Автоматизация насосных агрегатов
Последовательность операций при автоматическом управлении насосным агрегатом зависит от гидромеханической схемы, типа приводов отдельных элементов и принятых для них схем пуска.
Гидромеханическая схема может быть:
- с постоянным заливом насоса, когда ось центробежного насоса расположена ниже горизонта воды;
- с предварительным заливом насоса от напорного патрубка;
- с предварительным заливом при помощи вакуум-установки.
При любой из этих схем пуск насоса может осуществляться на закрытую или открытую задвижку напорной линии сети. Наиболее простой схемой автоматизации является схема управления насосом, находящимся под постоянным заливом, при пуске на открытую задвижку. В этом случае основной командный аппарат — поплавковое реле или реле давления, в зависимости от баланса между подачей и расходом воды, дает импульс на включение и отключение двигателя, схема управления которого обеспечит заданную последовательность действия аппаратуры и защиту агрегата.
При данной гидромеханической схеме привод задвижки в схему автоматизации не включается и обратное движение воды при внезапной остановке насоса предотвращается обратным клапаном. Одинаковая длительность разгона двигателя как при открытой, так и закрытой задвижке, доказанная многочисленными опытами, показала, что пуск насосного агрегата на открытую задвижку не вызывает никаких осложнений в работе двигателя при любой характеристике водопроводной сети.
Поэтому установка задвижек с моторным приводом в тех случаях, когда она вызывается не соображениями удобства эксплуатации, а преследует цель обезопасить запуск двигателя, является излишней и приводит к усложнению схемы автоматизации, снижению надежности и повышению стоимости установки.
Однако в эксплуатации пуск насосов на закрытую задвижку пока еще является наиболее распространенным. Рассмотрим автоматизацию запуска насосного агрегата в наиболее сложном случае, когда ось насоса расположена выше горизонта воды насос пускается при закрытой задвижке на напорной линии сети.
Схема автоматического управления при этом должна охватить: управление соленоидом вентиля задвижки залива электродвигателями вакуум-установки, для предварительного залива насоса перед пуском, запуск двигателя насоса (и после развития им необходимого давления), запуск двигателя напорной задвижки.
Между всеми устройствами должна быть соблюдена определенная последовательность действия и необходимые блокировки, исключающие отклонения от заданного режима. Кроме этого, должна быть обеспечена защита и резервирование основных агрегатов в случае отказа их в действии. Проследим включение насосного агрегата по отдельным элементам.
Схема залива насоса от напорного патрубка показана на рис. 312. Перед пуском насосного агрегата открывается вентиль 3 с соленоидным приводом на напорном патрубке 2. После полного залива, всасывающей трубы 1 и насоса, что кон тролируется специальным реле, дается импульс на включение двигателя насоса и закрытие заливочного вентиля 3.
В случае залива насосов с помощью вакуум установки (см. гидромеханическую схему рис. 313) схема автоматического управления вакуум установки должна обеспечить включение любого насосного агрегата станции при получении соответствующего импульса и отключение вакуумустановки при срабатывании реле залива этого агрегата.
Если по прошествии установленного времени залив насоса не произойдет и реле не сработает, включается резервный вакуум-насос. После залива включается пусковая аппаратура, двигателя насоса, схема которой зависит от мощности и типа двигателя (см раздел 3 главы XXVI).
После развития насосом нормального давления срабатывает реле давления, подающее импульс на открытие напорной задвижки. Электрический привод задвижки осуществляет реверсивное движение: прямой ход двигателя при открытии задвижки и обратный ход при закрытии задвижки. Остановка в крайних положениях задвижки производится конечными выключателями, контакты которых введены в цепи катушек магнитного пускателя (рис. 314).
В схему автоматизации включаются также соответствующие реле, обеспечивающие защиту насосного агрегата при электрических и гидравлических повреждениях. К электрическим повреждениям относятся: короткие замыкания, перегрузка двигателя, перегрев обмоток, понижение напряжения в сети; к гидравлическим: незавершенный пуск агрегата, перегрев подшипников, прекращение подачи масла для смазки подшипников, понижение давления и т, п.
При действии любого из защитных реле напорная задвижка должна быть закрыта, а двигатель отключен от сети. Для выполнения этого требования в схему действия всех защит включается общее аварийное реле РА. На схеме рис. 315 в цепь аварийного реле РА включены контакты реле РК (реле контроля продолжительности пуска), контакты РМ (токовой защиты), контакты tпн и tпд (реле контроля Температуры подшипников двигателя и насоса).
При замыкании контактов любого из этих реле срабатывает реле РА и блокируется (запирается) через свой н. о. контакт РА и кнопку ручной деблокировки К3б Реле РА обтекается током до тех пор, пока авария не будет устранена и персонал на месте не деблокирует реле. Для сигнализации об аварийном состоянии в цепь каждого контакта реле защиты включены сигнальные реле PC. Контроль за продолжительностью пуска агрегата осуществляется при помощи специального реле времени, не участвующего непосредственно в самом процессе пуска. Схема включения этого реле показана на рис 316.
Цепь питания реле замыкается при замыкании блок-контактов контактора Л, включающего двигатель насоса, и размыкается н. з. контактом аппарата, срабатывающим при окончании пуска. Таким элементом может быть контакт реле давления, реле контроля движения воды (струйного реле) в водоводе или конечный выключатель напорной задвижки ВК. Для контроля за работой насосного агрегата при отключении используются контакты реле отключения РО и путевой выключатель задвижки ВК. Контакт реле контроля РК вводится в цепь общего реле аварии, как указано на рис. 315.
Гидромеханическая схема (рис. 313) и общая схема автоматического управления насосным агрегатом, с предварительным заливом на сосов от одной общей вакуум-установки и пуском насоса при закрытой напорной задвижке, показаны на рис. 317.
В электрическую схему входит управление вакуум-установкой, управление двигателем насоса, управление двигателем задвижки на напорном трубопроводе и блок взаимосвязей.
Схема осуществляет следующий порядок действия:
1) при замыкании контактов реле дистанционного управления включается реле предварительного залива РЗВ2 включаемого насоса;
2) включается магнитный пускатель основного вакуум-насоса 1К и начинается залив насоса;
3) если залив происходит нормально, срабатывает реле контроля залива РКЗ и дает импульс реле включения насоса РВК; последнее включившись, отключает реле P3В и тем самым магнитный пускатель 1 К;
4) контактами реле РВК включается контактор включения двигателя насоса;
5) после включения насоса и развития им нормального давления срабатывает реле давления РД;
6) срабатывает магнитный пускатель открытия задвижки КО;
7) задвижка открывается; после полного ее открытия переключаются конечные выключатели задвижки, причем контактом ВК размыкается цепь пускателя КО, контактом ВК2 подготавливается к включению цепь пускателя закрытия задвижки КЗ, контактом ВКз замыкается цепь самоблокировки контактора двигателя, контактором ВК4 размыкается цепь реле контроля пуска РК1 контактором ВК6 размыкается цепь питания реле РВК, последнее отпадает и схема приходит в нормальное положение.
В схеме предусмотрена возможность аварийного включения второго вакуум-насоса. При отсутствии залива при пуске второго вакуум-насоса (что свидетельствует о повреждении вакуум-линии включаемого насоса) создается цепь включения аварийного реле вакуум-линии включаемого насоса, и вакуум-установка приходит в состояние подготовки к включению следующего насосного агрегата. Отключение осуществляется нормально открытыми контактами реле дистанционного управления ДУ2 или аварийного реле РА, включаемого от действия защитных реле.
Процесс отключения также контролирует реле РК при помощи контактов РО и ВК5 Нормальное отключение происходит следующим образом:
1) при замыкании контактов реле дистанционного управления ДУ2 включается реле отключения РО;
2) контактами РО включается цепь питания катушки пускателя для закрытия задвижки КЗ, задвижка закрывается;
3) после полного ее закрытия путевые выключатели переключаются, при этом контактами В Кг размыкается цепь питания КЗ, контактами BK1 подготавливается цепь питания пускателя КО1 контактами ВКз деблокируется контактор JI двигателя насоса, двигатель и РО отключаются, схема приходит в исходной положение.
Аварийное отключение происходит при срабатывании любого защитного реле. Имеются две группы защитных реле. Действие одной группы защитных реле PH должно привести к отключению насоса и после ликвидации причины, вызвавшей их действие, схема снова может включаться. Действие второй группы должно привести к отключению агрегата, причем включение может быть осуществлено только после устранения аварии и ручной деблокировки аварийного реле.
При действии защитного реле PH дается импульс на закрытие задвижки, и действие схемы происходит обычным путем. При действии защитных реле второй группы (токовой защиты, реле контроля пуска, реле контроля температуры подшипников) срабатывает общее реле РА и блокируется во включенном состоянии (деблокировка осуществляется вручную КНОПКОЙ Кд).
Реле аварии своими контактами размыкает цепь питания контактора двигателя, одновременно дает импульс на включение контактора закрытия задвижки и отключение РВЗ и РВК, предотвращает возможность включения агрегата до ликвидации аварии.
Нарушения нормальной работы насосных установок, входящих в систему водоснабжения, сигнализируются особыми приборами, установленными ленными на щите диспетчерского пункта. При нарушениях аварийного характера оборудование автоматически отключается и заменяется резервным блоком.
