Элементы автоматизации насосных агрегатов
Основными процессами, которые могут выполняться на насосных станциях автоматически, являются:
- возникновение и передача импульсов на пуск и остановку насосов,
- включение одного или нескольких насосов в установленной последовательности,
- создание и поддержание необходимого разрежения во всасывающем трубопроводе и насосе, если он находится не под заливом, перед пуском,
- открытие и закрытие задвижек в определенные моменты при пуске и остановке,
- отключение работающего насоса при неисправности и включение резервного агрегата,
- защита насосов от работы в недопустимых режимах,
- передача сигналов о работе на диспетчерский пункт,
- отопление и вентиляция здания,
- включение и выключение дренажных насосов.
Контролю должны подвергаться следующие основные технологические параметры: расход жидкости, уровни в приемном резервуаре и в дренажном приямке, давление в напорных трубопроводах, давление у каждого насосного агрегата.
Главной целью автоматического управления канализационными насосными станциями является поддержание в заданных пределах уровня жидкости в приемном резервуаре. Для контроля основного параметра (уровня жидкости в резервуаре) применяют поплавковые или электродные датчики уровня. Сигнал от датчика поступает в релейную схему управления насосами.
Комплексная схема автоматизации насосного агрегата обычно состоит из следующих отдельных частей:
- схема автоматизации залива насоса – управляет работой вакуум-насоса для залива,
- схема автоматизации напорной задвижки,
- схема автоматизации электропривода насоса – управляет работой электродвигателя,
- схема взаимосвязи – обеспечивает последовательность действия системы в целом и осуществляет необходимые блокировки и автоматическую защиту агрегата и сигнализацию.
Основой схем автоматизации насосных станций является применение реле и датчиков различного типа.
Реле представляет собой устройство, осуществляющее скачкообразное изменение управляемой величины при определенных значениях управляющей величины. Управляемой величиной служит, как правило, электрическое напряжение или ток. Управляющими величинами могут быть электрические сигналы от датчиков давления, температуры, уровня и т.д., механические перемещения, промежутки времени и т.д.
Датчики – устройства, воспринимающие контролируемую величину (например, давление или уровень воды в баке) и преобразующие ее в сигнал, удобный для передачи на расстояние. Для автоматизации насосной станции необходимы датчики расхода, давления, уровня, температуры, влажности и вязкости.
В настоящее время происходит переход от релейно-контактных схем автоматизации насосных станций к электронным схемам управления на основе компьютеров. Преимущества – высокая надежность, быстрота реагирования, легкая гибкость и перестраиваемость схем, низкая стоимость.
Все необходимые операции по управлению производятся ЭВМ по составленной программе, причем ЭВМ может работать в двух режимах – выполнять функции советчика оператору, управляющему процессом, или самостоятельно вырабатывать управляющие воздействия на процесс.
Основные сведения об износе. Основные понятия надежности. Надежность насосных агрегатов и их диагностика
Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.
Бывает износ:
- нормальный;
- аварийный.
В зависимости от причин износ делится на 3 категории:
1. химический;
2. физический;
3. тепловой
Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.
Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.
Физический износ – причиной может быть:
- значительные нагрузки;
- поверхностное трение;
- абразивное и механическое воздействие.
И при этом на деталях появляется:
- микротрещины;
- трещины;
- поверхность метала становится шероховатая.
Физический износ бывает:
- осповидный;
- усталостный;
- абразивный;
- эрозия.
Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.
Надежность - свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции.
В зависимости от назначения объекта оно может включать в себя в различных сочетаниях безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Техническая характеристика, количественным образом определяющая одно или несколько свойств, составляющих надежность объекта именуется показатель надежности. Он количественно характеризует, в какой степени данному объекту или данной группе объектов присущи определенные свойства, обусловливающие надежность. Показатель надежности может иметь размерность (например, среднее время восстановления) или не иметь ее (например, вероятность безотказной работы).
Надежность в общем случае - комплексное свойство, включающее такие понятия, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Для конкретных объектов и условий их эксплуатации эти свойства могут иметь различную относительную значимость.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.
Ремонтопригодность - свойство объекта быть приспособленным к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности в процессе технического обслуживания и ремонта.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимым прерыванием для технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение (и после) хранения и (или) транспортировки.
Для показателей надежности используются две формы представления: вероятностная и статистическая. Вероятностная форма обычно бывает удобнее при априорных аналитических расчетах надежности, статистическая - при экспериментальном исследовании надежности технических систем. Кроме того, оказывается, что одни показатели лучше интерпретируются в вероятностных терминах, а другие - в статистических.
Для насосного оборудования характерны отказ и остановка, вызванные аварийным выходом из строя насоса в целом. Такая остановка вызвана не только повреждением детали, приведшей к отказу, но сопровождается рядом других поломок, к которым привела несвоевременная остановка насоса. Такие остановки приводят к повышенному объему ремонтных работ, сокращению общего срока службы машины, повреждению базовых поверхностей, восстановление которых в условиях эксплуатации не представляется возможным.
Одной из важнейших задач эксплуатации насосных установок и КНС в условиях растущих требований к повышению надежности и эффективности, повышению ресурса машинных агрегатов становится диагностика их технического состояния во время работы. Диагностический контроль насосных агрегатов представляет собой совокупность обязательных мероприятий, к которым относятся:
- проверка надежности крепления насосного агрегата к раме и фундаменту, проверка состояния рамы и фундамента (фундаменты насосных агрегатов проверяют визуально на образование трещин, выкрашивания, загрязнения маслом);
- внешний осмотр насосного агрегата с целью обнаружения пропусков среды между фланцами и в разъемах корпуса насоса, масла - из маслосистемы насоса, редуктора, турбины, пара - в разъемах паровой турбины
(в случае привода от турбины);
- осмотр концевых уплотнений вала и оценка объема утечек;
- определение "на слух" наличия посторонних шумов; при повышенной вибрации - определение ее величины с помощью прибора;
- проверка температуры подшипников;
- контроль давления уплотняющей жидкости (для конструкции двойного торцового уплотнения) по манометру, установленному на выходе из камеры уплотнения до регулируемого вентиля;
- проверка уровня масла в баке (при внешней принудительной системе смазки) или картере подшипников; в случае принудительной подачи смазки - контроль давления в маслосистеме;
- контроль вибраций.
7 Система планово-предупредительных ремонтов
Система планово-предупредительных ремонтов (ППР) это комплекс организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, эксплуатации и ремонту технологического оборудования, направленных на предупреждение преждевременного износа деталей, узлов и механизмов и содержание их в работоспособном состоянии.
Сущность системы ППР состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.
Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.
Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.
Положения о планово-предупредительных ремонтах разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.
Основное содержание ППР - внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.
Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.
Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.
Системой ППР предусматриваются ремонты оборудования двух видов: текущие и капитальные.
Текущий ремонт оборудования включает выполнение работ по частичной замене быстроизнашивающихся деталей или узлов, выверке отдельных узлов, очистке, промывке и ревизии механизмов, смене масла в емкостях (картерных) систем смазки, проверке креплении и замене вышедших из строя крепежных деталей.
При капитальном ремонте, как правило, выполняется полная разборка, очистка и промывка ремонтируемого оборудования, ремонт или замена базовых деталей (например, станин); полная замена всех изношенных узлов и деталей; сборка, выверка и регулировка оборудования.
При капитальном ремонте устраняются все дефекты оборудования, выявленные как в процессе эксплуатации, так и при проведении ремонта.
Периодичность остановок оборудования на текущие и капитальные ремонты определяется сроком службы изнашиваемых узлов и деталей, а продолжительность остановок - временем, необходимым для выполнения наиболее трудоемкой работы.
Для выполнения планово-предупредительных ремонтов оборудования составляются графики.
Каждое предприятие обязано составлять по установленной форме годовой и месячный графики ППР.
Система ППР предполагает безаварийную модель эксплуатации и ремонта оборудования, однако в результате изношенности оборудования или аварий проводятся и внеплановые ремонты.
Преимущества использования системы ППР:
- контроль продолжительности межремонтных периодов работы оборудования;
- регламентирование времени простоя оборудования в ремонте;
- прогнозирование затрат на ремонт оборудования, узлов и механизмов;
- анализ причин поломки оборудования;
- расчет численности ремонтного персонала в зависимости от ремонтосложности оборудования.
Недостатки системы ППР:
- отсутствие удобных инструментов планирования ремонтных работ;
- трудоемкость расчетов трудозатрат;
- трудоемкость учета параметра-индикатора;
- сложность оперативной корректировки планируемых ремонтов.