Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

Контрольные вопросы

1. Какие существуют виды атмосферных перенапряжений и каковы причины их возникновения? 2. Какие атмосферные перенапряжения представляют наиболь­ шую опасность для изоляции электрических установок? 3. Какие аппараты и устройства используют для защиты от атмосферных перенапряжений? 4. Что на­ зывается зоной защиты стержневого и тросового молниеотводов? 5. Как устроен и работает вилитовый разрядник?

Г Л А В А XII

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ

§ 68. ЗНАЧЕНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ И ЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Автоматизация насосных станций создает следующие основные преимущества:

обеспечиваются надежность и бесперебойность работы, что достигается в результате постоянного автоматического контроля всех технологических процессов и поддержания заданного режима работы установок;

значительно улучшаются условия труда, повышается его про­ изводительность;

создается возможность высвободить персонал от выполнения многих тяжелых операций и повысить безопасность труда;

снижается трудоемкость ряда процессов и значительно повыша­ ется производительность установок;

сокращается расход электроэнергии, воды, топлива.

Все перечисленные преимущества автоматизации насосных стан­ ций имеют большое социальное и техническое значение. Однако основным фактором при оценке целесообразности использования устройств автоматики является достигаемый при этом экономиче­ ский эффект, который может оцениваться как в денежном, так и в натуральном выражении.

Одно из основных обстоятельств, определяющих экономическую эффективность автоматизации насосных станций,— сокращение де­ журного и подсобного персонала путем-передачи их функций ав­ томатическим устройствам. В результате значительная часть опе­ раций, выполнявшихся ранее вручную, может осуществляться ав­ томатически, без участия человека. Н а . некоторых станциях, численность эксплуатационного персонала при частичной автома­ тизации может быть сокращена в три-четыре раза. При полной ав ­ томатизации эксплуатация насосных станций производится вообще без присутствия людей.

Эксплуатационные расходы при автоматизации снижаются не только за счет сокращения фонда заработной платы, но и вслед­ ствие повышения к. п. д. станции, экономии энергетических ресур-

сов и материалов. Так., экономический эффект, достигнутый при автоматизации насосных станций канала им. Москвы, выразился в снижении расхода потребляемой ими электроэнергии на 35—40%:.

При автоматизации насосных станций благодаря лучшей за­ щите агрегатов значительно сокращается число аварий и причиняе­ мые ими убытки, в результате чего затраты на текущий ремонт могут быть снижены до 20 %', а срок службы оборудования увели­ чен примерно на 30%'. Снижаются расходы на отопление и венти­ ляцию. В ряде случаев создается возможность перевести станцию на работу в часы действия льготного тарифа на электроэнергию.

Вследствие повышения производительности агрегатов, сокраще­ ния строительных объемов, достигаемого путем концентрации обо­ рудования на меньшей площади машинного зала (уменьшение ши­ рины проходов между агрегатами, высоты помещений, сокращения числа бытовых и подсобных помещений, уменьшения регулирую­ щей емкости водонапорных сооружений), значительно сокращаются капитальные затраты.

Однако при оценке экономической эффективности автоматиза­ ции насосных станций наряду с перечисленными факторами не­ обходимо учитывать и неизбежно возникающие дополнительные ка­ питальные затраты на приобретение и монтаж средств автоматики. В настоящее время основным критерием оценки эффективности внедрения автоматики и новой техники является срок окупаемости капитальных затрат (Т0), определяемый по выражению

т_ К2 - К 1

°( C i - C 2) . Q

где К\ и Кг — соответственно капиталовложения при строительстве неавтоматизированного и автоматизированного объектов; Сх и С2 — себестоимость единицы продукции (например, 1 м3 воды), вы­ рабатываемой соответственно неавтоматизированным и автоматизи­

рованным производством; Q — годовое количество продукции (воды).

В зависимости от степени автоматизации объекта устанавлива­ ются следующие максимальные сроки окупаемости капитальных затрат: при частичной автоматизации и установке средств авто­ матизации на действующих агрегатах— 1 —1,5 года; при автомати­ зации отдельных процессов и частичной замене оборудования — 2— 3 года; при комплексной автоматизации отдельных процессов, без изменения технологической схемы — 4—5 лет; при комплексной ав­ томатизации объекта, требующей преобразования и изменения тех­ нологической схемы,— 6 лет.

Если подсчитанные значения Т0 превысят значения Т0 допусти­

мого, то рассматриваемая автоматизация экономически не оправ­ дана.

Иногда для определения того, какя часть затрат на автоматиза­ цию окупается за один год, вычисляют так называемый коэффици­ ент эффективности капиталовложений в автоматизацию (£%') по

258

ф о р м у л е

ь= ~-т%.

1о

§69. ОБЪЕМ И СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ НАСОСНЫХ

СТАНЦИЙ

В современных системах гидромелиорации применяется большое количество сооружений машинного водоподъема. В их состав обыч­ но входят следующие устройства: водозаборные, транспортирующие' воду от водозаборных до водоприемных устройств; отстойные, рас­ положенные между водозаборными и водоприемными; приемные, предназначенные для подвода воды к всасывающим трубам насо­ сов; всасывающие трубы; насосные станции; напорные трубопро­ воды; выпускные сооружения.

Все элементы сооружений машинного водоподъема участвуют в технологическом процессе перекачки воды, и автоматизация их ра­ боты определяет объем автоматизации насосных станций в целом.

Объем автоматизации насосной станции зависит также от ее назначения, особенностей технологического режима, конструкции оборудования, степени автоматизации всей мелиоративной системы.

Насосные станции гидромелиоративных систем имеют широкий диапазон изменения напора и производительности, которые могут колебаться в пределах от долей до сотен кубометров воды в се­ кунду.

Станции, работающие в каскаде, часто не имеют промежуточных водоразборов и аккумулирующих емкостей, что повышает требо­ вания к регулированию их производительности и синхронности ра­ боты. Однако следует отметить, что насосные станции по оборудо­ ванию и протекающим в них процессам относительно легко подда­ ются автоматизации. Несмотря на разнообразие установленного оборудования и их технологических режимов следует стремиться

кунификации, которая позволила бы перейти к типовым решениям

ипромышленному изготовлению станций автоматического управ­ ления насосными агрегатами и другого оборудования.

При оценке возможности автоматизации и успешной работы насосной станции определяющими являются: надежность питания электроэнергией, исправность насосно-силового и другого обору­ дования, всасывающих и напорных линий, а также способ соедине­ ния насосов с двигателями (насосы должны быть непосредственносоединены с двигателями, наличие передач крайне нежелательно).

По степени автоматизации насосные станции делятся на полуавтоматизированные и полностью автоматизированные.

На полуавтоматизированных насосных станциях каждый насос­

ный агрегат включается в работу (и останавливается) при подаче оператором единичных первичных команд (импульсов), после чего агрегат работает автоматически, причем действием автоматики обе­ спечивается необходимая последовательность операций. Защита от

аварий, неисправностей и сигнализация его положения также осуществляются автоматически.

Некоторые устройства на полуавтоматизированных насосных станциях могут быть автоматизированы полностью, например вен­ тиляционные и отопительные. Число таких полностью автоматизи­ рованных устройств зависит, в частности, от режима работы стан­ ции. Если эксплуатация ее ведется с уч-астием дежурного на дому, то число полностью автоматизированных устройств обычно мень­ ше, чем при управлении станцией с более удаленного диспетчер­ ского пункта.

Полностью автоматизированные насосные станции работают без участия персонала, сигналы на включение и остановку агрегатов подаются при этом специальными устройствами — датчиками. В качестве датчиков могут быть использованы реле уровня, установ­ ленные над баком водонапорного сооружения или резервуара, или реле давления, установленные в характерных (наиболее важных) точках сети. Применяется также так называемое программное уп­ равление, ведущееся автоматически по определенной, заранее за­ данной программе. Эта программа задается на определенное время (например, на время одного полива). В течение этого времени все необходимые меры по выполнению программы обеспечиваются дей­ ствием автоматики, например выключение аварийного агрегата и включение резервного и т. д.

Полностью автоматизируют обычно осушительные, перекачеч­ ные и водопроводные станции, а также дренажные агрегаты любо­ го назначения и системы полива: насосная станция — закрытый трубопровод, питающий передвижные дождевальные агрегаты.

Оросительные насосные станции в зависимости от конкретных условий могут работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах.

§ 70. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ. ПОДЛЕЖАЩИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ НА НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ

К основным процессам, автоматизируемым на насосных стан­ циях, относятся: 1) управление электродвигателями основных на­ сосов; 2) управление заливом насосов;'3) управление напорной зад­ вижкой; 4) защита агрегата; 5) сигнализация; 6) регулирование производительности насосов; 7) управление дренажными насосами; 8) управление пожарными насосами; 9) управление отоплением и вентиляцией.

Функциональная развернутая схема автоматизации перечислен­ ных процессов, а также варианты автоматического залива и пуска насосов приведены на рис. 166.

Прежде чем более подробно рассмотреть схему автоматизации основных процессов насосной станции необходимо остановиться на принципах действия и устройстве нескольких наиболее употребляе­ мых при этом датчиков и реле.

260