicznym, a następnie włącz silnik. Po ostygnięciu pompy zamknij wszystkie zawory rurociągów dostarczających olej i wodę oraz zawory przy manometrach. W przypadku dłuższego postoju pompy, aby zapobiec korozji, należy nasmarować wirnik, pierścienie uszczelniające, tuleje ochronne wału, tuleje i wszystkie części mające kontakt z pompowaną cieczą oraz usunąć szczeliwo dławnicy.
Podczas pracy jednostek pompujących możliwe są różne awarie, które mogą być spowodowane różnymi przyczynami. Rozważmy awarie pomp i sposoby ich eliminacji.
1. Nie można uruchomić pompy:
wał pompy połączony sprzęgłem zębatym z wałem silnika nie obraca się - ręcznie sprawdzić obroty hali pomp i silnika oddzielnie, poprawność montażu sprzęgła zębatego; jeśli wały obracają się oddzielnie, ta.216
sprawdź centrowanie jednostki; sprawdzić działanie pompy i przewodów, gdy są one połączone przez turbosprężarkę lub skrzynię biegów;
wał pompy, odłączony od wału silnika, nie obraca się ani nie obraca się ciasno z powodu dostania się ciał obcych do pompy, pęknięcia jej ruchomych części i uszczelek, zakleszczenia pierścieni uszczelniających - sprawdź, sekwencyjnie eliminując wykryte uszkodzenia mechaniczne.
2. Pompa jest uruchomiona, ale nie podaje cieczy lub po uruchomieniu
złożenie jest zakończone:
wydajność ssania pompy jest niewystarczająca, ponieważ w rurociągu ssącym znajduje się powietrze z powodu niepełnego napełnienia pompy cieczą lub z powodu nieszczelności w rurociągu ssącym, dławnice - powtórzyć napełnianie, wyeliminować nieszczelności;
nieprawidłowy obrót wału pompy - zapewnić prawidłowy obrót wirnika;
rzeczywista wysokość ssania jest większa od dopuszczalnej, ze względu na niedopasowanie lepkości, temperatury lub ciśnienia parcjalnego pompowanej cieczy do parametrów projektowych instalacji - zapewnić niezbędną cofkę.
3. Pompa zużywa więcej energii podczas rozruchu: ■
zawór na rurociągu tłocznym jest otwarty - zamknięty
zasuwa podczas rozruchu;
wirniki zainstalowane nieprawidłowo - wyeliminuj nieprawidłowy montaż;
zacieranie występuje w pierścieniach uszczelniających z powodu dużych luzów w łożyskach lub w wyniku przemieszczenia wirnika - sprawdzić ręcznie obrót wirnika; jeśli wirnik kręci się mocno, usuń zacięcie;
rura urządzenia ładującego jest zatkana - sprawdź i: oczyść rurociąg urządzenia rozładowującego;
Przepala się bezpiecznik w jednej z faz silnika elektrycznego - wymienić bezpiecznik.
4. Pompa nie generuje obliczonej wysokości podnoszenia:
zmniejszona prędkość wału pompy - zmień prędkość, sprawdź silnik i rozwiąż problem;
uszkodzone lub zużyte pierścienie uszczelniające wirnika, krawędzie natarcia łopatek wirnika - wymienić wirnik i uszkodzone części;
opór hydrauliczny rurociągu tłocznego jest mniejszy niż obliczony z powodu pęknięcia rurociągu, nadmiernego otwarcia zaworu na linii tłocznej lub obejściowej - sprawdź zasilanie; jeśli wzrosła, zamknij zawór na przewodzie obejściowym lub zakryj go na przewodzie tłocznym; wyeliminować różne nieszczelności w rurociągu tłocznym;
Gęstość pompowanej cieczy jest mniejsza niż obliczona, zwiększa się zawartość powietrza lub gazów w cieczy - sprawdzić gęstość cieczy i szczelność rurociągu ssącego, dławnic;
kawitacja występuje w rurociągu ssawnym lub elementach roboczych pompy - sprawdzić rzeczywistą rezerwę kawitacyjną energii właściwej; przy niedoszacowanej wartości, wyeliminować możliwość pojawienia się reżimu kawitacji.
5. Przepływ pompy mniejszy niż obliczono:
prędkość obrotowa jest mniejsza niż nominalna - zmień prędkość obrotową, sprawdź silnik i usuń usterki;
wysokość ssania jest większa od dopuszczalnej, w wyniku czego pompa pracuje w trybie kawitacji - wykonać pracę określoną w ust. 2;
tworzenie się lejków na rurociągu ssącym, niewystarczająco zanurzonych w cieczy, w wyniku czego z cieczą dostaje się powietrze - zamontować urządzenie odcinające w celu wyeliminowania lejka, podnieść poziom cieczy powyżej wlotu rurociągu ssącego ;
wzrost oporu w rurociągu ciśnieniowym, w wyniku którego ciśnienie tłoczenia pompy przekracza obliczone - całkowicie otworzyć zawór na przewodzie tłocznym, sprawdzić wszystkie zawory układu kolektora, zawory liniowe, wyczyścić zapchane;
uszkodzony lub zatkany wirnik; zwiększone szczeliny w pierścieniach uszczelniających uszczelnienia labiryntowego z powodu ich zużycia - oczyścić wirnik, wymienić zużyte i uszkodzone części;
Powietrze dostaje się przez nieszczelności w rurociągu ssawnym lub dławnicy - sprawdzić szczelność rurociągu, rozciągnąć lub zmienić uszczelnienie dławnicy.
6. Zwiększone zużycie energii:
przepływ pompy jest większy od wyliczonego, ciśnienie jest mniejsze z powodu otwarcia zaworu na bypassie, pęknięcia rurociągu lub nadmiernego otwarcia zaworu na rurociągu tłocznym - zamknąć zawór na bypassie , sprawdzić szczelność układu rurociągów lub zamknąć zawór na rurociągu ciśnieniowym;
uszkodzoną pompę (zużyte wirniki, oringi, uszczelnienia labiryntowe) lub silnik - sprawdzić pompę i silnik, naprawić uszkodzenia.
7. Zwiększone wibracje i hałas pompy:
łożyska są przemieszczone z powodu osłabienia ich mocowania; zużyte łożyska - sprawdź ułożenie wału i luzy w łożyskach; w przypadku odchylenia doprowadź wielkość luk do dopuszczalnej wartości;
poluzowane mocowania rurociągów ssawnych i tłocznych, śruby fundamentowe i zawory - sprawdzić zamocowanie węzłów i wyeliminować niedociągnięcia; 218
dostanie się ciał obcych do części przepływowej - oczyścić część przepływową;
równowaga pompy lub silnika jest zaburzona z powodu krzywizny wałów, ich nieprawidłowego ustawienia lub mimośrodowego montażu sprzęgła - sprawdź osiowanie wałów i sprzęgła, usuń uszkodzenia;
zwiększone zużycie i luz w zaworach zwrotnych i zasuwach na rurociągu tłocznym - wyeliminować luz;
równowaga wirnika jest zerwana w wyniku zatkania wirnika - oczyść wirnik i wyważ wirnik;
pompa pracuje w trybie kawitacji - zmniejszyć przepływ zamykając zawór na przewodzie tłocznym, uszczelnić połączenia w rurociągu ssawnym, zwiększyć ciśnienie wsteczne, zmniejszyć opory w rurociągu ssawnym.
8. Podwyższona temperatura uszczelnień olejowych i łożysk:
nagrzewanie się dławnic na skutek nadmiernego i nierównomiernego dokręcania, mały luz promieniowy pomiędzy tuleją dociskową a wałem, montaż tulei ze zwichrowaniem, zakleszczenie lub zniekształcenie klosza dławnicy, niedostateczny dopływ płynu uszczelniającego - poluzować uszczelki; jeśli to nie daje efektu, zdemontuj i wyeliminuj wady instalacji, wymień opakowanie; zwiększyć podaż płynu uszczelniającego;
nagrzewanie się łożysk na skutek słabej cyrkulacji oleju w układzie wymuszonego smarowania łożysk, brak rotacji pierścieni w łożyskach ze smarowaniem pierścieni, wyciek i zanieczyszczenie oleju - sprawdzić ciśnienie w układzie smarowania, pracę pompy olejowej i wyeliminować wada; zapewnić szczelność kąpieli olejowej i rurociągu, wymienić olej;
nagrzewanie się łożysk w wyniku nieprawidłowego montażu (małe luzy między tuleją a wałem), zużycie łożysk, zwiększone dokręcenie pierścieni nośnych, małe szczeliny między podkładką a pierścieniami w łożyskach oporowych, zacieranie się oporów lub oporów łożysko lub topienie babbitta - sprawdź i usuń wady; oczyścić zadziory lub wymienić łożysko.
Sprężarki tłokowe. Części, w których możliwe są najbardziej niebezpieczne wady, to wały, korbowody, poprzeczki, drążki, głowice cylindrów, sworznie korby, śruby i kołki. Strefy, w których obserwuje się maksymalną koncentrację naprężeń to gwinty, zaokrąglenia, powierzchnie współpracujące, tłoczenia, szyjki i policzki wałów kolumnowych, rowki wpustowe.
Podczas pracy ramy (łóżka) i prowadnic sprawdzane jest odkształcenie ich elementów. Ruchy pionowe większe niż 0,2 mm to znak, że kompresor nie działa. Pęknięcia są wykrywane na powierzchni ramy, a ich rozwój jest kontrolowany.
Dopasowanie do fundamentu ramy, jak również do wszystkich prowadnic zamocowanych na fundamencie, musi wynosić co najmniej G) 0% obwodu ich wspólnego złącza. Przynajmniej raz w roku sprawdzana jest pozioma pozycja ramy (odchylenie płaszczyzny ramy w dowolnym kierunku na długości 1 m nie powinno przekraczać 2 mm). Na powierzchniach ślizgowych prowadnic nie powinno być zadrapań, wgnieceń, nacięć o głębokości większej niż 0,3 mm. W przypadku wału korbowego podczas pracy kontrolowana jest temperatura jego sekcji pracujących w trybie tarcia. Nie może przekraczać wartości określonych w instrukcji obsługi.
W przypadku śrub korbowodu kontrolowane jest ich dokręcenie, stan urządzenia blokującego i powierzchnia śruby. Oznaki niesprawności śruby są następujące: obecność pęknięć na powierzchni, w korpusie lub gwincie śruby, korozja części pasowanej śruby, zerwanie lub zgniecenie gwintu Całkowita powierzchnia styku powinna wynosić co najmniej 50 ° / o obszar pasa nośnego mają przerwy przekraczające 25% obwodu Jeżeli wydłużenie szczątkowe śruby przekracza 0,2% jej pierwotnej długości, rygiel jest odrzucany.
W przypadku poprzeczki sprawdzany jest stan elementów jej połączenia z prętem, a także sworznia, sprawdzane są szczeliny między prowadnicą górną a stopką poprzeczki. Podczas pracy należy zwrócić uwagę na stan zewnętrznej powierzchni cylindra, uszczelnienie przewodów olejowych korków wskaźników oraz połączenia kołnierzowe układu chłodzenia wodą. Niedopuszczalne są przetoki i przeoczenia gazu, wody, oleju w korpusie lub połączeniach kołnierzowych. Temperatura wody na wylocie z płaszczy wodnych i głowic cylindrów nie może przekraczać wartości podanych w instrukcji obsługi.
W przypadku tłoków kontrolowany jest stan powierzchni (m.in. stan i grubość powierzchni nośnej tłoka ślizgowego), a także zamocowanie tłoka na tłoczysku i korki (w przypadku tłoków odlewanych) ciśnienia scena. Oznakami odrzucenia tłoka są: żłobienia w postaci rowków na powierzchni stanowiącej ponad 10% powierzchni odlewu, obecność obszarów z opóźnionym, nadtopionym lub pokruszonym babbitem, a także pęknięcia o zamkniętym konturze. Pęknięcie promieniowe w warstwie zalewowej nie powinno zmniejszyć się do 60% oryginału. Niedopuszczalne jest naruszenie mocowania nakrętki tłoka dla korków tłoków odlewanych, luz tłoka na tłoczysku, nieszczelność powierzchni spoin, oddzielenie dna tłoka od usztywnień.
W przypadku prętów, przed wyjęciem sprężarki do naprawy, kontrolują one bicie pręta w tłoku stopnia, stan powierzchni pręta; wykrywane są zadrapania lub ślady otoczenia metalu elementów uszczelniających na powierzchni pręta. Brak pęknięć na powierzchni, gwintach lub 220
zaokrąglenia łodygi, deformacja, zerwanie lub zapadnięcie się nici. Podczas pracy sprawdzana jest szczelność uszczelnienia trzpienia, które nie jest wyposażone i wyposażone w system usuwania przecieków. Wskaźnik szczelności uszczelnień prętowych - zawartość gazu w kontrolowanych miejscach sprężarki i pomieszczenia, która nie powinna przekraczać wartości dopuszczonych przez obowiązujące normy.
Stan uszczelnienia trzpienia należy sprawdzać raz w roku podczas napraw. Pęknięcia na elemencie lub jego złamanie są niedopuszczalne. Zużycie elementu uszczelniającego nie powinno przekraczać 30% jego nominalnej grubości promieniowej, a szczelina między trzpieniem a pierścieniem ochronnym uszczelnienia trzpienia z niemetalowymi elementami uszczelniającymi nie powinna przekraczać 0,1 mm.
Podczas pracy monitorowanie wydajności pierścienie tłokowe przeprowadzane zgodnie z regulowanym ciśnieniem i temperaturą ściśliwego medium. Nie powinno być zwiększonego hałasu ani stukania w cylindrach w cylindrach. Zatarcie powierzchni ślizgowej pierścieni musi być mniejsze niż 10% obwodu. Jeżeli zużycie promieniowe pierścienia w którejkolwiek z jego sekcji przekracza 30% pierwotnej grubości, pierścień jest odrzucany.
Oznakami niesprawności zaworu są: nienormalne stukanie we wnękach zaworu, odchylenia ciśnienia i temperatury czynnika ściśliwego od regulowanych. Podczas monitorowania stanu zaworów sprawdzana jest integralność płytek, sprężyn i obecność pęknięć w elementach zaworu. Powierzchnia odcinka przepływu zaworu w wyniku zanieczyszczenia nie powinna zmniejszyć się o więcej niż 30% oryginału, a gęstość nie powinna być niższa od ustalonych norm.
Pompy tłokowe. Cylindry i ich tuleje mogą mieć następujące wady: zużycie powierzchni roboczej w wyniku tarcia, zużycie korozyjne i erozyjne, pęknięcia, zarysowania. Stopień zużycia cylindra określa się po wyjęciu tłoka (tłoka), mierząc średnicę otworu w płaszczyźnie pionowej i poziomej w trzech przekrojach (środkowym i dwóch skrajnych) za pomocą kołka mikrometrycznego.
Na powierzchni roboczej tłoka niedopuszczalne są zadrapania, wyszczerbienia, zadziory i podarte krawędzie. Maksymalne dopuszczalne zużycie tłoka wynosi (0,008-0,011) G> n, gdzie O ja- minimalna średnica tłoka. W przypadku stwierdzenia pęknięć na powierzchni pierścieni tłokowych, znacznego i nierównomiernego zużycia, elipsy, utraty elastyczności pierścieni należy je wymienić na nowe.
Szczeliny odrzutowe pierścieni tłokowych pompy określa się w następujący sposób: najmniejsza szczelina w blokadzie pierścienia w stanie swobodnym D "(0,06 ^ -0,08) B; największa szczelina w zamku pierścienia w stanie roboczym L \u003d k (0,015-^0,03) D gdzie O to minimalna średnica cylindra.
Dopuszczalne wypaczenie promieniowe dla pierścieni o średnicy do 150, 150-400, powyżej 400 mm wynosi odpowiednio nie więcej niż 0,06-0,07; 0,08-0,09; 0,1-0,11 mm.
Szczelinę odrzutową między pierścieniami a ściankami rowków tłoka oblicza się według następujących stosunków: Lt y = = 0,003/g; A t ah \u003d (0,008-4-9,01) do, gdzie do- nominalna wysokość pierścieni.
Po wykryciu rys o głębokości 0,5 mm, elipsoidalności 0,15-0,2 mm, pręty i nurniki są obrabiane. Łodygę można obrabiać maszynowo do głębokości nie większej niż 2 mm.
Niewspółosiowość cylindra i prowadnicy pręta jest dozwolona w granicach 0,01 mm. Jeśli bicie pręta przekracza 0,1 mm, pręt jest obrabiany do 7 g wartości bicia lub korygowany.
Praca dyplomowa zawiera 109 stron, 24 ryciny, 16 tabel, 9 piśmiennictwa, 6 wniosków.
AUTOMATYKA GŁÓWNEGO ZESPOŁU POMPOWEGO HM1250-260, CZUJNIK, SYGNAŁ, ACS SERII "MODICON TSX QUANTUM", KONTROLA DRGAŃ, UKŁADY KONTROLI DRGAŃ
Przedmiotem badań jest główny zespół pompowy NM 1250-260, który jest eksploatowany w LPDS Czerkasy.
W toku badań dokonano analizy istniejącego stopnia automatyzacji bloku, uzasadniono konieczność modernizacji jego układu sterowania.
Celem pracy jest opracowanie programu sterującego dla sterownika Modicon TSX Quantum PLC firmy Schneider Electric.
W wyniku przeprowadzonych badań opracowano system automatyki głównego zespołu pompowego oparty na nowoczesnym oprogramowaniu i sprzęcie. Jako oprogramowanie projektowe zastosowano język ST programu ISaGRAF.
Eksperymentalne wskaźniki projektowe i techniczno-ekonomiczne wskazują na wzrost sprawności zmodernizowanego układu sterowania głównego zespołu pompowego.
Stopień realizacji – uzyskane wyniki zastosowane w systemie sterowania drganiami „Kaskada”.
Skuteczność wdrożenia opiera się na zwiększeniu niezawodności systemu automatyki MON, co potwierdza wyliczenie efektu ekonomicznego za okres rozliczeniowy.
Definicje, symbole i skróty……………………………………………… 6
Wstęp………………………………………………………………………………….. 7
1 Stacja wysyłkowa produkcji liniowej „Czerkasy”…. 9 1,1 krótki opis liniowa stacja dyspozytorska „Czerkasy”……………………………………………………………….. 9
1.2 Charakterystyka urządzeń technologicznych………………………………. dziewięć
1.3 Charakterystyka pomieszczeń technologicznych……………………………………… 12 1.4 Tryby pracy SDP „Czerkasy”…………………………………………. 13 1.5 Główny zespół pompy…………………………………………. 16 1.6 Orurowanie pomp LPDS Czerkasy………………………………………. osiemnaście
1.7 Analiza istniejącego schematu automatyki dla LPDS „Czerkasy”……... 19
2 Opracowanie patentowe………………………………………………………………... 22
3.1 Automatyzacja głównego zespołu pompowego………………………….. 27
3.2 System ochrony awaryjnej……………………………………… 33
3.3 APCS w oparciu o sterowniki Modicon TSX Quantum……………………….. 35
3.4 Schemat strukturalny APCS opartego na systemie Quantum……………………… 39
3.5 Urządzenia wchodzące w skład systemu……………………………………….. 42
3.6 Czujniki i środki techniczne automatyzacja…………………………. 48
4 Dobór systemu sterowania drganiami MHA………………………………………... 54 4.1 Urządzenia do sterowania wibromonitoringu (AKV)…………………………………. 54
4.2 Urządzenia do kontroli wibracji „Kaskada”….…………………………….. 56
4.3 Opracowanie programu sterowania agregatem pompowym………….…….. 64
4.4 System narzędziowy do programowania sterowników przemysłowych………………………………………………………………………. 65
4.5 Opis języka ST………………………………………………………………. 67
4.6 Tworzenie projektu i programów w systemie ISaGRAF………………………. 71
4.7 Programowanie sterownika……………………………………………... 73
4.8 Algorytm sygnalizacji i sterowania zespołem pompowym ………………… 74
4.9 Rezultaty programu…….…………………..…………………... 77
5 Bezpieczeństwo i higiena pracy głównej przepompowni „Kierunek Ufa-Zapadnoje”……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………….
5.1 Analiza potencjalnych zagrożeń i zagrożeń zawodowych… 80
5.2 Środki bezpieczeństwa podczas eksploatacji obiektów SGP Czerkasy ................................................ .................................................. ...................................
5.3 Środki sanitacji przemysłowej……………………………………… 86
5.4 Środki ochrony przeciwpożarowej…………………………………89
5.5 Obliczenia instalacji pianowego gaszenia i zaopatrzenia w wodę p.poż.……… 91
6 Ocena efektywności ekonomicznej automatyzacji liniowej stacji dyspozytorskiej produkcji „Cherkassy”……………………. 96
6.1 Główne źródła poprawy efektywności……………………… 97 6.2 Metodyka obliczania efektywności ekonomicznej……………………… 97
6.3 Kalkulacja efektu ekonomicznego………………………………………………. 99
Wniosek………………………………………………………………………… 107
Lista wykorzystanych źródeł…………………………………………... 109
Załącznik A. Lista arkuszy demonstracyjnych ……………………… 110
Załącznik B. Specyfikacje i schematy połączeń źródeł zasilania ............................................. .................................................. ....................................
Dodatek B. Specyfikacja procesora... 114
Dodatek D. Specyfikacje modułu we/wy…………………….. 117
Załącznik E. Specyfikacje modułu Advantech………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 122
Załącznik E. Wykaz programu kontrolnego……………………………… 125
DEFINICJE, SYMBOLE I SKRÓTY
|
Produkcja liniowa i stacja wysyłkowa |
||
|
Miejsca pracy |
||
|
Ręczna jednostka sterująca |
||
|
Ufa-kierunek zachodni |
||
|
Automatyczne włączanie rezerwy |
||
|
lokalna sterownia |
||
|
Główny zespół pompy |
||
|
Główny rurociąg produktów naftowych |
||
|
Mikroprocesorowy system automatyki |
||
|
Normy bezpieczeństwa pożarowego |
||
|
Przepompownia oleju |
||
|
Programowy sterownik logiczny |
||
|
silnik elektryczny |
||
|
Okręgowe centrum kontroli |
||
|
Kontrola nadzorcza i zbieranie danych |
||
|
Narzędzie do czyszczenia i diagnostyki |
||
|
Język programowania |
||
|
System wygładzania fali ciśnieniowej |
||
|
wyłącznik wysokiego napięcia |
||
|
Urządzenie do komunikacji obiektowej |
||
|
Filtry zanieczyszczeń |
||
|
procesor |
||
|
Zasady montażu instalacji elektrycznych |
||
|
Przepisy budowlane |
||
|
System standardów bezpieczeństwa pracy |
||
|
System przetwarzania informacji |
WPROWADZENIE
Automatyzacja procesów technologicznych jest jednym z decydujących czynników zwiększania produktywności i poprawy warunków pracy. Wszystkie istniejące i budowlane obiekty wyposażone są w narzędzia automatyki.
Transport produktów naftowych to produkcja ciągła, wymagająca szczególnej dbałości o kwestie niezawodnej eksploatacji, budowy i przebudowy pompowni oraz remontów urządzeń. Obecnie głównym zadaniem transportu produktów naftowych jest zwiększenie wydajności i jakości systemu transportowego. W celu realizacji tego zadania przewiduje się budowę nowych i modernizację istniejących rurociągów naftowych, powszechne wprowadzenie automatyki, telemechaniki i zautomatyzowanych systemów sterowania transportem produktów naftowych. Jednocześnie konieczna jest poprawa niezawodności i efektywności transportu rurociągami naftowymi.
System automatyzacji liniowej służby dyspozytorskiej produkcji (LPDS) przeznaczony jest do kontroli, ochrony i sterowania wyposażeniem rurociągu naftowego. Powinien zapewniać autonomiczne utrzymanie ustawionego trybu pracy przepompowni i jego zmianę za pomocą poleceń z konsoli operatorskiej LPDS oraz z wyższego poziomu sterowania – Okręgowego Centrum Sterowania (RDP).
Ze względu na niski poziom automatyzacji, obecność przestarzałych obwodów przekaźnikowych, niską niezawodność i złożoność konserwacji wzrosła pilność stworzenia automatyzacji systemów sterowania w LPDS „Czerkasy”. Wymaga to zastąpienia istniejących systemów systemem automatyki opartym na mikroprocesorze.
Celem pracy dyplomowej jest: zwiększenie niezawodności i żywotności urządzeń technologicznych i automatyki dla LPDS; rozszerzenie funkcjonalności; wzrost częstotliwości Utrzymanie i stacje naprawcze.
Cele projektu dyplomowego to:
Automatyzacja jest najwyższym stopniem mechanizacji produkcji i znajduje zastosowanie w kompleksie sterowania technologicznego. procesy produkcji. Otwiera ogromne możliwości wzrostu wydajności pracy, szybkiego wzrostu tempa rozwoju produkcji, a także bezpieczeństwa procesów produkcyjnych.
1 Stacja wysyłkowa produkcji liniowej "Czerkasy"
1.1 Krótki opis stacji wysyłkowej produkcji liniowej „Czerkasy”
LPDS „Czerkasy” wydziału produkcyjnego Ufa OAO „Uraltransnieftieprodukt” powstała w 1957 roku wraz z uruchomieniem MNPP Ufa-Pietropawłowsk, przepompowni nr 1 i parku zbiornikowego RVS-5000 w ilości 20 sztuk o łącznej pojemności około 57,0 tys. ton. Stacja została założona jako druga lokalizacja NPS „Czerkasy” regionalnego oddziału rurociągów naftowych Ufimsky, który jest częścią Oddziału głównych rurociągów naftowych Ural-Syberia.
1.2 Charakterystyka urządzeń technologicznych
W skład wyposażenia technologicznego LPDS „Czerkasy” wchodzą:
Trzy pompy główne NM 1250-260 o przepływie nominalnym 1250 m/h o wysokości podnoszenia 260 m, z silnikami elektrycznymi STD 1250/2 o mocy N=1250 kW, n=3000 obr/min oraz jedna pompa główna NM 1250- 400 dla przepływu nominalnego 1250 m/h ze spadem 400 m, z silnikiem elektrycznym AZMP-1600 o mocy N=2000 kW, n=3000 obr/min, umieszczony we wspólnym schronie i oddzielony ścianą ogniową;
System kontroli ciśnienia składający się z trzech regulatorów ciśnienia;
Układ olejowy do wymuszonego smarowania łożysk zespołów pompowych składający się z dwóch pomp olejowych, dwóch zbiorników oleju, zbiornika akumulacyjnego, dwóch filtrów oleju, dwóch chłodnic oleju;
System zaopatrzenia w wodę obiegową, składający się z dwóch pomp wodnych;
System zbierania i pompowania wycieków, składający się z czterech zbiorników i dwóch pomp do pompowania wycieków;
System wentylacji składający się z dostarczać- Wentylacja wywiewna przedziały pomp (dwa wentylatory nawiewne i dwa wyciągowe); zachowanie wentylacji przedziału silnika elektrycznego (jeden wentylator istnieje, w przyszłości planowana jest instalacja drugiego w celu awaryjnego załączenia rezerwy (SZR)); utrzymanie wentylacji komór bespromvalnych (dwa wentylatory); wentylacja wywiewna komory regulatorów ciśnienia (jeden wentylator istnieje, w przyszłości planowana jest instalacja drugiego do wykonania ATS); wentylacja wywiewna komory do wypompowywania nieszczelności (jeden wentylator istnieje, w przyszłości rozważana jest instalacja drugiego do wykonywania SZR);
Zasuwy elektryczne na rurociągach technologicznych;
System filtrów składający się z filtra zanieczyszczeń i dwóch filtrów dokładnych;
System zasilania;
Automatyczny system gaśniczy.
Komora regulatora ciśnienia - strefa chroniona: ściany ceglane. W tym pomieszczeniu znajdują się 3 regulatory ciśnienia.
Komora wyciekowa - pomieszczenie chronione: ściany ceglane. W tym pomieszczeniu znajdują się 2 pompy do wypompowywania nieszczelności.
Wszystkie siłowniki zapewniające automatyczną pracę węzła muszą być wyposażone w napędy elektryczne. Zawory odcinające rurociągów muszą być wyposażone w czujniki do sygnalizacji skrajnych pozycji (otwarte, zamknięte). Zautomatyzowany sprzęt jest wyposażony
urządzenia do instalacji czujników sterujących i aktuatorów.
Schemat przepływowy głównej przepompowni MNPP „Kierunek Ufa-Zapadnoje” nr 2 LPDS „Czerkasy” przedstawiono na rysunku 1.1.
1.3 Charakterystyka pomieszczeń technologicznych
Ogólna osłona pompowni składa się z sekcji pompowej i sekcji silnika elektrycznego oddzielonych ścianą ogniową. Pomieszczenie pompowni należy do strefy wybuchowej B-1a zgodnie z Przepisami Instalacji Elektrycznej PUE, (strefa klasy 1 zgodnie z GOST R 51330.3-99), pod względem zagrożenia pożarowego - do kategorii A zgodnie z PPOŻ Normy bezpieczeństwa NPB 105-95, w zakresie zagrożenia funkcjonalnego - do kategorii F5.1 zgodnie z przepisami budowlanymi i przepisami SNiP 21-01-97. Pomieszczenie podlega automatycznemu gaszeniu pożaru.
Przestrzeń przedziału silnika elektrycznego nie należy do strefy niebezpiecznej. Pod względem zagrożenia pożarowego pomieszczenie przedziału z silnikiem elektrycznym należy do kategorii D. W przedziale z silnikiem elektrycznym znajduje się zbiornik oleju, który pod względem zagrożenia pożarowego należy do kategorii B wg NPB 105-95. Odbiornik oleju podlega automatycznemu gaszeniu pożaru. Zgodnie z zagrożeniem funkcjonalnym przedział silnika elektrycznego należy do kategorii F5.1 zgodnie z SNiP 21-01-97.
Komora regulatora ciśnienia - strefa chroniona: ściany ceglane. W tym pomieszczeniu znajdują się 3 regulatory ciśnienia. Przestrzeń wewnątrz lokalu należy do strefy wybuchowej B-1a zgodnie z PUE (klasa strefy 1 zgodnie z GOST R 51330.3-99). Wg zagrożenia funkcjonalnego - do kategorii F 5.1 wg SNiP 21-01-97). Do zagrożenia pożarowego - do kategorii A wg NPB 105-95. Komora regulatora ciśnienia podlega automatycznemu gaszeniu. Rurociąg zasilający środek gaśniczy nie podano. System automatyki przewiduje realizację automatycznego gaszenia komory regulatorów ciśnienia.
Komora przeciekowa - pomieszczenia chronione: ściany ceglane. W tym pomieszczeniu znajdują się 2 pompy do wypompowywania nieszczelności. Przestrzeń wewnątrz pomieszczeń należy do strefy wybuchowej B-1a zgodnie z PUE (klasa strefy 1 zgodnie z GOST R 51330.3-99), pod względem zagrożenia funkcjonalnego - do kategorii F5.1 zgodnie z SNiP 21-01-97, pod względem zagrożenia pożarowego - do kategorii A wg NPB 105-95. Nie przewidziano rurociągu zasilającego środek gaśniczy. System automatyki przewiduje realizację automatycznego gaszenia pożaru komory tłoczenia wycieków.
1.4 Tryby pracy LPDS „Czerkasy”
System automatyki powinien zapewniać następujące tryby sterowania dla przepompowni:
- „telemechaniczny”;
- „nie telemechanika”.
Wybór trybu odbywa się ze stanowiska automatycznego (AWS) operatora-technologa przepompowni LPDS „Czerkasy”.
Każdy wybrany tryb musi wykluczać drugi.
Przełączanie z trybu na tryb powinno odbywać się bez zatrzymywania jednostek operacyjnych i stacji jako całości.
W trybie „telemechanicznym” z RDP rurociągu produktów naftowych za pośrednictwem systemu telemechaniki dostarczane są następujące rodzaje telekontroli (TC):
Rozruch i wyłączenie układów pomocniczych przepompowni;
Otwieranie i zamykanie zaworów na wejściu i wyjściu ze stacji;
Uruchamianie i wyłączanie głównych jednostek pompujących zgodnie z programami rozruchu i wyłączania głównej jednostki.
Sterowaniu agregatami i systemami, w tym systemami pomocniczymi i zasuwami na wlocie i wylocie stacji, przez system telemechaniki musi towarzyszyć, oprócz komunikatu o stanie (pozycji) agregatu, komunikat „Włączone - wyłączone przez zarządcę rurociągów” na ekranie stanowiska operatora i zapisane w dzienniku zdarzeń.
W trybie „nietelemechanicznym” sterowanie zaworami procesowymi, pompami pompowymi i pompami głównymi, zespołami układów pomocniczych przepompowni odbywa się za pomocą wspólnych poleceń „miękki start”, „zatrzymanie programowe” pomp głównych i urządzeń pomocniczych.
W tabeli 1.1 przedstawiono parametry technologiczne stacji. Tabela 1.1 - Parametry technologiczne działania LPDS „Czerkasy”
|
Parametr |
Oznaczający |
|
Lokalizacja stacji wzdłuż autostrady MNPP, km |
|
|
Znak poziomu, m |
|
|
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze na wylocie pompy (na rozdzielaczu, do urządzeń sterujących), MPa |
|
|
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze na wylocie stacji (za urządzeniami sterującymi), MPa |
|
|
Minimalne i maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze na wlocie pompy, MPa |
|
|
Najniższa i najwyższa lepkość produktu naftowego pompowanego do rurociągu, mm/s |
|
|
Granica zmiany temperatury wtłaczanego produktu naftowego ze złóż w MNPP, С |
|
|
Rodzaj i przeznaczenie pompy |
HM1250-260 nr 1 główny HM1250-260 nr 2 główny HM1250-400 nr 3 główne HM1250-400 nr 4 główne |
|
Średnica wirnika, mm |
|
|
Typ silnika |
STD-1250/2 №1 STD-1250/2 №2 STD-1250/2 №3 4AZMP- 1600/6000 nr 4 |
|
Minimalne ciśnienie na wlocie stacji, MPa |
|
|
Maksymalne ciśnienie w MNPP na wylocie ze stacji, MPa |
1.5 Główny zespół pompy
Każdy MPU zawiera następujące obiekty: pompa, silnik elektryczny.
Pompa marki NM 1250-260 i silnik elektryczny typu STD-1250/2 oraz jedna pompa marki NM 1250-400 z silnikiem elektrycznym AZMP-1600 są używane jako sprzęt MPA.
Pompy odśrodkowe są głównym rodzajem urządzeń ciśnieniowych do pompowania oleju przez główne rurociągi produktów naftowych. Spełniają wymagania MND do pompowania znacznych ilości ropy na duże odległości. Pompy główne musi być pod ciśnieniem na wlocie. Ciśnienie to ma zapobiegać groźnemu zjawisku kawitacji, które może wystąpić wewnątrz pompy w wyniku spadku ciśnienia w szybko poruszającym się płynie.
Kawitacja polega na tworzeniu się pęcherzyków wypełnionych oparami pompowanej cieczy. Kiedy te bąbelki wejdą w obszar wysokiego ciśnienia, zapadają się, wytwarzając ogromne ciśnienie punktowe. Kawitacja prowadzi do szybkiego zużycia części doładowania i zmniejsza jego sprawność. Stosowana pompa NM przeznaczona jest do transportu ropy i produktów naftowych głównymi rurociągami o temperaturze od minus 5 do +80C, przy zawartości zanieczyszczeń mechanicznych objętościowo nie więcej niż 0,05% i wielkości nie większej niż 0,02 mm. Pompa jest pozioma, segmentowa, wielostopniowa, jedno- lub dwu-kadłubowa NM, z wirnikami o jednokierunkowym wejściu, z łożyskami ślizgowymi (z wymuszonym smarowaniem), z uszczelnieniami końcowymi typu mechanicznego, napędzana silnikiem elektrycznym .
Jako napęd zespołu pompowego zastosowano silnik elektryczny typu STD o mocy 1250 kW w wykonaniu przeciwwybuchowym. Zainstalowany jest we wspólnym pomieszczeniu z doładowaniem. Konstrukcja przeciwwybuchowa silnika elektrycznego jest osiągana przez wymuszony wtrysk powietrza system wentylacji pod pokrywa ochronna napęd w celu utrzymania nadciśnienia (z wyłączeniem wnikania oparów oleju do silnika), a także zastosowanie osłony ognioszczelnej.
Jako napęd pomp stosuje się również asynchroniczne silniki elektryczne wysokiego napięcia. Jednak przy zastosowaniu silników asynchronicznych o mocy od 2,5 do 8,0 MW wymagane jest zainstalowanie w pomieszczeniach pompowni drogich statycznych kondensatorów mocy (które często zawodzą przy wahaniach obciążenia stacji i temperatury otoczenia) oraz zespołu wysokich - sprzęt napięciowy, który komplikuje obwód zasilania.
Synchroniczne silniki elektryczne mają lepsze wskaźniki stabilności niż asynchroniczne, co jest szczególnie ważne w przypadku spadków napięć w sieci.
Pod względem kosztów synchroniczne silniki elektryczne są zwykle droższe niż podobne asynchroniczne, ale mają lepsze parametry energetyczne, co sprawia, że ich użytkowanie jest efektywne. Uważa się, że współczynnik wydajności (COP) silnika synchronicznego zmienia się nieznacznie przy obciążeniach zbliżonych do mocy znamionowej silnika. Przy obciążeniach w zakresie od 0,5 do 0,7 mocy znamionowej sprawność silników synchronicznych jest znacznie obniżona. Praktyka eksploatacji rurociągów naftowych wykazała, że w warunkach stale zmieniającego się poziomu obciążenia systemów rurociągowych wskazane jest stosowanie nastawnych napędów zespołów pompowych. Regulując prędkość wirnika dmuchawy można płynnie zmieniać jego charakterystykę hydrauliczną i energetyczną, dostosowując pracę pompy do zmieniających się obciążeń. Silniki prądu stałego umożliwiają sterowanie prędkością poprzez prostą zmianę rezystancji (na przykład poprzez wprowadzenie reostatu w obwód wirnika silnika), ale dla takich silników zakres sterowania jest stosunkowo wąski. Silniki prąd przemienny umożliwiają regulację liczby obrotów poprzez zmianę częstotliwości prądu zasilającego (z częstotliwości przemysłowej 50 Hz na wartość wyższą lub niższą, w zależności od tego, czy wymagane jest odpowiednio zwiększenie liczby obrotów wału wirnika czy zmniejszenie ).
1.6 Orurowanie pomp LPDS "Czerkasy"
Orurowanie pomp może być prowadzone szeregowo, równolegle i w sposób kombinowany (rysunki 1.2 - 1.4).
Rysunek 1.2 - Rurociągi szeregowe pomp
Rysunek 1.3 - Równoległe orurowanie pomp
Rysunek 1.4 - Połączone orurowanie pompy
Szeregowe połączenie pomp służy do podwyższenia ciśnienia, a równoległe - do zwiększenia przepływu Przepompownia LPDS „Czerkasy” obejmuje cztery główne zespoły pompowe z silnikami elektrycznymi umieszczone we wspólnym schronie przepompowni oleju. Aby zwiększyć ciśnienie na wylocie ze stacji, pompy łączy się szeregowo (rysunek 1.6), dzięki czemu przy tym samym zasilaniu sumują się ciśnienia wytwarzane przez pompy. Orurowanie pomp zapewnia pracę LPDS, gdy którykolwiek z zespołów stacji przejdzie do rezerwy. Na ssaniu i tłoczeniu każdej pompy zainstalowano zasuwę, a równolegle z pompą zainstalowano zawór zwrotny.
Rysunek 1.5 - Rurociągi pomp w podstacji
zawór zwrotny, oddzielając przewody ssące i tłoczne każdej pompy, umożliwia przepływ cieczy tylko w jednym kierunku. Podczas pracy pompy ciśnienie działające na klapę zaworu po lewej stronie (ciśnienie tłoczenia) jest większe niż ciśnienie działające na klapę zaworu po prawej stronie (ciśnienie ssania), w wyniku czego klapka jest zamknięta i przepływa olej pompa. Gdy pompa nie pracuje ciśnienie po prawej stronie klapki zaworu jest większe niż ciśnienie po lewej stronie, w wyniku czego klapka jest otwarta, a produkt olejowy przepływa przez KO-1 do kolejnej pompy, z pominięciem bezczynnego.
1.7 Analiza istniejącego schematu automatyzacji dla LPDS „Czerkasy”
Zautomatyzowany sprzęt wyposażony jest w urządzenia do montażu czujników sterujących i elementów wykonawczych.
Wszystkie siłowniki wyposażone są w siłowniki z elektrycznymi sygnałami sterującymi. Zawory odcinające rurociągów zewnętrznych i wewnętrznych rurociągów LPDS są wyposażone w czujniki do sygnalizacji skrajnych pozycji (otwarte, zamknięte).
Przy wdrażaniu systemu automatyki realizowane są następujące zadania:
Analiza trybów wyposażenia technologicznego;
Kontrola parametrów technologicznych;
Zarządzanie i kontrola zasuw;
Kontrola gotowości do uruchomienia głównych i wspomagających zespołów pompowych;
Przetwarzanie wartości granicznych parametrów dla głównej jednostki pompującej;
Zarządzanie i kontrola pomp głównych i wspomagających;
Zarządzanie i kontrola zaworu odbiorczego głównej jednostki pompującej;
Korekta nastawy sterowania na początku jednostki głównej;
Ustawianie ustawień sterowania;
Regulacja ciśnienia;
Zarządzanie i kontrola pomp olejowych;
Zarządzanie i sterowanie wentylatorem nawiewnym do pompowni;
Zarządzanie i sterowanie wentylatorem wyciągowym pompowni;
Zarządzanie i kontrola pompy wypompowywania nieszczelności;
Przetwarzanie mierzonych parametrów;
Przyjmuj i przesyłaj sygnały do systemów telemechaniki.
Stan i parametry pracy urządzeń LPDS wyświetlane są na ekranie stanowiska operatora LPDS w postaci następujących ramek wideo:
Schemat ogólny przepompownia;
Schemat poszczególnych jednostek głównych i systemów pomocniczych;
system energetyczny;
Schemat sąsiednich odcinków trasy.
Ręczna jednostka sterująca (BRU) LPDS zainstalowana w sterowni (SCHSU) zapewnia:
Sygnalizacja świetlna od:
1) awaryjne czujniki ciśnienia na wlocie, w kolektorze i na wylocie LPDS;
Kanały systemu sygnalizacji pożaru;
2) kanały środków zanieczyszczenia gazowego;
3) czujnik przelewu zbiornika zbiorczego;
4) czujnik zalania pompowni;
5) przekaźnik alarmowy ZRU;
Przyciski do wydawania poleceń sterujących:
Awaryjne wyłączenie LPDS;
Wyłączenie zespołów głównych i pompujących;
Włączenie jednostek głównych i pompujących;
Zasuwy otwierające i zamykające do podłączenia stacji.
Obecnie przy stałym spadku wydobycia ropy ilość pompowanej ropy maleje. W związku z tym stosowany jest system automatycznej kontroli trybu pompowania. System przeznaczony jest do kontroli i regulacji ciśnienia na wlocie i wylocie przepompowni rurociągów szybów naftowych. System wykorzystuje elektrycznie uruchamiane przepustnice sterujące do kontrolowania ciśnienia na wlocie i wylocie rurociągów olejowych poprzez dławienie przepływu wylotowego.
2 Badanie patentowe
2.1 Wybór i uzasadnienie przedmiotu wyszukiwania
W projekcie dyplomowym rozważany jest projekt modernizacji systemu sterowania procesem dla liniowej stacji dyspozytorskiej produkcji LPDS „Czerkasy” SA „Uraltransnefteprodukt”.
Jednym z mierzonych parametrów zespołu pompowego liniowej stacji dyspozytorskiej produkcji są drgania. W LPDS do tych celów proponuję wykorzystać system pomiaru drgań Kaskada, dlatego przy prowadzeniu poszukiwań patentowych zwrócono uwagę na poszukiwanie i analizę czujników piezoelektrycznych do pomiaru drgań w obiektach technologicznych przemysłu naftowego i gazowniczego.
2.2 Przepisy dotyczące poszukiwania patentów
Poszukiwanie patentów przeprowadzono z wykorzystaniem funduszu USPTU na źródłach dokumentacji patentowej Federacji Rosyjskiej.
Głębokość wyszukiwania - pięć lat (2007-2011). Poszukiwania przeprowadzono na indeksie międzynarodowej klasyfikacji patentowej (IPC) G01P15/09 - „Pomiar przyspieszenia i opóźnienia; pomiar impulsów przyspieszenia za pomocą czujnika piezoelektrycznego”.
Wykorzystano następujące źródła informacji patentowej:
Dokumenty referencyjne i aparatura do wyszukiwania;
Pełne opisy do rosyjskich patentów;
Oficjalny Biuletyn Rosyjskiej Agencji Patentów i Znaków Towarowych.
2.3 Wyniki wyszukiwania patentów
Wyniki przeglądania źródeł informacji patentowej przedstawia tabela 2.1.
Tabela 2.1 – Wyniki wyszukiwania patentów
2.4 Analiza wyników wyszukiwania patentów
Akcelerometr piezoelektryczny według patentu nr 2301424 zawiera wielowarstwowy pakiet płytek piezoceramicznych składający się z trzech sekcji. Sekcje zawierają grupy trzech płyt. Płyty końcowe w grupie posiadają rowki średnicowe wypełnione szynami łączeniowymi. Jedna ze środkowych płyt jest całkowicie spolaryzowana na grubość, pozostałe dwie środkowe płyty zawierają segmenty spolaryzowane na grubość w przeciwne kierunki. Sekcje z płytami segmentowymi są obracane względem siebie o 90° wokół osi wzdłużnej opakowania. EFEKT: rozszerzenie funkcjonalności poprzez pomiar przyspieszenia drgań w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach.
Czujnik drgań według patentu nr 2331076 zawiera piezoceramiczny pręt rurowy z elektrodami zamocowanymi w obudowie jednym końcem na podstawie ze stykami elektrycznymi prostopadłymi do jego powierzchni, a na drugim końcu pręta zamocowany jest element bezwładnościowy wykonany w forma o strukturze masy, która składa się z cienkościennego cylindra, którego wnęka wypełniona jest płynnym środkiem tłumiącym (np. olej o niskiej lepkości) oraz pojedynczych kulistych obciążników, z możliwością ich swobodnego ruchu, natomiast kuliste ciężarki mają różne masy. Wewnątrz obudowy znajduje się element tłumiący, który służy również jako płynny czynnik tłumiący. Efektem technicznym jest rozszerzenie zakresu pomiarowego przy jednoczesnym zwiększeniu czułości czujnika.
Przetwornik drgań według patentu nr 2347228 zawiera obudowę z zamocowanym w niej elementem piezoelektrycznym, wykonaną w formie prostopadłościan z podstawą kwadratową i elementami odprowadzającymi ładunek w postaci powierzchni przewodzących elektrycznie zamocowanych na jej powierzchniach i izolowanych elektrycznie od siebie, przewodniki do odprowadzania ładunków oraz podłożem dielektrycznym, na którym zamontowana jest kwadratowa podstawa elementu piezoelektrycznego, oś biegunowa z których jest prostopadła do płaszczyzny jej mocowania do podłoża. Każda powierzchnia przewodząca elektrycznie wykonana jest w postaci płyty z występem wystającym z jednej strony poza odpowiednią powierzchnię równoległościanu, wykonanej z izotropowej folii miedzianej i przymocowanej do czoła równoległościanu za pomocą polimeryzowalnego termoutwardzalnego materiału przewodzącego , podczas gdy na każdej parze sąsiednich płytek płatki są zorientowane na różne krawędzie równoległościanu , każdy liść ma wycięcie do mocowania przewodnika do usuwania ładunków, a oś każdego liścia pokrywa się z jedną z płaszczyzn symetrii odpowiedniej płytki. Taka konstrukcja przetwornika umożliwia wyprowadzenie punktów przyłączenia przewodów do elementów odprowadzania ładunku, jako najbardziej wyraźnych koncentratorów naprężeń, poza granice powierzchni odprowadzania ładunku czułego elementu i pozwala na wdrożenie technologii do produkcji części i montażu pakietu piezoelektrycznego w sposób przemysłowy, co minimalizuje niejednorodność i naprężenia mechaniczne na krawędziach elementu piezoelektrycznego.
Trzyskładnikowy czujnik przyspieszenia oscylacyjnego według patentu nr 2383025 zawiera obudowę, która jest sztywno przymocowana do podstawy podstawy i jest zamknięta kołpakiem. Obudowa wykonana jest z metalu w formie trójściennej piramidy o trzech prostopadłych płaszczyznach, na każdej z których zamocowany jest wspornikowo jeden czuły element. Czułe elementy wykonane są w postaci płytek piezoelektrycznych lub bimorficznych.
Urządzenie do pomiaru drgań według patentu nr 2382368 zawiera przetwornik piezoelektryczny, wzmacniacz oprzyrządowania i wzmacniacz operacyjny, którego wyjście jest wyjściem urządzenia. Wyjścia przetwornika piezoelektrycznego są połączone z wejściami bezpośrednimi i odwrotnymi wzmacniacza instrumentalnego, którego pierwsze wejście nastawcze wzmocnienia jest połączone z pierwszym wyjściem pierwszego rezystora. Wyjście wzmacniacza operacyjnego jest połączone z jego odwróconym wejściem poprzez kondensator. Wejście odwrotne wzmacniacza operacyjnego jest połączone przez drugi rezystor z wyjściem wzmacniacza pomiarowego. Bezpośrednie wejście wzmacniacza operacyjnego jest podłączone do wspólnej magistrali. Do urządzenia wprowadzana jest indukcyjność, która jest połączona między drugim wyjściem pierwszego rezystora a drugim wejściem nastawy wzmocnienia wzmacniacza instrumentalnego, a trzeci rezystor jest połączony równolegle z kondensatorem. Wejścia bezpośrednie i odwrotne wzmacniacza oprzyrządowania można podłączyć do wspólnej szyny za pośrednictwem pierwszego i drugiego rezystora pomocniczego.
Istotą piezoelektrycznego przetwornika pomiarowego według patentu nr 2400867 jest to, że zawiera on przetwornik piezoelektryczny i przedwzmacniacz.Pierwsza część przedwzmacniacza znajduje się w obudowie przetwornika i zawiera stopień wzmacniający na tranzystorze polowym oraz trzy rezystory. Druga część przedwzmacniacza znajduje się na zewnątrz obudowy i zawiera kondensator odsprzęgający i diodę stabilizującą prąd, których katoda i pierwszy zacisk kondensatora odsprzęgającego są połączone ze źródłem tranzystora polowego. Drugi zacisk kondensatora separującego i anoda diody stabilizującej prąd są połączone odpowiednio z rejestratorem i źródłem zasilania, których wspólny punkt jest połączony z drenem tranzystora polowego. Konwerter zawiera również pierwszą i drugą diodę połączone szeregowo. Katoda pierwszej i anoda drugiej diody są połączone odpowiednio ze źródłem i drenem tranzystora polowego. Ich punkt środkowy jest połączony z bramką tranzystora polowego, z pierwszą elektrodą przetwornika piezoelektrycznego za pomocą pierwszego zacisku pierwszego rezystora, którego drugi zacisk jest połączony z pierwszymi zaciskami drugiego i trzeciego rezystora. Drugie wyjście drugiego rezystora jest połączone ze źródłem tranzystora polowego. Drugie wyjście trzeciego rezystora jest połączone z drugą elektrodą przetwornika piezoelektrycznego oraz z drenem tranzystora polowego. Wynik techniczny: uproszczenie obwód elektryczny, redukcja hałasu i ochrona przed awarią FET.
Badania patentowe wykazały, że obecnie istnieje dość duża liczba piezoelektrycznych przyrządów do pomiaru drgań, które są zróżnicowane pod względem konstrukcji i mają zarówno zalety, jak i wady.
Stąd zastosowanie czujników, które umożliwiają określenie drgań na podstawie właściwości kryształów piezoelektrycznych jest dość istotne.
Automatyka pompowni obejmuje sterowanie głównymi zespołami pompowymi w trybach start-stop, automatyczna kontrola, ochrona i sygnalizacja zespołów pompowych i ogólnie stacji według kontrolowanych parametrów, automatyka start-stop, sterowanie, ochrona i sygnalizacja instalacji pomocniczych pompowni.
Układ sterowania agregatami pompowymi pracuje w trybach zdalnego sterowania krokowego, programowego załączania pomp, programowego zatrzymania pomp oraz zatrzymania awaryjnego.
W trybach zdalne sterowanie z pulpitu operatora uruchamiana jest pompa olejowa, sterowana jest wentylacja pompowni oraz otwierane i zamykane są zawory na przewodach ssawnym i tłocznym głównych zespołów pompowych.
W trybie start i stop programu MHA wszystkie operacje startowe wykonywane są automatycznie. Tryb rozruchu silnika elektrycznego zależy od jego typu (synchroniczny lub asynchroniczny) i jest realizowany przez stacje rozruchowe.
Ogólnie uruchomienie głównej jednostki pompującej jest dość proste. Gdy silnik elektryczny osiągnie prędkość nominalną, otwierają się zawory ssące i tłoczne, a urządzenie zaczyna działać. Układ zasilania olejem w nowoczesnej pompowni jest scentralizowany, wspólny dla wszystkich agregatów, co eliminuje sterowanie pompami układu olejowego i uszczelnieniami podczas rozruchu agregatu.
W przypadku pompowania LPDS ważne jest uruchomienie oprogramowania MPU. Istnieją różne schematy uruchamiania pomp, w zależności od charakterystyki pomp, schematów zasilania i innych czynników. Programy sekwencyjnego otwierania zaworów i uruchamiania głównego silnika elektrycznego urządzenia różnią się.
Jednostki przeniesione w stan gotowości dla systemu ATS można również włączyć zgodnie z programem, w którym obie zasuwy są otwierane wcześniej, gdy jednostka jest przełączana w stan gotowości, a główny silnik elektryczny uruchamia się, gdy jednostka operacyjna jest wyłączona i system ATS jest aktywowany. Ten program włączania agregatu jest najlepszy z punktu widzenia warunków hydraulicznych rurociągu głównego, gdyż przy takim przełączaniu agregatów ciśnienia na ssaniu i tłoczeniu stacji zmieniają się bardzo nieznacznie, a liniowa część główny rurociąg praktycznie nie jest obciążony falami ciśnienia.
Program wyłączania jednostki z reguły przewiduje jednoczesne wyłączenie głównego silnika elektrycznego i włączenie obu zaworów do zamknięcia. W takim przypadku polecenie zamknięcia zaworów jest zwykle wydawane przez krótki impuls (rysunek 3.1).
Ochronę zespołu pompowego w zakresie parametrów pompowanej cieczy zapewniają czujniki ciśnienia 1-1, 1-2, 7-1, 7-2 (Sapphire-22MT), które kontrolują ciśnienie w rurociągu ssawnym i tłocznym . Czujniki 1-1, 1-2 zamontowane na rurociągu ssawnym przy zaworze wlotowym są dostosowane do ciśnienia charakteryzującego kawitacyjny tryb pracy pompy. Zabezpieczenie przed minimalnym ciśnieniem ssania realizowane jest z opóźnieniem czasowym, co eliminuje reakcję na krótkotrwałe spadki ciśnienia przy włączonych i małych pompach śluzy powietrzne. Czujniki 7-1, 7-2, zamontowane na rurociągu tłocznym przy zaworach wylotowych, zabezpieczają przed maksymalnym ciśnieniem tłoczenia. Maksymalny kontakt czujnika 7-1 daje sygnał do obwodu sterującego agregatu przerywając proces rozruchu w przypadku przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia po otwarciu zaworu. Styk czujnika maksymalnego 7-1 zapewnia automatyczne zatrzymanie centrali w przypadku wysłania sygnału do obwodu sterującego centralą, przerywając proces startu w przypadku przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia po otwarciu
proces rozruchu w przypadku przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia po otwarciu zaworu.
Maksymalny kontakt czujnika 7-1 zapewnia automatyczne wyłączenie urządzenia, jeśli ciśnienie w rurociągu tłocznym przekroczy dopuszczalną wartość ze względu na wytrzymałość mechaniczną sprzętu, armatury i rurociągu.
Podczas eksploatacji mogą wystąpić przypadki pracy pompy z bardzo małym przepływem, czemu towarzyszy gwałtowny wzrost temperatury cieczy w korpusie pompy, co jest niedopuszczalne.
Ochronę przed wzrostem temperatury oleju w obudowie pompy zapewnia oporowy konwerter termiczny 9 zainstalowany na obudowie pompy. Naruszenie szczelności urządzeń uszczelniających wał pompy wymaga natychmiastowego wyłączenia agregatu. Kontrola przecieków sprowadza się do kontroli poziomu w komorze, przez którą przecieki są odprowadzane. Przekroczenie dopuszczalnego poziomu jest rejestrowane przez poziomowskaz 3-1.
Ochronę przed przekroczeniem temperatury łożysk 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 realizuje rezystancyjny przetwornik termiczny typu TSMT. W dyspozytorni zostaje wyzwolony alarm, a urządzenie zostaje wyłączone przez ochronę za pomocą sygnału sterującego ze sterownika.
Ochronę przed wzrostem temperatury uzwojeń rdzenia stojana zapewnia termometr oporowy 10 TES-P.-1. Temperatura powietrza w obudowie silnika jest kontrolowana i sygnalizowana sygnałem sterującym ze sterownika.
Ciśnienie w układach płynu uszczelniającego i smarowania obiegowego łożysk pompy i silnika jest kontrolowane przez czujnik ciśnienia Sapfir-22MT i sterownik.
Urządzenia do sygnalizacji wibracyjnej 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 sterują drganiami łożysk pompy i silnika, a gdy wzrosną do niedopuszczalnych wartości, wyłączają urządzenie.
Tabela 3.1 - Lista wybranych urządzeń MND
|
pozycyjny Przeznaczenie |
Nazwać |
Notatka |
|
|
Czujnik ciśnienia typu Sapphire-22MT |
|||
|
Manometr pokazujący typ EKM |
|||
|
Rezystancyjny konwerter termiczny platynowy typ TSP100 |
|||
|
Wskaźnik poziomu typu OMYuV 05-1 |
|||
|
Sprzęt do kontroli wibracji "Kaskada" |
Awaryjne zatrzymanie jednostki następuje, gdy urządzenia i urządzenia zabezpieczające zostaną uruchomione. Istnieją wyłączniki awaryjne, które pozwalają na ponowne uruchomienie jednostki i takie, które tego nie robią. W tym drugim przypadku przyczyna, która spowodowała zatrzymanie, jest ustalana i eliminowana, a dopiero po tym możliwe jest ponowne uruchomienie jednostki. Zatrzymanie z zezwoleniem na ponowne uruchomienie następuje, gdy uruchomienie nie powiodło się, tj. jeśli zatrzymanie było spowodowane temperaturą produktu w obudowie pompy. Zatrzymanie awaryjne z zakazem ponownego uruchomienia agregatu następuje przy następujących parametrach: wzrost temperatury łożysk silnika elektrycznego, pompy i wału pośredniego; zwiększone wibracje urządzenia; zwiększony wyciek z uszczelnień wału pompy; wzrost temperatury powietrza chłodzącego na wlocie do silnika elektrycznego; zwiększenie różnicy temperatur między powietrzem wlotowym i wylotowym chłodzącym silnik elektryczny; wyzwalane urządzenia ochrona elektryczna silnik elektryczny.
Sekwencja operacji, gdy jednostki są zatrzymywane przez sygnały automatyki zabezpieczającej, nie różni się od sekwencji podczas normalnego zatrzymania programu.
Na ogół przepompownia posiada również system ostrzegania i ochrony awaryjnej dla następujących parametrów: pożar, zalanie przepompowni, niedopuszczalne ciśnienia na przewodach ssawnym i tłocznym itp.
Automatyczne wyłączanie jednostek stacji następuje sekwencyjnie zgodnie z programem, z wyjątkiem przypadku ochrony gazowej. Przy zwiększonej koncentracji oparów oleju w pompowni jednocześnie wyłączane są wszystkie odbiorniki elektryczne, z wyjątkiem wentylatorów i urządzeń sterujących. Schemat automatyki przepompowni zapewnia ochronę przeciwpożarową (zainstalowane są czujniki reagujące na pojawienie się dymu, płomienia lub podwyższonej temperatury w pomieszczeniu), po ich uruchomieniu wszyscy odbiorcy energii elektrycznej są wyłączani bez wyjątku.
Wykaz urządzeń służących do automatyzacji głównego zespołu pompowego znajduje się w tabeli 3.2.
Tabela 3.2 - Urządzenia używane do automatyzacji MND
|
scenariusz |
Oznaczenie pozycyjne |
Warunek wyzwalania |
Akcja |
|
Nadmierna temperatura przedniego łożyska pompy |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Nadmierna temperatura tylnego łożyska pompy |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Przekroczenie temperatury produktu olejowego w obudowie pompy |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Przekroczenie temperatury przednich łożysk ED |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Przekroczenie temperatury uzwojeń rdzenia stojana |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Przekroczenie temperatury tylnych łożysk ED |
Redukcja prędkości ED |
||
|
Przekroczenie wibracji przednich łożysk ED |
Redukcja prędkości ED |
||
|
nadmierne wibracje tylnych łożysk ED |
Redukcja prędkości ED |
||
|
nadmierne drgania tylnych łożysk pompy, |
Redukcja prędkości ED |
||
|
nadmierne drgania łożysk przednich pompy |
Redukcja prędkości ED |
3.2 System bezpieczeństwa
Niezawodność działania systemów bezpieczeństwa dla niebezpiecznych obiektów przemysłowych zależy wyłącznie od stanu elektronicznego i programowalnego systemy elektroniczne związane z bezpieczeństwem. Systemy te nazywane są systemem ochrony awaryjnej (SIS). Takie systemy muszą być w stanie utrzymać swoją sprawność nawet w przypadku awarii innych funkcji APCS przepompowni oleju.
Rozważ główne zadania przypisane do takich systemów:
Zapobieganie wypadkom i minimalizacja skutków wypadków;
Blokowanie (zapobieganie) celowej lub niezamierzonej ingerencji w technologię obiektu mogącej prowadzić do rozwoju niebezpieczna sytuacja i zainicjować działanie ESD.
W przypadku niektórych zabezpieczeń występuje opóźnienie między wykryciem alarmu a wyłączeniem bezpieczeństwa. Wyłączenie głównych systemów pomocniczych, zamknięcie zaworów do podłączenia PS do MN.
Agregat pompowy jest stale monitorowany pod kątem szeregu parametrów technologicznych, których wartości awaryjne wymagają wyłączenia i zablokowania agregatu. W zależności od parametru lub warunku, od którego zadziałało zabezpieczenie, można wykonać:
Wyłączenie silnika elektrycznego;
Zamykanie zaworów agregatów;
Uruchamianie jednostki zapasowej.
Dla wszystkich parametrów ochrony przewidziany jest tryb testowy. W trybie testowym ustawiana jest flaga ochrony, wpis do tablicy ochronnej i komunikat jest przesyłany do operatora, ale nie są tworzone działania kontrolne na sprzęcie procesowym.
W zależności od tego, który kontrolowany parametr uruchamia ogólnozakładową ochronę związaną z wyłączeniem jednostek pompujących, system musi wykonać:
Wyłączenie jednego z pracujących MHA, pierwszego w trakcie oleju;
Jednoczesne lub sekwencyjne wyłączanie wszystkich działających MHA;
Jednoczesne wyłączenie wszystkich pracujących PNA;
Zamknięcie zaworów przyłączeniowych NPS;
Zamykanie zaworów FGU;
Wyłączenie niektórych systemów pomocniczych;
Włączanie sygnalizatorów świetlnych i dźwiękowych.
Zabezpieczenie kruszywa MNA i PNA musi zapewnić jego bezawaryjną pracę i wyłączenie, gdy kontrolowane parametry przekroczą ustalone limity.
Treść algorytmiczna funkcji PAZ polega na implementacji następny warunek: gdy wartości pewnych parametrów technologicznych charakteryzujących stan procesu lub sprzętu wykraczają poza ustalone (dopuszczalne) granice, odpowiednią jednostkę lub całą stację należy wyłączyć (zatrzymać).
informacje wejściowe dla grupy funkcji zabezpieczeń awaryjnych zawierają sygnały o bieżących wartościach kontrolowanych parametrów technologicznych przychodzących do bloków logicznych (sterowników programowalnych) z odpowiednich pierwotnych przetworników pomiarowych oraz dane cyfrowe o dopuszczalnych wartościach granicznych tych parametry przychodzące do sterowników z konsoli stacji roboczej operatora PS. Informacja wyjściowa funkcji zabezpieczeń awaryjnych jest reprezentowana przez zestaw sygnałów sterujących wysyłanych przez kontrolery do organów wykonawczych systemów zabezpieczeń.
Obecność informacji zwrotnych znacznie upraszcza proces tworzenia docelowych procesorów i aplikacji użytkownika. Z drugiej strony zwiększa to niezmienność odpowiedzi algorytmów logicznych i obliczeniowych na akcję testową wykonywaną podczas sprawdzania ochrony awaryjnej.
Takie sprawdzenie nie może zagwarantować powtarzalności wyników testu, ponieważ stan pamięci procesora pod kontrolą sprzężenia zwrotnego we wszystkich tych samych warunkach testowych nie będzie taki sam w różnych punktach czasowych.
3.3 APCS oparte na sterownikach Modicon TSX Quantum
Zautomatyzowany system sterowania procesem (APCS) przepompowni oleju bazuje na sterownikach programowalnych Modicon TSX Quantum, które są dobrym rozwiązaniem do zadań sterowania opartych na wysokowydajnych sterownikach programowalnych. System oparty na Quantum łączy kompaktowość, zapewniając opłacalną i niezawodną instalację nawet w najtrudniejszych środowiskach przemysłowych. Jednocześnie systemy Quantum są łatwe w instalacji i konfiguracji, mają szeroki wachlarz zastosowań, co zapewnia niższy koszt w porównaniu do innych rozwiązań. Zapewnione jest również wsparcie zainstalowane produkty dzieląc się starszymi technologiami z tą najnowszą platformą zarządzania. Sterowniki programowalne Modicon TSX Quantum zostały zaprojektowane z myślą o oszczędności miejsca w rozdzielnicy. Przy głębokości zaledwie 4 cali (łącznie z ekranem) kontrolery te nie wymagają dużych osłon; są one umieszczone w standardowej 6-calowej szafce elektrycznej, co pozwala zaoszczędzić do 50% kosztów konwencjonalnych paneli sterowania. Pomimo niewielkich rozmiarów, kontrolery Quantum zachowują wysoki poziom wydajności i niezawodności. Obsługa systemów sterowania z wykorzystaniem sterowników programowalnych Modicon TSX Quantum różne opcje rozwiązania od pojedynczego panelu wejścia/wyjścia (do 448 wejść/wyjść) po nadmiarowe rozgałęzione procesory we/wy z maksymalnie 64 000 liniami we/wy w zależności od potrzeb. Ponadto pojemność pamięci od 256 KB do 2 MB jest wystarczająca dla większości złożone schematy kierownictwo. Wykorzystując zaawansowane urządzenia procesorowe oparte na chipach Intela, kontrolery z serii Quantum są wystarczająco szybkie, a wejścia/wyjścia są w stanie spełnić rygorystyczne wymagania dotyczące szybkości. Sterowniki te wykorzystują również wysokowydajne koprocesory matematyczne, aby zapewnić najlepszy możliwy algorytm i szybkość matematyczną wymaganą do zapewnienia ciągłości i jakości kontrolowanego procesu.
Połączenie wydajności, elastyczności i możliwości rozbudowy sprawia, że seria Quantum najlepsze rozwiązanie do najbardziej złożonych aplikacji, a jednocześnie wystarczająco ekonomiczne do prostszych zadań automatyzacji. Możliwość podłączenia do sieci korporacyjnych i magistrali polowych jest zaimplementowana dla ośmiu typów sieci od Ethernet do INTERBUS-S.
Quantum obsługuje pięć języków programowania zgodnych ze standardem IEC 1131-3. Oprócz tych języków, kontrolery Quantum mogą wykonywać programy napisane w Modicon 984 Ladder Language, Modicon Status Language oraz językach specyficznych dla aplikacji firm trzecich.
Oprócz języków IEC, system Quantum wykorzystuje ulepszony zestaw instrukcji 984 do uruchamiania aplikacji napisanych w Modsoft lub przetłumaczonych za pomocą SY/Mate na kontrolerze Quantum. Do sterownika Quantum można podłączyć szkieletowe sieci komunikacyjne Ethernet, Modbus i Modbus Plus.
Żadna architektura systemu nie spełnia potrzeb dzisiejszego rynku sterowania, tak jak seria sterowników programowalnych Modicon TSX Quantum. Stanowi alternatywny system, w którym węzły we/wy są zwymiarowane, rozmieszczone i skonfigurowane w celu zmniejszenia kosztów okablowania łączącego węzły we/wy z czujnikami i siłownikami. Sterownik Quantum umożliwia łączenie konfiguracji lokalnych, zdalnych, rozproszonych we/wy, peer-to-peer i fieldbus. Ta elastyczność sprawia, że Quantum unikalne rozwiązanie zdolne do zaspokojenia wszystkich potrzeb automatyzacji. Dzięki tylko jednej serii modułów I/O system Quantum można skonfigurować dla wszystkich architektur, dzięki czemu nadaje się do ciągłego sterowania procesami, sterowania maszynami lub sterowania rozproszonego.
Czatuj z nami dzięki LiveChat
Przeczytaj także:
|
Wibrodiagnostyka pozwala na kontrolę stan techniczny zespoły główne i oporowe w trybie ciągłego monitorowania poziomu drgań.
Podstawowe wymagania dotyczące monitorowania i pomiaru drgań zespołów pompowych:
1. Wszystkie pompy główne i doprężające muszą być wyposażone w stacjonarne urządzenia monitorująco-sygnalizujące drgania (KSA) z możliwością ciągłego monitorowania bieżących parametrów drgań w pomieszczeniu operatorskim. System automatyki PS powinien zapewniać alarmy świetlne i dźwiękowe w sterowni w przypadku wzmożonych wibracji, a także automatyczne wyłączanie jednostek po osiągnięciu wartości alarmowej wibracji.
2. Na każdym wsporniku łożysk głównej i poziomej pompy wspomagającej zainstalowane są czujniki urządzeń sterujących i sygnalizacyjnych drgań w celu kontroli drgań w kierunku pionowym. (ilustr.) W pionowych pompach wspomagających czujniki są instalowane na obudowie zespołu łożyska oporowego w celu monitorowania drgań w kierunku pionowym (osiowym) i poziomym-poprzecznym.
Zdjęcie. Punkty pomiarowe na podstawie łożyska
Zdjęcie. Punkty pomiaru drgań na pionowym zespole pompy
System automatyki musi być skonfigurowany tak, aby wysyłał sygnał po osiągnięciu ostrzegawczych i awaryjnych poziomów wibracji pompy w kontrolowanych punktach. Mierzonym i znormalizowanym parametrem drgań jest średnia kwadratowa (RMS) prędkości drgań w roboczym paśmie częstotliwości 10…1000 Hz.
3. Wartości ustawień alarmu i zabezpieczenia przed nadmiernymi drganiami ustawia się zgodnie z zatwierdzoną mapą ustawień zabezpieczenia procesu w zależności od wielkości wirnika, trybu pracy pompy (zasilania) oraz norm wibracyjnych.
Normy drgań dla pomp głównych i wspomagających dla nominalnych trybów pracy
Normy wibracji dla pomp głównych i wspomagających dla nieznamionowych trybów pracy
Przy wartości drgań od 7,1 mm/s do 11,2 mm/s czas pracy pompy głównej i pompy wspomagającej nie powinien przekraczać 168 godzin.
Nominalny tryb pracy zespołu pompującego to zasilanie od 0,8 do 1,2 nominalnego zasilania (Q nom) odpowiedniego wirnika (wirnika).
Podczas włączania i wyłączania zespołu pompującego, ochrona tego zespołu i innych zespołów roboczych powinna być zablokowana z powodu nadmiernych wibracji na czas trwania programu uruchamiania (zatrzymywania) zespołów pompujących.
4. Sygnalizacja ostrzegawcza w pomieszczeniu operatorskim lokalnej sterowni w zakresie parametru „podwyższona wibracja” odpowiada wartości skutecznej 5,5 mm/s (tryb nominalny) i 8,0 mm/s (tryb nienominalny).
Sygnał „wibracje awaryjne” - RMS 7,1 mm/s i 11,2 mm/s, natychmiastowe wyłączenie zespołu pompującego.
5. Kontrolę wibracyjną pomp pomocniczych (pomp olejowych, pomp do odpompowywania wycieków, zaopatrzenia w wodę, gaszenia, ogrzewania) należy przeprowadzać raz w miesiącu i przed oddaniem do konserwacji przy użyciu sprzętu przenośnego.
6. W celu uzyskania dodatkowych informacji podczas diagnostyki wibracyjnej zespołów głównych i oporowych, a także w okresie czasowego braku zainstalowanych na stałe środków pomiaru i kontroli drgań (sprawdzanie, wzorcowanie, modernizacja) stosuje się przenośne przenośne urządzenia wibracyjne.
Każdy pomiar drgań za pomocą sprzętu przenośnego jest wykonywany w ściśle ustalonych punktach.
7. W przypadku używania przenośnego sprzętu wibracyjnego pionową składową drgań mierzy się na górze pokrywy łożyska powyżej środka długości panewki łożyska.
Składowe drgań poziomo-poprzecznych i poziomo-osiowych poziomych zespołów pompujących mierzone są 2…3 mm niżej od osi wału pompy przeciwnej do środka długości wkładki podporowej (rys.).
Punkty pomiaru drgań na pompie pionowej odpowiadają punktom 1, 2, 3, 4, 5, 6 (rys.).
Zdjęcie. Punkty pomiaru drgań na obudowie łożyska pompy bez podpór
W przypadku pomp, które nie posiadają oddalonych zespołów łożyskowych (takich jak CNS, NGPNA), drgania mierzone są na obudowie nad łożyskiem jak najbliżej osi obrotu wirnika (rys.).
8. W celu oceny sztywności mocowania ramy do podłoża mierzy się drgania na wszystkich elementach mocowania pompy do podłoża. Pomiaru dokonuje się w kierunku pionowym na śrubach kotwiących (głowicach) lub obok nich na fundamencie w odległości nie większej niż 100 mm od nich. Pomiar wykonywany jest z planową i nieplanową kontrolą diagnostyki drganiowej.
9. Do wykonania drganiodiagnostycznej kontroli wykorzystuje się aparaturę do pomiaru pierwiastkowej wartości średniej kwadratowej drgań oraz uniwersalną aparaturę drganiową z możliwością pomiaru składowych spektralnych drgań i charakterystyk amplitudowo-fazowych.
Jak wspomniano powyżej, na głównym rurociągu naftowym pracownicy produkcyjni są narażeni na wiele szkodliwych i niebezpiecznych czynników. W tym rozdziale zostanie rozważony najbardziej szkodliwy czynnik przepompowni oleju głowicowego, który niekorzystnie oddziałuje na organizm - wibracje.
Podczas pracy w warunkach wibracji wydajność pracy spada, a liczba urazów wzrasta. Na niektórych stanowiskach pracy drgania przekraczają wartości znormalizowane, aw niektórych przypadkach zbliżają się do wartości granicznej. Zazwyczaj w widmie drgań przeważają drgania o niskiej częstotliwości, które negatywnie wpływają na organizm. Niektóre rodzaje wibracji niekorzystnie wpływają na układ nerwowy i sercowo-naczyniowy, aparat przedsionkowy. Najbardziej szkodliwy wpływ na organizm człowieka mają wibracje, których częstotliwość pokrywa się z częstotliwością naturalnych drgań poszczególnych narządów.
Wibracje przemysłowe, charakteryzujące się znaczną amplitudą i czasem działania, powodują rozdrażnienie, bezsenność, bół głowy, bóle w rękach ludzi zajmujących się wibrującym instrumentem. Przy długotrwałym narażeniu na wibracje tkanka kostna ulega odbudowie: na zdjęciach radiologicznych widać paski, które wyglądają jak ślady złamania - obszary największego naprężenia, w których tkanka kostna mięknie. Zwiększa się przepuszczalność drobnych naczyń krwionośnych, zaburzona jest regulacja nerwowa, zmienia się wrażliwość skóry. Podczas pracy z ręcznym zmechanizowanym narzędziem może wystąpić akroasfiksja (objaw martwych palców) - utrata wrażliwości, wybielenie palców, dłoni. Pod wpływem ogólnych wibracji, zmiany od strony centralnej system nerwowy: pojawiają się zawroty głowy, szumy uszne, zaburzenia pamięci, zaburzenia koordynacji ruchów, zaburzenia przedsionkowe, utrata masy ciała.
Metody sterowania drganiami opierają się na analizie równań opisujących drgania maszyn i zespołów w warunkach produkcyjnych. Te równania są skomplikowane, ponieważ wszelkiego rodzaju osprzętu technologicznego (jak również jego indywidualnego) elementy konstrukcyjne) jest układem o wielu stopniach ruchliwości i wielu częstotliwościach rezonansowych.
gdzie m jest masą układu;
q - współczynnik sztywności układu;
X - aktualna wartość przemieszczenia drgań;
Aktualna wartość prędkości drgań;
Aktualna wartość przyspieszenia drgań;
Amplituda siły napędowej;
Częstotliwość kątowa siły napędowej.
Ogólne rozwiązanie tego równania zawiera dwa wyrazy: pierwszy wyraz odpowiada drganiom swobodnym układu, które w tym przypadku są tłumione z powodu obecności tarcia w układzie; drugi - odpowiada drganiom wymuszonym. główna rola- drgania wymuszone.
Wyrażanie przemieszczenia drgań w złożona forma i zastępując odpowiednie wartości i we wzorze (5.1) znajdujemy wyrażenia na zależność między amplitudami prędkości drgań a siłą napędową:
Mianownik wyrażenia charakteryzuje opór, jaki układ zapewnia zmiennej sile napędzającej i jest nazywany całkowitą impedancją mechaniczną układu oscylacyjnego. Wartość jest aktywna, a wartość jest reaktywną częścią tego oporu. Ten ostatni składa się z dwóch oporów – sprężystego i bezwładnościowego.
Reaktancja wynosi zero w rezonansie, co odpowiada częstotliwości
W takim przypadku system opiera się sile napędowej tylko z powodu aktywnych strat w systemie. Amplituda oscylacji w tym trybie gwałtownie wzrasta.
Zatem z analizy równań drgań wymuszonych układu o jednym stopniu swobody wynika, że głównymi metodami zwalczania drgań maszyn i urządzeń są:
1. Zmniejszenie aktywności wibracyjnej maszyn: osiągnięte przez zmianę proces technologiczny, stosowanie maszyn o takich schematach kinematycznych, w których procesy dynamiczne wywołane uderzeniami, przyspieszeniami itp. byłyby wykluczone lub maksymalnie ograniczone.
zastąpienie nitowania spawaniem;
dynamiczny i równoważenie statyczne mechanizmy;
smarowanie i czystość obróbki współpracujących powierzchni;
zastosowanie przekładni kinematycznych o zmniejszonej aktywności wibracyjnej, na przykład kół zębatych w jodełkę i śrubowych zamiast kół walcowych;
wymiana łożysk tocznych na łożyska ślizgowe;
podanie materiały budowlane ze zwiększonym tarciem wewnętrznym.
2. Odstrojenie od częstotliwości rezonansowych: polega na zmianie trybów pracy maszyny i odpowiednio częstotliwości zakłócającej siły drgań; naturalna częstotliwość drgań maszyny poprzez zmianę sztywności układu.
montaż usztywnień lub zmiana masy układu poprzez doczepienie dodatkowych obciążników do maszyny.
3. Tłumienie drgań: metoda redukcji drgań poprzez wzmocnienie procesów tarcia w konstrukcji, które rozpraszają energię drgań w wyniku jej nieodwracalnej przemiany w ciepło podczas odkształceń zachodzących w materiałach, z których wykonana jest konstrukcja.
nakładanie na wibrujące powierzchnie warstwy materiałów sprężysto-lepkich z dużymi ubytkami na skutek tarcia wewnętrznego: powłok miękkich (guma, tworzywo piankowe PVC-9, mastyks VD17-59, mastyk antywibracyjny) oraz powłok twardych (blachy, izolacja szklana , hydroizol, blachy aluminiowe );
zastosowanie tarcia powierzchniowego (na przykład sąsiadujących ze sobą płytek, takich jak sprężyny);
montaż specjalnych przepustnic.
4. Wibroizolacja: ograniczenie przenoszenia drgań ze źródła na chroniony obiekt za pomocą urządzeń umieszczonych między nimi. Skuteczność wibroizolatorów szacuje się współczynnikiem transmisji KP, równym stosunkowi amplitudy przemieszczenia drgań, prędkości drgań, przyspieszenia drgań chronionego obiektu lub działającej na niego siły do odpowiedniego parametru źródła drgań. Izolacja drgań redukuje wibracje tylko wtedy, gdy skrzynia biegów< 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.
· zastosowanie podpór antywibracyjnych, takich jak podkładki elastyczne, sprężyny lub ich kombinacje.
5. Tłumienie drgań - wzrost masy układu. Tłumienie drgań jest najskuteczniejsze przy średnich i wysokich częstotliwościach drgań. Metoda ta znalazła szerokie zastosowanie w instalacji ciężkiego sprzętu (młoty, prasy, wentylatory, pompy itp.).
instalacja jednostek na masywnym fundamencie.
6. Sprzęt ochrony osobistej.
Ponieważ stosowanie metod ochrony zbiorowej jest nieracjonalne ze względu na ich wysoką kosztochłonność (w tym celu konieczna jest całkowita rewizja planów modernizacji wyposażenia przedsiębiorstwa), w tej sekcji rozważymy i przeprowadzimy obliczenia dotyczące wykorzystania środki ochrony indywidualnej zmniejszające wpływ drgań na ciało personelu produkcyjnego obsługującego układy pompowe przepompowni oleju głowicowego.
Jako środek ochrony przed wibracjami podczas pracy wybierzemy rękawice antywibracyjne oraz specjalne obuwie.
Dlatego, aby zmniejszyć wpływ wibracji, pracownik musi używać następujących środków ochrony osobistej:
Charakterystyczne cechy: unikalne rękawice chroniące przed drganiami z najszerszego zakresu drgań o niskiej i wysokiej częstotliwości. Mankiety: legginsy kierowcy zapinane na rzep. Wyjątkowa odporność na ścieranie, rozdzieranie. Odporny na oleje i benzynę. Doskonała przyczepność na sucho i na mokro (olejowana). Antystatyczny. Zabieg antybakteryjny. Podszewka: wypełniacz „Gelform”. Procentowa redukcja drgań do bezpiecznego poziomu (usunięcie syndromu wibracyjnego układu ręka-przedramię): drgania o niskiej częstotliwości od 8 do 31,5 Hz - o 83%, drgania o średniej częstotliwości od 31,5 do 200 Hz - o 74%, o wysokiej - drgania o częstotliwości od 200 do 1000 Hz - o 38%. Praca w temperaturach od +40°С do -20°С. GOST 12.4.002-97, GOST 12.4.124-83. Model 7-112
Materiał powłoki: kauczuk butadienowy (nitryl). Długość: 240 mm
Rozmiary: 10, 11. Cena - 610,0 rubli za parę.
Botki antywibracyjne posiadają wielowarstwową gumową podeszwę. Takich jak np. buty RANK CLASSIC, które są zalecane dla przedsiębiorstw naftowych i gazowych oraz branż, w których stosowane są substancje agresywne. Cholewka została wykonana z wysokiej jakości naturalnej, wodoodpornej skóry. Odporna na ścieranie podeszwa MBS, KShchS. Metoda mocowania podeszwy Goodyear. Boczne pętle ułatwiające zakładanie. Metalowy podnosek o sile uderzenia 200 J chroni stopę przed uderzeniami i naciskiem. Elementy odblaskowe na wale wizualnie sygnalizują obecność osoby podczas pracy w warunkach słabej widoczności lub w nocy. GOST 12.4.137-84, GOST 28507-90, EN ISO 20345:2004. Materiał wierzchni: naturalna skóra licowa, VO. Podeszwa: monolityczna wielowarstwowa guma. Cena - 3800,0 za parę.
Dzięki temu, stosując te środki ochrony osobistej, można zmniejszyć wpływ wibracji na ciało pracownika. Jeśli 4 pary rękawic i jedna para butów antywibracyjnych zostaną wydane na rok, przedsiębiorstwo dodatkowo wyda około 2 000 rubli miesięcznie na pracownika. Wydatki te można uznać za uzasadnione ekonomicznie, ponieważ dotyczą one profilaktyki chorób zawodowych. Takich jak np. choroba wibracyjna, która jest powodem narażania pracownika na niepełnosprawność.
Ponadto racjonalne jest również przestrzeganie godzin pracy. Zatem czas pracy z urządzeniami wibracyjnymi nie powinien przekraczać 2/3 zmiany roboczej. Operacje są rozdzielone między pracowników tak, aby czas trwania ciągłego działania wibracji, w tym mikropauz, nie przekraczał 15 ... 20 minut. Zaleca się robienie przerw na 20 minut 1-2 godziny po rozpoczęciu zmiany i 30 minut 2 godziny po obiedzie.
W przerwach należy wykonać specjalny zestaw ćwiczeń gimnastycznych i hydrozabiegów – kąpiele w wodzie o temperaturze 38°C, a także automasaż kończyn.
Jeżeli drgania maszyny przekraczają dopuszczalną wartość, to czas kontaktu osoby pracującej z tą maszyną jest ograniczony.
Aby poprawić właściwości ochronne organizmu, zdolność do pracy i aktywność zawodową, należy stosować specjalne przemysłowe kompleksy gimnastyczne, profilaktykę witaminową (dwa razy w roku kompleks witamin C, B, kwas nikotynowy), specjalne odżywianie.
Kompleksowo stosując powyższe metody, można ograniczyć wpływ tak szkodliwego czynnika, jakim są drgania, i zapobiec jego przejściu z kategorii szkodliwych do kategorii czynników niebezpiecznych.
Dlatego w tej sekcji uwzględniono warunki pracy montera piątej kategorii instalacji technologicznych LPDS „Perm” OJSC „North-Western Oil Lines”.
najbardziej niebezpieczne i szkodliwe czynniki na tym stanowisku pracy są: hałas, wibracje, parowanie produktów naftowych, możliwość zakażenia zapaleniem mózgu i boreliozą wiosną i latem. Najniebezpieczniejszym z nich jest wpływ wibracji. W tym zakresie wdrożono rekomendacje mające na celu wyeliminowanie negatywnego wpływu tego czynnika. W tym celu racjonalne jest zapewnienie pracownikom środków ochrony indywidualnej w ilości (na osobę) 4 par rękawic antywibracyjnych i jednej pary butów antywibracyjnych na okres 12 miesięcy, co zmniejszy wpływ tego czynnika kilkakrotnie.
Wibracje ogólne i lokalne oddziałują na organizm ludzki w różny sposób, dlatego też dla nich ustalane są różne maksymalne dopuszczalne wartości.
Znormalizowanymi parametrami drgań ogólnych są wartości skuteczne prędkości drgań w pasmach częstotliwości oktawowych lub amplituda przemieszczeń wzbudzanych pracą urządzeń (maszyn, obrabiarek, silników elektrycznych, wentylatorów itp.) i przenoszonych na stanowiska pracy w pomieszczenia przemysłowe(podłoga, podesty robocze, siedzisko). Regulowane parametry wprowadzają normy sanitarne SN 245-71. Nie dotyczą pojazdów i maszyn samobieżnych będących w ruchu.
Podane w normach dopuszczalne wartości parametrów drgań (tab. 12) przeznaczone są dla stałych miejsc pracy w obiektach przemysłowych przy ciągłym narażeniu w ciągu dnia roboczego (8 godzin).
Tabela 12
Jeżeli czas trwania narażenia na wibracje jest krótszy niż 4 godziny w ciągu dnia roboczego, dopuszczalne wartości parametrów wibracji wskazane w tabeli należy zwiększyć 1,4-krotnie (o 3 dB); przy ekspozycji na mniej niż 2 godziny - dwukrotnie (o 6 dB); przy ekspozycji na mniej niż 2 godziny trzy razy (o 9 dB). Czas trwania narażenia na drgania należy uzasadnić obliczeniami lub potwierdzić dokumentacją techniczną.
W przypadku maszyn ręcznych maksymalne dopuszczalne poziomy drgań zostały wprowadzone przez GOST 17770-72. Ich parametry określają: efektywne wartości prędkości drgań lub ich poziomy w pasmach częstotliwości oktawowych w punktach styku maszyn z rękami pracownika; siła docisku (posuwu) przyłożona w procesie pracy do maszyny ręcznej rękami pracownika; masa maszyny ręcznej lub jej części, postrzegana w procesie pracy przez ręce robotnika.
Dopuszczalne wartości prędkości drgań i ich poziomów w pasmach częstotliwości oktaw podano w tabeli. trzynaście.
Tabela 13
Notatka. W paśmie oktawowym o średniej geometrycznej częstotliwości 8 Hz kontrolę wartości prędkości drgań należy przeprowadzać tylko w przypadku maszyn ręcznych o liczbie obrotów lub uderzeń na sekundę mniejszej niż 11,2.
Normy dla maszyn ręcznych określają również siłę nacisku i masę maszyny, a dla siłowników pneumatycznych - wielkość przyłożonej siły.
Siła nacisku (posuwu), przyłożona rękami pracownika do maszyny ręcznej i niezbędna do stabilnej i produktywnej pracy, jest określona przez normy i specyfikacje dla poszczególnych typów maszyn; nie powinna przekraczać 200 N.
Masa maszyny ręcznej lub jej części, postrzegana przez ręce, siła grawitacji lub jej element, przenoszona na ręce pracownika w trakcie pracy, nie powinna przekraczać 100 N.
Powierzchnie maszyn w miejscach ich kontaktu z rękami pracownika muszą mieć współczynnik przewodzenia ciepła nie większy niż 0,5 W / (m * K). Ogólne wymagania ręczne maszyny pneumatyczne są wyposażone w GOST 12.2.010-75, który zawiera wymagania bezpieczeństwa dotyczące projektowania i eksploatacji maszyn, a także wymagania dotyczące metod kontroli parametrów wibracji.
Konstrukcja maszyny musi być zgodna z wymaganiami GOST 17770-72 z następującymi dodatkami: konstrukcja maszyny musi zapewniać ochronę przed drganiami obu rąk operatora; mieć zabezpieczenia narzędzia roboczego; położenie otworów wylotowych jest takie, aby powietrze wylotowe nie zakłócało pracy operatora. Maszyny udarowe muszą być wyposażone w urządzenia zapobiegające samorzutnemu lotowi narzędzia roboczego podczas uderzeń na biegu jałowym.
Dozwolone jest używanie maszyn do wykonywania czynności nieprzewidzianych przez ich główny cel. Jeśli jednak wibracje jednocześnie przekroczą ustalone poziomy (GOST 17770-72), wówczas czas pracy jednego operatora nie powinien przekraczać ustalonych „Zaleceń dotyczących rozwoju warunków pracy dla pracowników w zawodach narażonych na drgania” , zatwierdzony przez Ministerstwo Zdrowia ZSRR, Państwowy Komitet ds. Pracy i Płac ZSRR oraz Ogólnozwiązkową Centralną Radę Związków Zawodowych 1-XII 1971
Przy ręcznym sterowaniu siłownikami i urządzeniami pneumatycznymi nakład siły nie powinien przekraczać podczas pracy: ręką - 10 N; ramię do łokcia - 40 N; całą ręką - 150 N; dwie ręce -250 N.
Elementy sterujące (uchwyty, koła zamachowe itp.), z wyjątkiem pilotów zdalnego sterowania, muszą być umieszczone względem platformy, z której odbywa się sterowanie, na wysokości 1000-1600 mm przy serwisowaniu napędów na stojąco i 600-1200 mm przy serwisowanie w pozycji siedzącej.
Wymagania techniczne dotyczące pomiaru i monitorowania drgań na stanowiskach pracy określa GOST 12.4.012-75.
Przyrządy pomiarowe muszą zapewniać pomiar i kontrolę charakterystyk drgań stanowisk pracy (siedzisko, podest roboczy) oraz sterowanie w warunkach eksploatacyjnych, a także wyznaczenie średniej kwadratowej prędkości drgań uśrednionej w czasie pomiaru w wartościach bezwzględnych i względnych . Dopuszcza się pomiar wartości średniokwadratowych przyspieszenia drgań w wartościach bezwzględnych i względnych oraz przemieszczeń drgań w wartościach bezwzględnych.
Przyrządy pomiarowe muszą zapewniać określenie drgań w pasmach częstotliwości oktawy i trzeciej oktawy. Charakterystyki filtrów oktawowych i trzeciej oktawy są akceptowane zgodnie z GOST 12.4.012-75, ale zakres dynamiczny filtra musi wynosić co najmniej 40 dB.
Przyrządy pomiarowe muszą zapewniać wyznaczanie w pasmach oktawowych wartości średniej kwadratowej prędkości drgań w odniesieniu do 5*10 -8 m/s zgodnie z tabelą. 14 i przyspieszenie drgań względem 3*10 -4 m/s 2 zgodnie z tabelą. piętnaście.
Tabela 14
Tabela 15
Przyrządy pomiarowe są wykonywane w postaci urządzeń przenośnych.
.jpg)
