Раздел i. основные задачи и цели управления режимами работы теплоснабжения и отопления
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Таблица 1.1 Данные об эксплуатационных изменениях тепловых и гидравлических характеристик некоторых элементов систем централизованного теплоснабжения
| Элементы | Характеристика процесса | Факторы, обусловливающие изменение характеристик |
| Наружные ограждения зданий Отапливаемое помещение, здание Участок трубопровода тепловой сети Поверхностный теплообменник | Тепловые потери в окружающую среду Аккумулирование тепла (инерционность) Гидравлическое сопротивление Тепловые потери в окружающую среду Транспортное запаздывание Гидравлическое сопротивление Интенсивность теплообмена | Эксплуатационные изменения теплопроводности и воздухопроницаемости материала конструкций. Уплотнениеили разгерметизация оконных проемов. Загрязнение поверхностей остекления Изменение количества и состава оборудования и предметов, находящихся в помещении (здании) Коррозионные отложения Повреждения и увлажнения теплоизоляции, изменение влажности грунта Изменение расхода теплоносителя по участку Коррозионные отложения, накипь Коррозионные отложения, образование накипи, изменение расхода теплоносителя |
Тема 1.2. Задачи, решаемые АСУ ТП теплоснабжения: задачи автоматизации [Чистович]
Многообразие условий теплоснабжения обусловливает не-однозначность принципиальных решений, используемых при выборе методов, уровней и технических средств автоматизации. Их выбор зависит от назначения отапливаемых зданий и сооружений, характера теплоснабжающей системы, природно -климотических, социальных и других факторов.
Вместе с тем анализ отечественного и зарубежного опыта позволяет составить представление о путях научно-технического прогресса в рассматриваемой области и сформулировать требования, предъявленные к современным автоматизированным системам теплоснабжения.
Режимы отпуска тепловой энергии в этих системах должны быть маневренными и гибкими, учитывать многообразие возмущающих воздействий на функционирование системы и специфические условия температурного режима отдельных потребителей, рационально использовать динамические свойства составляющих ее звеньев, основываться на рациональном сочетании нескольких ступеней управления (на источнике, в тепловых сетях и в абонентских установках, см. табл. 1.2), обеспечивать возможность программного изменения температуры воздуха с зданиях, предусматривать параллельную работу нескольких источников на общие тепловые сети и участие теплоэлектроцентралей в прохождении пиков (провалов) электрической нагрузки [71].
При этом затраты на производство и распределение тепловой энергии, с учетом взаимосвязей между источниками теплоты и электроэнергетической системой, а также между различными системами инженерного обеспечения населенных мест, промышленных узлов, отдельных зданий, должны быть минимальными.
Краткая характеристика основных задач, решаемых автоматизированной системой управления технологическими процессами теплоснабжения, приведена в табл. 1,3.
Таблица 1.2. Ступени автоматического управления в системах централизованного теплоснабжения
| Ступе-ни | Ступени | Место осуществления | Объект управления |
| управления | управления | ||
| I | Центральное | Котельная, ТЭЦ | Система теплоснабжения, магистральные тепловые сети |
| II | Районное | Контрольно- распределительный пункт | Район теплоснабжения, распределительные тепловые сети |
| (КРП) | микрорайона | ||
| III | Групповое | ||
| Центральный тепловой пункт (ЦТП) | Теплоснабжение группы зданий, внутриквартальные тепловые сети | ||
| IV | Местное | Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) | Система теплоснабжения одного здания или блок-секции здания |
| V | Позонное (пофасадное) | Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) | Отдельные ветви систем |
| отопления и вентиляции, отдельные зоны здания | |||
| VI | Индивидуальное | ||
| Нагревательный прибор в отапливаемом помещении | Отдельное отапливаемое помещение | ||
РАЗДЕЛ II. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ
Особенности центрального регулирования
РАЗДЕЛ VII. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Рис. 12.1. Функциональная схема управления приточной камерой
Ручное местное управление электродвигателем приточного вентилятора Ml производится кнопками SB1 «Стоп» и SB2 «Пуск» через магнитный пускатель КМ; исполнительным механизмом М2 приемного клапана наружного воздуха кнопками SB5 «Открытие» и SB6 «Закрытие» через промежуточные реле и собственные конечные выключатели; исполнительным механизмом М3 клапана на теплоносителе кнопками SB7 «Открытие» и SB8 «Закрытие» через промежуточное реле К5 и собственные конечные выключатели и исполнительным механизмом М4 фронтально-обводного клапана кнопками SB9, SB10.
Включение ‒ выключение электродвигателя Ml вентилятора сигнализируется лампой HL1 «Вентилятор включен», установленной на щите автоматизации.
Включение и выключение приточной камеры в автоматическом режиме работы производится кнопками SB3 «Стоп» и SB4 «Пуск», расположенными на щите автоматизации, через промежуточные реле К1 и К2. При этом перед включением вентилятора промежуточные реле KL КЗ и Кб обеспечивают принудительное открытие клапана на теплоносителе, а после включения вентилятора промежуточное реле К2 подключает контур регулирования температуры приточного воздуха и защиту от замерзания, а также открывает приемный клапан наружного воздуха.
Поддержание температуры приточного воздуха осуществляется регулятором температуры Р2 с термисторным датчиком ВКК установленным в приточном воздуховоде; управляющий сигнал через релейно-импульсный прерыватель Р1 подается на исполнительный механизм М3 клапана на теплоносителе.
Изменение соотношений расходов воздуха через калориферы и обводной канал производится по сигналам регулятора температуры Р4 с датчиком ВК2, установленным в трубопроводе теплоносителя. Управляющие сигналы через релейно-импульсный прерыватель РЗ подаются на исполнительный механизм М4 фронтальнообводного клапана.
Защита воздухоподогревательной установки от замерзания обеспечивается датчиком ‒ реле температуры теплоносителя Р5, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе теплоносителя сразу за первой по ходу воздуха секцией подогрева, и датчиком-реле температуры воздуха Р6У чувствительный элемент которого установлен в воздуховоде между приемным клапаном наружного воздуха и воздухоподогревательной установкой. В случае опасности замерзания через промежуточное реле Кб производятся отключение электродвигателя Ml приточного вентилятора, открытие клапана на теплоносителе и включение сигнализации, а также закрытие приемного клапана наружного воздуха. Возникновение опасности замерзания сигнализируется лампой HL3 «Опасность замерзания» и звуковым сигналом ЯЛ.
В системах промышленной вентиляции широко распространено использование группы приточных камер (ПК), работающих в режиме поддержания одинаковой температуры приточного воздуха. Известны два способа’ регулирования теплопроизводительности группы приточных камер; изменением расхода теплоносителя и изменением температуры теплоносителя при неизменных расходах теплообменивающихся сред.
Первый способ регулирования позволяет простыми средствами поддерживать заданную теплопроизводительность ПК минимальным количеством теплоносителя, обеспечивать гидродинамическую стабилизацию системы. Однако при его использовании необходимо принимать особые меры по защите теплообменников от замерзания, что особенно важно при наличии определенного запаса по площади поверхности нагрева.
В зарубежной практике широко применяется второй способ регулирования теплопроизводительности, который в отечественной практике не нашел достаточного распространения по ряду причин. Тем не менее этот способ завоевывает все большую популярность, так как позволяет минимальными средствами автоматически решать проблему защиты от замерзания. Кроме того, при его использовании исключаются перерасходы теплоты на воздушное отопление и вентиляцию помещений, т. е. уменьшаются суммарные за отопительный период расходы поступающего от ТЭЦ теплоносителя.
Системой автоматического управления группой приточных камер предусматривается регулирование теплопроизводительности воздухоподогревательных установок изменением температуры подаваемого теплоносителя при постоянном расходе воздуха и теплоносителя через них путем подмешивания части теплоносителя из обратной линии в подающую.
Рис.12.2. Функциональная схема управления группой приточныхкамер
ми с узлом подготовки теплоносителя, состоящим из насосов Н1 и Н2 (один резервный), обратного клапана К1У регулирующего клапана К2 и регулятора давления РД. На обратном трубопроводе перед* узлом подготовки установлено реле протока теплоносителя РПТ.
Исполнительный механизм клапана К2 электрически связан с регулятором РТ1, на входы которого подсоединены датчики ДТ температуры теплоносителя в подающей линии на выходе из узла подготовки и датчик Дн.в температуры наружного воздуха. На схеме представлены также элементы сигнальной аппаратуры: •сигнализатор температуры приточного воздуха РТ2 с датчиками Д1‒Дп и реле протока воздуха РПВ, установленные в каждой приточной камере. Сигнализатор РТ2 конструктивно выполнен в виде регулирующего многоточечного моста КСМ, выходные контакты которого, так же как и контакты РПВУ замыкают цепи световой и звуковой сигнализации.
Разработанная система обеспечивает управление группой приточных камер в ручном и автоматическом режимах.
является способ точки росы, при котором относительная влажность воздуха в процессе обработки в оросительной камере приближается к ᴪ—100% (реально 90—95 % ).
Относительное постоянство ϕ в помещении обеспечивается путем стабилизации температуры почки росы т приторного воздуха. Этот косвенный способ обеспечивая ϕ =const дает удовлетворительные результаты при незначительных колебаниях влговыделений в помещениях, а при значительных колебаниях для стабилизации точки ᴪ необходимо изменить влагосодержание приточного воздуха.
Регулирование гш осуществляется, как правило, изменением производительности воздухоподогревателя второй ступени подогрева.
В течение года параметры наружного воздуха изменяются в широких пределах. На l—d-диаграмме область этих изменений оконтурена пунктиром и линией ϕ = 100%. C изменением параметров наружного воздуха будет измениться производительность теплообменных и смесительных аппаратов установки кондиционирования.
Анализ работы указанных аппаратов в течение года удобно выполнить с применением I—d-диаграммы (рис, 12.3,6). По мере увеличения энтальпии наружного воздуха от I.» к I1: теплопроизводительность воздухоподогревателя первой ступени подогрева необходимо уменьшать, так как в противном случае произойдет увеличение температуры точки росы, приточного воздуха.
При —I1 воздухоподогреватель первой ступени подогрева должен быть выключен. При I1 <In«<I2 заданное значение tт.р может быть достигнуто путем увеличения соотношения объемов наружного и рециркуляционного воздуха. При In-I2 через оросительную камеру должен проходить только наружный воздух, т.k. установка будет работать как прямоточная. В области I2<I„<Iз оросительная камера работает в адиабатическом режиме, охлаждая и увлажняя только наружный воздух.
Вследствие увеличения влагосодeржания приточного воздуха относительная влажность ϕ в помещении будет увеличиваться и может выйти за пределы допустимых значений. Наиболее просто значение можно уменьшить некоторым повышением температуры приточного воздуха и тем самым увеличением температуры t в помещении. При Iв=I3 значение t в помещении должно соответствовать летнему режиму.
При Iз<Iв<I4 в помещение подается только наружный воздух, который (для сохранения относительного постоянства ϕ) необходимо охлаждать с понижением энтальпии, для чего в оросительную камеру подастся холодная вода от источника холодоснабжения. При I4<Iв<I3 для экономии холода используется рециркуляционный воздух; обработка воздуха осуществляется по схеме, рассмотренной для расчетною летнего периода.
Выполненный анализ позволяет построить графики регулирования работы теплообменных и смесительных аппаратов в кондиционере при годовых изменениях энтальпии наружного воздуха (рис. 12.3,о). Графики наглядно показывают изменение теплопроизводительности воздухоподогревателей первой Q1 и второй Q2 ступеней подогрева, холодопроизводительности Qo (с минусом), количества приточного (постоянно), наружного Сн и рециркуляционного воздуха, принятую последовательность работы аппаратов и характерные точки смены режимов. Кроме того, они дают представление об энергетической эффективности принятой схемы тепловлажностной обработки воздуха.
Как видно из рис. 12.3,в. при 1з<1п<1и.я режим работы системы кондиционирования воздуха энергетически не оправдан, так как одновременно потребляются теплота и холод. Фактически необходимые затраты холода при 1з<1п<1и.я. Обозначены на рисунке крестообразной штриховкой.
Регулирование по оптимальному режиму. В последнее время начинают применять мегод регулирования системы кондиционирования воздуха по оптимальному режиму (разработанный А. Я. Креслинем), позволяющий во многих случаях избежать повторного подогрева воздуха, охлажденного в оросительной камере, а также более рационально использовать теплоту рециркуляционного воздуха. В любой момент времени воздух в установке кондиционирования проходит теловлажностную обработку в такой последовательности, при которой расходы теплоты и холода оказываются наименьшими.
Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлен ряд режимов, которые при определенных состояниях наружного и внутреннего воздуха, известном тепловлажностном балансе помещения и заданном относительном количестве подаваемого наружного воздуха могут быть названы оптимальными. Анализ производится графоаналитическим методом с применением I—d-диаграммы. Оптимальный режимобработки воздуха выбирается в зависимости от положения на I—d-диаграмме точки, характеризующей состояние наружного воздуха в данный момент.
Метод регулирования систем кондиционирования воздуха по оптимальному режиму энергетического более эффективен. Однако надо отметить, что реализация регулирования по методу оптимальных режимов требует более сложной автоматики, что сдерживает его практическое применение.
Метод количественного регулирования систем кондиционирования воздуха. Сущность метода заключается в регулировании тепло- и холодопроизводитсльности( установок кондиционирования воздуха путем изменения расхода обрабатываемого воздуха.
Регулирование расхода воздуха осуществляется изменением производительности вентилятора путем изменения частоты вращения ротора электродвигателя, применения регулируемых гидравлических или электронных муфт (соединяющих электродвигатель с вентилятором), использования направляющих аппаратов перед вентиляторами.
Следует иметь в виду, что количественное регулирование осуществляется лишь в определенных пределах изменения расхода воздуха. Значительное сокращение расхода воздуха в процессе регулирования может привести к нарушению воздушного режима помещении или к несоблюдению гигиенических или технологических норм подачи свежего воздуха. В таких случаях возможно применение схем количественно-качественного регулирования.
Регулирование систем кондиционирования воздуха (см. рис. 12.3) обеспечивается с помощью контуров регулирования. Установленный в рабочей зоне помещения или в вытяжном канале чувствительный элемент терморегулятора воспринимает отклонения температуры. Терморегулятор управляет воздухоподогревателем второй ступени подогрева ВП2 чаще всего путем регулирования подачи теплоносителя клапаном К\.
Постоянство влажности воздуха в помещении обеспечивается двумя терморегуляторами точки росы, чувствительные элементы которых воспринимают отклонения температуры воздуха после оросительной камеры
или волы в ее поддоне. Терморегулятор зимней точки росы управляет последовательно клапаном воздухоподогревателя первой ступени подогрева ВП, и воздушными клапанами (заслонками) К3. К,. К5. Терморегулятор летней точки росы управляет подачей холодной воды из холодильной установки в оросительную камеру с помощью клапана К6.
Для более точного регулирования влажности воздуха применяют влагорегуляторы, чувствительные элементы которых устанавливают в помещении. Влагорегуляторы управляют клапанами К2-К6 той же последовательности. что и терморегуляторы точки росы.
В системах с применением первой рециркуляции воздуха терморегулятор летней точки росы работает совместно с терморегулятором реверса воздушных клапанов. Чувствительным элементом этого терморегулятора является мокрый термометр, установленный в потоке наружного воздуха и работающий по следующей программе: при In>I4 терморегулятор устанавливает клапаны K3. К4, и К5 на режим минимальной подачи воздуха, при I2<I„<I4 клапаны K3, К4, и К5 переводятся на режим подачи только наружного воздуха (см. рис. 12.3,в). Открытие и закрытие клапанов Кз н К5 дополнительно блокируется с пуском и остановкой приточного вентилятора.
Воздухоподогреватели первой ступени подогрева ВП1 работают в наиболее неблагоприятном режиме; для предупреждения опасности их замерзания предусматривается автоматика защиты, функционирующая как во время работы приточного вентилятора, так и после его остановки. Два терморегулятора автоматики защиты контролируют температуру воздуха перед воздухоподогревателем первой ступени подогрева и температуру теплоносителя после него.
При сочетаниях температур, создающих угрозу замерзания воздухоподогревателя, они выключают приточный вентилятор. При остановленном приточном вентиляторе необходима дополнительная защита воздухоподогревателя от замерзания. Наиболее надежна схема, автоматически обеспечивающая периодический прогрев воздухоподогревателя.
Если направление луча процесса в помещении в течение года меняется в широких пределах (от г, а до ея.я), анализ режима круглогодичного регулирования установок полного кондиционирования необходимо проводить с учетом этого изменения.
Из изложенного видно, что результаты анализа процессов обработки воздуха в расчетных условиях и их возможных изменений в течение года являются исходными для выбора основных контуров регулирования систем кондиционирования воздуха
Тема 8.3. Защита воздухонагревателей от замерзания [Стомахина]
Содержание и состав проекта системы,
Исходные данные для проектирования
Исходные данные для проектирования содержатся в
техническом задании на разработку системы автомати-
ческого управления технологическим процессом. Техни-
ческое задание подготовляется разработчиками техно-
логического процесса или технологической установки,
подлежащих автоматизации. В его создании должны
принимать участие будущие исполнители- проектиров-
щики системы управления.
Задание на разработку системы содержит техничес-
кие требования, предъявляемые к ней заказчиком. Кро-
ме того, к нему прикладывается комплект материалов,
необходимых для проектирования.
Основными элементами задания являются перечень
объектов автоматизации ̶ технологических агрегатов
и установок, а также функции, выполняемые системой
контроля и регулирования, обеспечивающей автомати-
зацию управления этими объектами. Задание содержит
рад данных, которые определяют общие требования и
характеристики системы, а также описывают объекты
управления. Эта часть задания состоит из трех разде-
лов:
1) обоснование разработки;
2) условия эксплуатации системы;
3) описание технологического процесса.
Обоснование разработки содержит ссылки на плане-
вые документы, определяющие порядок проектирования
автоматизированного технологического процесса, плано-
вые сроки проектирования, стадийность проектирования,
допустимым уровень затрат на создание системы
управления, технико-экономическое обоснование целе-
сообразности проектирования автоматизации и оценку
подготовленности объекта к автоматизации.
Описание условий эксплуатации проектируемой си-
стемы содержит условия протекания технологического
процесса (пыле-, взрыво-, пожароопасность, содержа-
ние влаги, агрессивных примесей в окружающей среде,
шум, вибрации и т п.), требования к степени централи-
зации контроля и управления, к выбору режимов управ-
ления, к унификации аппаратуры автоматизации, усло-
вия ремонта и обслуживания парка приборов на пред-
приятии, данные об источниках энергии для питания
аппаратуры автоматики.
Описание технологического процесса включает:
а) технологические схемы процесса;
б) чертежи производственных помещений с разме-
щением технологического оборудования;
в) чертежи технологического оборудования с указа-
нием конструкторских узлов для установки датчиков
контроля;
г) схемы электроснабжения;
д) схемы воздухоснабжения;
е) данные для расчетов систем контроля и регулиро-
вания;
ж) данные для расчета технико-экономической эф-
фективности системы автоматизации.
Тема 9.2 Функциональная схема автоматического контроля систем теплоснабжения
§ 11.3. Назначение и содержание функциональной схемы
Функциональная схема автоматического контроля и управления предназначена для отображения основных технических решений, принимаемых при проектировании системы автоматизации технологических процессов. Она является одним из основных документов проекта и входит в его состав при разработке технической документации на всех стадиях проектирования.
В процессе разработки функциональной схемы формируются структура создаваемой системы и функциональные связи между объектом управления – технологическим процессом и аппаратурной частью системы – приборами управления и сбора информации о состоянии технологического процесса (рис. 11.1).
При создании функциональной схемы определяют:
1) целесообразный уровень автоматизации технологического процесса;
2) принципы организации контроля и управления технологическим процессом;
3) технологическое оборудование, управляемое автоматически, дистанционно или в обоих режимах по заданию оператора;
4) перечень и значения контролируемых и регулируемых параметров;
5) методы контроля, законы регулирования и управления;
6) объем автоматических защит и блокировок автономных схем управления технологическими агрегатами;
7) комплект технических средств автоматизации, вид энергии для передачи информации;
8) места размещения аппаратуры на технологическом оборудовании, на щитах и пультах управления.
Функциональная схема автоматического контроля и управления содержит упрощенное изображение технологической схемы автоматизируемого процесса или агрегата. Технологическая схема состоит из цепи устройств или агрегатов, расположенных в соответствии с технологическим процессом.
Оборудование на схеме показывается обычно в виде условных изображений, соединенных между собой линиями технологических связей, которые отражают направление потоков вещества или энергии.
На функциональной схеме изображаются системы автоматического контроля, регулирования, дистанционного управления, сигнализации, защиты и блокировок. Все элементы систем управления показываются в виде условных изображений и объединяются в единую систему линиями функциональной связи. Нанесенные на условные изображения буквенные обозначения отражают функции, выполняемые аппаратурой управления.
На функциональной схеме показывается также различная аппаратура управления: устройства, устанавливаемые на технологических агрегатах и потокопроводах: первичные приборы (датчики) и регулирующие органы; приборы, монтируемые около технологической аппаратуры (по месту), но не на щитах управления; блоки усилителей, преобразователи сигналов, магнитные пускатели, местные измерительные приборы, исполнительные механизмы; аппаратура, устанавливаемая на щитах и пультах управления; вторичные приборы, регуляторы, ключи управления, сигнальные лампы. Для изображения каждой группы приборов на схеме выделяется специальная зона (рис. 11.1).
Кроме того, на схеме даются текстовые пояснения, отражающие назначение и характеристики технологических агрегатов, величины контролируемых и регулируемых параметров, условия блокировки и сигнализации.
Функциональная схема автоматического контроля н управления – основной документ проекта, на котором показаны все системы управления процессом, принципы их построения н взаимосвязи, использованные методы контроля, поэтому в процессе работы над про-
Рисунок 11.1 – Структура размещения зон функциональной схемы автоматического контроля н управления
ектом необходимо постоянно обращаться к схеме, чтобы все принципы, заложенные в систему управления при разработке функциональной схемы, были реализованы, а новые идеи, возникшие при работе над проектом, находили в ней отражение.
При обсуждении и анализе предполагаемой системы управления удобно пользоваться функциональной схемой, отражающей в концентрированном виде основное содержание проекта. В дальнейшем (в процессе монтажа, наладки и эксплуатации) изучение проекта начинается с подробного ознакомления с функциональной схемой. В соответствии с существующей практикой функциональная схема является основанием для составления заявочной спецификации на приобретение приборов и средств автоматизации.
В некоторых случаях, когда функциональная схема оказывается весьма насыщенной, ее можно разделить на несколько схем, выделяя системы управления отдельными агрегатами технологического процесса.
Измеряемые (управляемые) технологические параметры и функции, выполняемые прибором, обозначают буквами латинского алфавита.
При этом применяются следующие обозначения:
D - плотность;Р - давление;
F - расход;Q - состав, концентрация;
G - размер, перемещение;R - радиоактивность;
Н - ручное воздействие; S - скорость, частота;
К - время, временная программа; Т - температура;
U - несколько измеряемых величин;
L - уровень;
М - влажность; V - вязкость;
N- резерв (аппаратура управления электродвигателей); Х - нерекомендованиая резервная буква.
O - резерв;
Дополнительные буквы: D – разность, перепад; F - соотношеиие; J - автоматическое переключение, обегание; Q -интегрирование, суммирование по времени.
В схемах указываются следующие функциональные признаки приборов:
отображение информации: А - сигнализация; I-показание; R - регистрация;
формирование выходного сигнала: С - регулирование; S - включение, отключение, переключение, сигнализация (Н н L - соответственно верхний н нижний пределы параметров).
Рисунок 11.2 – Функциональная схема автоматизации вентиляционной установки
Для дополнительных обозначений, отражающих функциональные признаки приборов и преобразователей сигналов, используют буквы: Е - чувствительный элемент (первичное преобразование); Т - дистанционная передача; К - станция управления; Е, Р н G -соответственно электрический, пневматический н гидравлический сигналы. Функции преобразования сигна-
Указанная методика построения функциональных схем полностью сохраняется и может быть развернутой или упрощенной. Обозначения технологических параметров и функциональных признаков записываются в верхней части круга. Порядок расположения буквенных обозначений (слева направо) должен быты следуюшим: обозначение основной измеряемой величины; обозначение, уточняющее (если необходимо) основную измеряемую величину; обозначение функционального признака прибора. Функциональные признаки также располагаются в определенном порядке, например, IRCSA. В нижней части круга или под чертой щитового прибора указывается номер позиции.
При условном обозначении приборов следует указывать лишь те признаки, которые являются существенными в данной системе контроля или управления. Например, при обозначении приборов контроля и управления температурным режимом могут быть применены следующие обозначения: ТЕ - первичный преобразователь; ТS - сигнализатор, переключатель блокировок; ТА - сигнализатор (используются только лампы прибора); ТС - регулятор; TIT - показывающий и преобразующий прибор; ТJR - прибор регистрирующий с обегающим устройством; ТIRС - прибор показывающий, регистрирующий, регулирующий.
На рис. 11.2. показан пример построения функциональной схемы с использованием условных обозначений по ОСТ 36-27-77.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
РАЗДЕЛ I. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ
Тема 1.1. Характеристика системы централизованной системы ТС как объекта управления [Чистович]
Система централизованного теплоснабжения (СЦТ), как известно представляет собой комплекс различных сооружений, установок и устройств, технологически связанных между собой в общем процессе производства, транспорта, распределения и потребления энергии.
СЦТ включает источники теплоты (ТЭЦ, АТЭЦ, котельные, ACT) магистральные и распределительные тепловые сети, узлы управления транспортом и распределением теплоты (насосные перекачивающие подстанции, контрольно-распределительные тепловые пункты), узлы присоединения теплопотребляющих абонентских установок к тепловой сети (центральные и индивидуальные тепловые пункты), теплопотребляющие установки и системы (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, теплопотребляющие установки. промышленных предприятий).
Режим работы СЦТ диктуется условиями функционирования объектов теплопотребления: переменными потерями теплоты в окружающую среду через ограждающие конструкции зданий и сооружений, режимами потребления горячей воды населением, условиями работы технологического оборудования и др.
Анализ системы централизованного теплоснабжения как объекта управления показывает, что она обладает основными свойствами, присущими большим системам энергетики [39].
Необходимо отметить сложность и иерархический характер ее структуры, влияние многочисленных случайных факторов на режим работы.
Система состоит из большого числа взаимосвязанных последовательно и параллельно включенных элементов, обладающих различными теплогидравлическими свойствами: участки трубопроводов тепловой сети и систем отопления, теплоемкие и нетеплоемкие наружные ограждения зданий, теплообменные аппараты в тепловых пунктах, нагревательные приборы в отапливаемых помещениях и др.
Следует указать на значительное разнообразие конструкций этих элементов и широкий диапазон режимов их работы.
Динамические свойства системы теплоснабжения характеризуются большими временными (емкостными и транспортными)
Рис 1.1 Схема функциональных связей системы теплоснабжения с другими системами инженерного обеспечения городов.
запаздываниями по каналам как передачи возмущений, так и управляющих воздействий. Инерционные свойства отдельных параллельно расположенных звеньев существенно разнятся. Так, при прохождении температурной волны через теплоемкие ограждения (стены) наблюдается ее значительное затухание, и сдвиг фазы. Оконные же ограждения являются практически безынерционными, н тепловые потери через них меняются синхронно с изменением внешних воздействий.
В связи с этим при управлении системой теплоснабжения приходится учитывать не только состояние внешней среды в данный момент времени, но и метеорологические условия за предыдущий период, а также их возможные изменения в будущем (прогнозирование размера теплопотребления).
Следует также указать, что процесс управления режимами работы СЦТ характеризуется вмешательством человека на различных уровнях иерархии ее структуры: от главного диспетчера энергосистемы до непосредственного потребителя теплоты в отапливаемых помещениях.
Помимо внутренних взаимосвязей между элементами СЦТ, нельзя не учитывать ее внешние функциональные связи с другими системами инженерного обеспечения городов и промышленных комплексов (рис. 1.1).
Характерным для рассматриваемых систем является то, что указанные внешние связи проявляются на всех этапах процесса производство — потребление тепловой энергии (69].
Так, режим работы теплового источника не может рассматриваться изолированно от условий функционирования системы топливоснабжения. Управление отпуском теплоты от теплоэлектроцентралей должно учитывать режим электроэнергетической системы (установлена целесообразность использования ТЭЦ в маневренном режиме.)
Работа бытовых газовых и электрических приборов влияет на температурный режим отапливаемых помещений и, следовательно, на работу абонентских систем отопления. Тесно взаимоувязаны режимы работы систем горячего и холодного водоснабжения.
Важной особенностью системы централизованного теплоснабжения как объекта управления является ее стохастичность. Изменение внешних и внутренних возмущающих воздействий в СЦТ носит случайный характер.
Статические и динамические характеристики элементов систем теплоснабжения не остаются в процессе эксплуатации постоянными, а закон их изменения является стохастическим. Для иллюстрации в табл. 1,1. приведены данные о факторах, вызывающих изменения гидравлических и теплотехнических характеристик некоторых элементов СЦТ.
Необходимо также иметь в виду, что в отличие от других трубопроводных систем (водоснабжения, газо- и нефтеснабжения) режим функционирования тепловых сетей характеризуется двумя различными по своей сущности параметрами: количество отпускаемой тепловой энергии определяется температурой теплоносителя и перепадом давлений, а следовательно расходом воды в тепловой сети. При этом динамические характеристики
Таблица 1.1 Данные об эксплуатационных изменениях тепловых и гидравлических характеристик некоторых элементов систем централизованного теплоснабжения
| Элементы | Характеристика процесса | Факторы, обусловливающие изменение характеристик |
Наружные ограждения зданий Отапливаемое помещение, здание Учас Наши рекомендации |