Giáo trình- Tự động hóa quá trình nhiệt-p3-chương 2-3 pot

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 141 CHặNG 2. MĩT S H THNG IệU CHẩNH THIT Bậ PHU TRONG PHN XặNG TUC BIN 1.1: Hóỷ thọỳng tổỷ õọỹng bỗnh khổớ khờ: Phaới giổợ mọi chỏỳt trong bỗnh ồớ traỷng thaùi baớo hoỡa => ta phaới giổợ caùc thọng sọỳ : Nhióỷt õọỹ baớo hoỡa: t bh ( Pbh) vaỡ mổùc nổồùc H Maỡ quaùn tờnh cuớa nhióỷt õọỹ lồùn hồn quaùn tờnh cuớa aùp suỏỳt. Nón Ta thổồỡng lỏỳy tờn hióỷu laỡ Pbh (mỷt khaùc vỗ Pbh phỏn bọỳ õióửu hồn) T BC mổùc nổồùc T Nổồùc ngổng Hồi Nổồc họứn hồỹp bọứ sung BC aùp suỏỳt P Hóỷ thọỳng õióửu chốnh mổùc nổồùc H trong bỗnh khổớ khờ Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 142 2.2: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bọỹ giaớm ọn giaớm aùp 2.3: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bỗnh gia nhióỷt Thọng sọỳ õióửu chốnh laỡ mổùc nổồùc trong bỗnh gia nhióỷt óứ õo mổùc nổồùc phaới duỡng phổồng phaùp khaùc Bĩ GIAM N GIAM AẽP BC nhióỷt õọỹ BC aùp suỏỳt Hồi nổồùc Nổồùc laỷnh T T P,t óỳn họỹ tióu duỡng T BC mổùc nổồùc Sang bỗnh khaùc BGN Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 143 BGN Bồm nổồùc P P = const Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 144 CHNG 3. T NG HO H THNG LNH 3.1. Yờu cu, nhim v v phõn loi 3.1.1. M u T ng hoỏ h thng lnh l trang b cho h thng lnh, cỏc dng c m nh nhng dng c ú cú th vn hnh ton b h thng lnh hoc tng phn thit b mt cỏch t ng, chc chn, an ton v vi tin cy cao m khụng cn s tham gia trc tip ca cụng nhõn vn hnh. Cng ngy cỏc thit b t ng húa cng c phỏt trin v hon thin, vic vn hnh h thng lnh bng tay cng c thay th bng cỏc h thng t ng húa mt phn hoc ton phn. Cỏc h thng lnh c nh v trung thng c t ng húa hon ton, hot ng t ng hng thỏng thm chớ hng nm khụng cn cụng nhõn vn hnh. Cỏc h thng lnh ln u cú trung tõm iu khin, iu chnh, bỏo hi u v bo v. Khi thit k mt h thng lnh bao gi cng phi thit k theo ph ti lnh ln nht ch vn hnh khụng thun li nht nh mc nhp hng l cao nht, tng s m ca bung lnh l cao nht, khớ hu khc nghit nht nờn phn ln thi gian trong nm h thng lnh ch ch y vi mt phn ti. Mt khỏc, khi thit k h thng lnh phn ln cỏc thit b c la chn t cỏc sn phm ó c ch to sn, do ú s phự hp gia cỏc thit b trong h thng mỏy nộn ch mc nht nh, do ú cỏc thit b t ng cn phi to ra s hot ng hi hũa gia cỏc thit b v ỏp ng nhu cu lnh tng xng vi cỏc iu kin vn hnh do bờn ngoi tỏc ng vo nh iu kin thi tit, xut nhp hng Núi túm li, trong quỏ trỡnh vn hnh h thng lnh, nhit ca i tng cn lm lnh thng b bin ng do tỏc ng ca nhng dũng nhit khỏc nhau t bờn ngoi vo hoc t bờn trong bung lnh. Gi cho nhit ny khụng i hay thay i trong phm vi cho phộp l mt nhim v ca iu chnh mỏy lnh. ụi khi vic iu khin nhng quỏ trỡnh cụng ngh lnh khỏc nhau li phi lm thay i nhit , m v i lng vt lý khỏc theo mt chng trỡnh nht nh. H thng t ng cú chc nng iu khin ton b s lm vic ca mỏy lnh, duy trỡ c ch vn hnh ti u v gim tn hao sn phm trong phũng lnh. Bờn cnh vic duy trỡ t ng cỏc thụng s (nhit , ỏp sut, m, lu lng, mc lng) trong gii hn ó cho, cng cn bo v h thng thit b trỏnh ch lm vic nguy him. õy chớnh l yờu cu bo v c a h thng t ng. T ng húa s lm vic ca h thng lnh cú u im so vi iu chnh bng tay l gi n nh liờn tc ch lm vic hp lý. u im ny kộo theo mt lot u im v tng thi gian bo qun, nõng cao cht lng sn phm, gim tiờu hao in n ng, tng tui th v tin cy ca mỏy v thit b, gim chi phớ nc lm mỏt, gim chi phớ vn hnh v chi phớ lnh cho mt n v sn phm gúp phn h giỏ thnh sn phm Vic bo v t ng cng c thc hin nhanh, nhy, m bo v tin cy hn thao tỏc ca con ngi. Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 145 Tuy vy vic trang b h thng t ng cng ch hp lý khi hch toỏn kinh t l cú li hoc do cú nhu cu t ng húa vỡ khụng th iu khin bng tay do tớnh chớnh xỏc ca quỏ trỡnh, lý do khỏc cng cú th l cụng ngh ũi hi phi thc hin trong mụi trng c hi hoc d chỏy n, nguy him Trong tt c cỏc quỏ trỡnh t ng húa iu khin, iu chnh, bỏo hi u, bỏo ng v bo v thỡ quỏ trỡnh t ng iu chnh l cú ý ngha hn c. 3.1.2. Yờu cu v nhim v Núi chung, cỏc h thng lnh cn cú cỏc thit b t ng iu chnh cỏc i lng ch yu : nhit ,ỏp sut, m, mc lng hoc lu lng Cỏc thit b bo v cú th thờm kớn v tinh khi t, nhng õy khụng h cú s liờn quan ti vn iu chnh. Cỏc cụng tỏc t ng húa iu khin, iu chnh, bỏo hiu v bo v ca cỏc h thng lnh khỏ phc tp nờn s iu khin in õy phc tp hn nhiu so vi chớnh h thng lnh. i vi h th ng lnh nộn hi nhng yờu cu v nhim v chớnh t ra cho cụng tỏc t ng hoỏ l : a) Mỏy nộn Bo v quỏ ti : dũng in, nhit cun dõy ng c, nhit cỏc chi tit chuyn ng ca mỏy nộn, nhit du, nhit u y, ỏp sut u y quỏ cao, ỏp sut hỳt quỏ thp, lu lng khi lng quỏ cao, hiu ỏp sut du quỏ nh, dũng kh i ng, ti khi ng quỏ ln, mt pha, khụng i xng pha iu chnh nng sut lnh phự hp vi yờu cu. i vi mỏy nộn cụng nghip cn iu chnh v bo v nc lm mỏt mỏy nộn nh nhit nc, lu lng nc b) Thit b ngng t iu chnh thit b ngng t cú th phõn lm 2 loi ch yu : - Bỡnh ngng lm mỏt bng nc : iu chnh ỏp sut ngng t, iu chnh lu lng nc lm mỏt (vn hnh kinh t). - Dn ngng lm mỏt bng khụng khớ : lu lng khụng khớ, giu ỏp sut ngng t ti thiu. Ngoi ra l thit b iu chnh mc lng trong bỡnh ngng hoc bỡnh cha cp lng cho dn bay hi (van iu chnh kiu phao ỏp sut cao). c) Thit b bay hi Cỏc thit b iu chnh cho dn bay hi gm cỏc thit b cp lng (vic cp lng phi va dn bay hi t hiu qu trao i nhit cao nht nhng hi hỳt v mỏy nộn vn phi trng thỏi khụ, khụng gõy ra va p thy lc cho mỏy nộn), iu chnh nhit bay hi, ỏp sut bay hi c ng nh vic phỏ bng cho dn bay hi trỏnh lp tuyt úng quỏ dy cn tr quỏ trỡnh trao i nhit. d) Thit b t ng cho i tng cn lm lnh Ch yu õy l cỏc thit b t ng duy trỡ nhit v m yờu cu trong phũng lnh. Nhit v m phi n nh khụng vt quỏ gii hn cho phộp. Thng cỏc thit b t ng trờn liờn quan mt thit vi nhau. Mt phn ó c cp n chng 1 v chng 2, c bit cỏc thit b cú liờn quan n iu khin in ca mỏy nộn, iu khin tc vũng quay mỏy nộn v iu chnh nng sut lnh ca mỏy nộn, phỏ bng v iu chnh nhit ca phũng Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 146 lnh Trong cỏc chng sau chỳng ta tip tc tỡm hiu sõu hn v cỏc phn ny. 3.1.3. Phõn loi Thit b t ng hoỏ h thng lnh cú th phõn loi theo s sau: a. Chc nng b. i tng l h thng c. i tng l thit b d. Nguyờn tc lm vic e. i lng iu chnh g. Phng phỏp iu chnh h. Nguyờn tc truyn ng T ng hoỏ h thng lnh T iu khin T iu chnh T bỏo hiu T bo v Mỏy lnh Bm nhit H thng iu ho khụng khớ Mỏy nộn TB ngng t TB bay hi Bung lnh Vũng TH cht ti nhi t Vũng TH cht ti l nh N gu n nhit C cu c khớ Kt hp c + in úng ngt in p sut p,t Nhit t,t m Mc lng L (level) Lu lng F (flow) iu chnh liờn tc *P- Proportional (t l) *I- Integral (tớch phõn) *PI-Proportional intergral *PID- Prop. In +Derative *Theo kiu phao iu chnh hai v trớ ON OFF *Khụng ph thuc thi gian. *Cú ph thuc thi gian Tỏc ng trc tip hoc truyn ng c khớ Tỏc ng giỏn tip - in - in t - Khớ nộn - Thu lc Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 147 3.2. T ng húa mỏy nộn lnh 3.2.1. M u Nu so sỏnh h thng vi mt c th sng thỡ mỏy nộn quan trng i vi h thng lnh ging nh trỏi tim ca c th sng. Mỏy nộn gi vai trũ quyt nh i vi: - Nng sut lnh, sut tiờu hao in nng. - Tui th. - tin cy v an ton ca h thng lnh. Chớnh vỡ vy, t ng húa mỏy nộn lnh úng vai trũ quan tr ng nht i vi vic t ng húa h thng lnh. T ng hoỏ mỏy nộn lnh bao gm: - iu chnh t ng nng sut lnh. - iu khin in ng c mỏy nộn v bo v ng c mỏy nộn. - Bo v mỏy nộn khi cỏc ch lm vic nguy him nh ỏp sut u y quỏ cao, ỏp sut hỳt quỏ thp, hiu ỏp su t du quỏ thp, nhit u y quỏ cao, nhit du quỏ cao, mc du trong cỏcte quỏ cao hoc quỏ thp, thiu nc lm mỏt u xilanh, nhit nc vo lm mỏt u xilanh quỏ cao - Bỏo hiu ch dng, lm vic cng nh bỏo hiu v bỏo ng cỏc ch lm vic bỡnh thng, nguy him cng nh s c. 3.2.2. iu chnh nng sut lnh mỏy nộn pittụng Nng sut l nh ca mỏy nộn cng nh ca h thng lnh bao gi cng c thit k theo giỏ tr cc i, iu kin vn hnh khc nghit nht nờn i a s thi gian vn hnh l tha nng sut. iu chnh nng sut lnh nhm mc ớch vn hnh mt cỏch ti u v kinh t, duy trỡ nhit yờu cu trong bung lnh khụng i cỏc iu kin vn hnh thay i. iu chnh nng sut lnh mỏy nộn pittụng cú nhng phng phỏp c bn sau : 1- úng ngt mỏy nộn ON-OFF. 2- Tit lu hi hỳt. 3- Bypass t ng hay x hi núng ng y quay tr li ng hỳt theo nhỏnh ph. 4- Vụ hiu húa tng xilanh hoc tng cm xilanh trờn mt mỏy nộn nhiu xilanh. 5- Thay i vũng quay trc khuu ca mỏy nộn. Ch n phng phỏp iu chnh nng sut lnh no l tựy thuc vo tớnh cht ca i tng lm lnh, chớnh xỏc nhit cn duy trỡ trong bung lnh, kiu loi mỏy nộn, phng phỏp truyn ng, c im cu to mỏy nộn Khi iu chnh nng sut lnh, cú th gim s ln khi ng xung ỏng k, gim hao mũn cho cỏc c cu truyn ng. ng c cng lm vic ch thun li hn nờn kh nng kộo di tui th ng c ln. Bng gii thiu v c im,cu to v phng phỏp iu chnh nng sut lnh ca cỏc c mỏy lnh khỏc nhau. Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 148 c im cu to v phng phỏp iu chnh nng sut lnh theo c mỏy nộn S T T C mỏy nộn Van cụng tỏc kiu Nguyờn tc iu chnh nng sut lnh Tỏc ng Cp iu chnh Cụng tn hao 1 Mỏy nộn nh Lỏ úng - ngt ON-OFF ng c truyn ng 2 v trớ ON-OFF Cụng khi ng 2 Mỏy nộn n 20 kW Lỏ Tit lu n hỳt ng ng hỳt Vụ cp Tn tht ma sỏt; Tn tht tit lu 3 Mỏy nộn n 20 kW Lỏ Tit lu t ng y v ng hỳt Bypass Vụ cp Ton b cụng sut d 4 Mỏy nộn n 70 kW Lỏ Thụng khoang hỳt v y Bypass Nh s xilanh hoc tng cm xilanh Tn tht ma sỏt; Tn tht hiu ỏp van 5 Mỏy nộn n 70 kW Lỏ X ngc ng x ngc Nh s xilanh Ma sỏt 6 Mỏy nộn ln Lỏ X ngc Van hỳt Nh s xilanh hoc cm xilanh Ma sỏt 3.2.2.1. úng ngt mỏy nộn ON-OFF Phng phỏp úng ngt mỏy nộn kiu iu chnh hai v trớ ON-OFF thng s dng cỏc h thng lnh nh v rt nh, ng c mỏy nộn thng nh hn 20 kW. ng dng c bit rng rói cho cỏc t lnh gia ỡnh, thng nghip, bung lnh lp ghộp, cỏc loi mỏy iu hũa nhit phũng u im : n gi n, r tin, lp t bo dng sa cha d dng. Nhc im : cú tn tht do khi ng ng c nhiu ln; ch s dng cho cỏc loi mỏy nộn nh. dao ng sai s ln, khụng ỏp dng c cho yờu cu chớnh xỏc cao. Cỏc dng c iu chnh hai v trớ cho mỏy nộn thng l rle nhit , rle ỏp sut thp. Trong cỏc h thng l nh nh m thit b tit lu l ng mao thỡ rle nhit lm nhim v úng ngt trc tip mỏy nộn, cũn i vi cỏc h thng cú van tit lu v bỡnh cha thỡ rle nhit úng ngt van in t cp lng v rle ỏp sut thp lm nhim v úng ngt mỏy nộn. Hỡnh 3.1a gii thiu s mỏy lnh dựng trc tip rle nhit úng ngt mỏy nộn lnh. Hỡnh 3.1b l s dựng giỏn tip rle nhit qua rle ỏp sut thp. Khi nhit trong bung lnh t yờu cu, rle nhit ngt mch van in t. Van in t úng ngng cp lng ngt mỏy nộn. Hỡnh 4.3 v 4.4 gii thiu t tớnh nhit bun lnh v ỏp sut bay hi. Mt vn c n t bit quan tõm khi s dng phng phỏp iu chnh nhit ny l phi tỡm c v trớ thớch hp t u cm nhit nhit ú phn ỏnh ỳng nhit trung bỡnh trong bung lnh. Trỏnh gn dn v bung giú lnh thi t dn. Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 149 a) b) Hỡnh 3.1 Cỏc s iu chnh úng ngt mỏy nộn ON-OFF a) Dựng trc tip r le nhit b) Dựng giỏn tip r l nhit qua r le ỏp sut thp i vi h thng lnh iu chnh nng sut lnh bng cỏch úng ngt mỏy nộn ngi ta thng quan tõm n h s thi gian lm vic b. H s th i gian lm vic trờn thi gian ton b chu k b = nlv lv + (3.1) trong ú : lv - thi gian lm vic ca 1 chu k n - thi gian ca 1 chu k. 3.2.2.2. Tit lu hi hỳt Nng sut lnh ca mỏy nộn c tớnh theo biu thc : Q 0 = m.q 0 = . 1 v V lt .q 0 , [kW] (3.2) trong ú : m - lu lng mụi cht qua mỏy nộn, kg/s ; Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 150 - h s cp ; V lt - th tớch hỳt lớ thuyt ca mỏy nộn = 4 2 d s .z.n , m 3 /s ; d - ng kớnh pittụng, m ; s hnh trỡnh pittụng, m ; z - s xilanh ; n - tc vũng quay trc khuu, vg/s ; q 0 - nng sut lnh riờng khi lng, kJ/kg ; v 1 - th tớch riờng hi hỳt v mỏy nộn (trng thỏi 1), m iu chnh nng sut lnh cú th thay i v 1 v . Khi tit lu hi hỳt v 1 tng lờn, gim nờn m gim v Q 0 gim. u im : n gin, d thc hin, d lp t vn hnh bo dng sa cha. Nhc im : tn tht tit lu ln, h s lnh gim. Phng phỏp iu chnh nng sut lnh ny thng gn lin vi quỏ trỡnh iu chnh ỏp sut bay hi, gõy ra tn tht ỏp su t ngay trờn vớt iu chnh lm cho ỏp sut hỳt gim xung. Nu chp nhn tỏc ng ú, cn phi thit k dng c iu chnh cựng vi tng th h thng lnh. 3.2.2.3.X hi nộn v phớa hỳt a. X hi nộn v ng hỳt theo bypass X hi nộn v ng hỳt bypass l x hi núng tha ng y theo bypass v ng hỳt qua van iu chnh ỏp sut lp trờn bypass. Bypass l mt ng ng thụng gia u y v u hỳt ca mỏy nộn, trờn ú b trớ mt van n ỏp duy trỡ ỏp sut bay hi theo yờu cu. Khi nng sut lnh yờu cu gim, ỏp sut bay hi gim, van n ỏp s m tng ng x hi núng t ng y tr li ng hỳt. Hi núng hũa trn vi hi lnh ra t dn bay hi i vo mỏy nộn. H i núng hũa trn vi hi lnh ra t dn bay hi i vo mỏy nộn. Nh vy lu lng mụi cht thc cht i vo dn ngng t v bay hi gim, nng sut lnh gim. Khi van OP (van n ỏp) úng hon ton l lỳc mỏy lnh t nng sut lnh cao nht. Van OP m cng to, nng sut lnh cng nh. u im : n gin. Nhc im : Do ho trn vi h i núng nờn nhit hi hỳt vo mỏy nộn cao lm cho nhit cui tm nộn cao lm cho du b lóo hoỏ nhanh, cỏc chi tit mỏy nộn d mi mũn, bin dng, gy hng Cn phi khng ch nhit u y xung di 140C do ú cng phi hn ch hi núng x v ng hỳt v do ú phng phỏp ny cng ch c hn ch ng dng. Phng phỏp ny khụng s dng cho mụi ch t NH 3 v R22 cng nh cỏc mụi cht cú nhit cui tm nộn cao. bo v nhit u y khụng quỏ cao ngi ta b trớ phun lng trc tip vo ng hỳt. b. X hi nộn v ng hỳt cú phun lng trc tip Hỡnh 3.2 gii thiu mt s s x hi nộn v ng hỳt cú phun lng trc tip khng ch nhit cui tm nộn. Cú th s dng van tit lu vi u cm nhit t trờn ng ng y hoc ng ng hỳt, cn lu ý s dng van tit lu tay kt hp vi van in t v mt rle nhit úng ngt van in t. [...]... nhiu dng cng c ng dng cho cỏc loi mỏy nộn khỏc nh mỏy nộn rụto, trc vớt, turbine Tuy nhiờn, do c im cu to cú dng bo v ch s dng cho mỏy nộn pittụng H thng bo v t ng ACC gm nhiu hoc ớt thit b v dng c l tựy thuc vo nng sut lnh ca mỏy nộn hay c mỏy, kiu mỏy v tt nhiờn cỏc yờu cu t ng bo v do cỏc ng dng c bit ca mỏy nộn a Bo v ỏp sut u y HPC (High Pressure Control) Dựng bo v mỏy nộn khi b hng khi nhit... lm ngp lng mt phn dn l : a Phng phỏp ca ALCO Phng phỏp Alco s dng cú cỏc thit b lnh hot ng sut nm Hóng Alco a ra 2 thit b HP8 v HP14 Nng sut ca HP8 l Qk = 30,6 ữ 47,5 kW v HP14 vi Qk = 80,9 ữ 118,9 kW tựy theo tng mụi cht lnh (theo catalog thit b ca Alco) Nu cn nng sut ln hn cú th lp 2 thit b song song vi nhau Theo phng phỏp ny, thit b l loi van 3 ng cú 2 ng vo v 1 ng ra Hỡnh 3.7 gii thiu s thit b... van tit lu in t c iu chnh bng van tit lu in t Nguyờn tc c bn ca van tit lu in t l ly tớn hiu quỏ nhit v cú th thờm tớn hiu ỏp sut hỳt a qua b x lý in t iu khin van tit lu cú ng c truyn ng úng m kim van tựy theo mc mụi cht lng cn Hỡnh 3.11 S iu chnh thit b bay hi s cp cho dn bay hi dng van tit lu in t Hỡnh 3.11 gii thiu s iu chnh thit b MPS - B vi x lý, T-PC - iu chnh nhit v ỏp bay hi s dng van tit . nhiu xilanh. 5- Thay i vũng quay trc khuu ca mỏy nộn. Ch n phng phỏp iu chnh nng sut lnh no l tựy thuc vo tớnh cht ca i tng lm lnh, chớnh xỏc nhit cn duy trỡ trong bung lnh, kiu loi mỏy. dng bo v ch s dng cho mỏy nộn pittụng. H thng bo v t ng ACC gm nhiu hoc ớt thit b v d ng c l tựy thuc vo nng sut lnh ca mỏy nộn hay c mỏy, kiu mỏy v tt nhiờn cỏc yờu cu t ng bo v do cỏc ng