Сосуд гидроаккумулятора представляет собой сварную цилиндрическую конструкцию с эллиптическими днищами, изготовленную из листовой стали. Сосуд оборудованы лазовым затвором, грузовыми приспособлениями и опорами для установки их на фундамент. В нутрии гидроаккумулятора создается избыточное давление от 1,5 до 16 МПа. Следовательно конструкция сосуда должна позволять поддерживать в нем повышенное давление без опасности разрушения в течении всего срока службы МНУ.
На гидроаккумуляторе установлены:
― манометр;
― указатель уровня масла с прозрачной стеклянной трубкой, ограждением и запорными устройствами, предупреждающими выход рабочей среды наружу при поломке стеклянной трубки;
― датчик уровня масла для сигнализации о высоком и низком уровне масла;
― датчик аварийно-низкого уровня масла для аварийной остановки гидроагрегата;
― датчики давления для автоматического управления насосами;
― датчик давления для остановки гидроагрегата при аварийно-низком давлении.
― устройство автоматической подачи воздуха в гидроаккумулятор из воздухосборника ГЭС;
Маслонасосный агрегат состоит из сливного бака и установленных на нем трех масловинтовых насосов. Третий насос меньших размеров и предназначен для восполнения протечек в системе. Насосы соединяются с электродвигателями эластичными муфтами и устанавливаются на верхней крышке сливного бака.
На напорной камере каждого из насосов установлены обратный, предохранительный и перепускной клапаны. Напорные патрубки насосов объединены общим коллектором. На выходе каждого насоса подключен фильтр тонкой очистки масла со сменным бумажный фильтрующим элементом и датчиком засорения. Запорные вентили позволяют отсоединить любой из насосов и вывести его из работы без остановки маслонапорной установки.
Сливной бак разделен на зоны чистого и отработанного масла. Между зонами установлен сменный сетчатый фильтр. Верхняя часть бака, на котором установлены рамы с насосами и электродвигателями, представляет собой жесткую массивную раму.
Сливной бак на 40 % заполнен маслом. В свободный объем бака при ревизиях и ремонтах может быть слито масло из аккумулятора, сервомоторов направляющего аппарата и трубопроводов. Уровень масла в баке контролируется датчиком уровня. Воздушный объем бака соединяется с атмосферой через воздушный фильтр. Для смены сетчатого фильтра, а также для очистки, ремонта и окраски внутри бака в верхней части предусмотрен люк с крышкой. На сливном баке установлены также датчик температуры масла, датчик наличия конденсата, вентиль, соединенный с напорным коллектором, для выпуска масла из гидроаккумулятора. Также в баке устанавливается маслонагреватель, представляющий собой электрический нагреватель погруженный в масло. Он необходим для прогрева масла в холодное время года, так как для нормальной работы системы необходима стабильная вязкость масса. При чрезмерном нагреве масла происходит его разжижение, что приводит к снижению производительности насосов и другим нежелательным последствиям. Для понижения температуры масла предусмотрена маслоохладительная установка. Она состоит из проложенных внутри бака трубопроводов в которых протекает вода и клапана обеспечивающего включение и отключение воды по сигналу датчика температуры.
1.4Технические характеристики МНУ 4/1-40-4,0-2 производства оао «Тяжмаш»
Обозначение установки МНУ 4/1-40-4,0-2, где
МНУ – маслонапорная установка
4,0 – объем гидроаккумулятора в м3;
1 – количество сосудов гидроаккумулятора;
40 – номинальное давление в кгс/см2;
4,0 – объем сливного бака в м3;
2 – количество насосов;
Технические характеристики МНУ.
| Рабочее давление в Гидроаккумуляторе, МПа | 4,0 |
| Полный объем Гидроаккумулятора, м3 | 4,0 |
| Рабочий объем масла в Гидроаккумуляторе, м3 | 1,5 |
| Объем сливного бака, м3 | 5,0 |
| Рабочий объем масла в сливном баке, м3 | 2,0 |
| Количество рабочих масловинтовых насосов, шт. | 2 |
| Количество компенсационных шестеренчатых насосов, шт. | 1 |
| Рабочее давление всех насосов, МПа | 4,0 |
| Производительность рабочих насосов МВН-6, л/с | 6 |
| Производительность компенсационного насоса Г11-23, л/с | 0,8 |
| Число оборотов насосов, об/мин | 1450 |
| Количество электродвигателей АИР180S4У3 привода рабочих насосов, шт. | 2 |
| Мощность электродвигателей основных насосов , кВт | 45 |
| Число оборотов электродвигателей всех насосов, об/мин | 1500 |
| Напряжение, В | 380 |
| Мощность электродвигателя АИР100S4У3, привода компенсационного насоса, кВт | 4 |
| Конструктивное исполнение всех электродвигателей IM1081 | |
| Число тепло электронагревателей (мощностью 3,75 кВт) | 2 |
| Число датчиков аналоговых (выходной ток, 4-20 мА) | 3 |
| Число датчиков дискретных (выходное напряжение, + 24В) | 13 |
| Число перепускных клапанов (с электромагнитами ЭМД-6) | 3 |
| Число клапанов электромагнитных | 2 |
Контрольно-измерительные приборы
Для визуального наблюдения за параметрами работы МНУ установлены:
― на ГА – манометр, указатель уровня;
― на баке – указатель уровня.
Для автоматической сигнализации, измерения и управления установлены:
― на ГА – датчики уровня, датчик давления;
― на баке – датчик уровня, датчик температуры , датчик наличия конденсата в масле.
2. Разработка системы управления МНУ
2.1 Требования к системе управления
К системе автоматического управления маслонапорной установкой ГЭС предъявляется ряд требований относительно выполняемых ее функций. Разрабатываемая система должна выполнять следующие задачи:
― управление исполнительными механизмами МНУ (маслонасосами, терморегулятором, перепускными клапанами и воздушным клапаном) в автоматическом режиме;
― разгрузку электродвигателей маслонасосов при пусках и остановках;
― автоматическое поддержание заданного давления и уровня масла в гидроаккумуляторе МНУ;
― автоматическое поддержание заданной температуры в сливном баке МНУ;
― прием и обработку информации о текущих значениях параметров работы МНУ;
― Передачу текущих параметров МНУ управляющему контроллеру ГЭС, для их дальнейшей обработки и отображения на инжиниринговой машине, для информирования оператора;
― формирование и выдачу сигналов на органы управления МНУ;
― формирование и выдачу сигнала «Отказ МНУ» при аварийно-низком давлении или уровне масла в гидроаккумуляторе МНУ;
― остановку маслонасосов при аварийно-низком уровне масла в сливном баке;
― распознавание предаварийных состояний системы, своевременное оповещение главного контроллера ГЭС о предаварийном состоянии процесса.
― управление работой системы в предаварийном состоянии, с целью снижения вероятности полного отказа МНУ, а как следствие, аварийной остановки ГЭС;
― обеспечение максимальной возможной работоспособности при отказе отдельных элементов установки, то есть поддержание рабочего процесса вплоть до достижения контролируемых параметров уровня, при котором дальнейшая работа установки невозможна.
― учет наработки основного насоса и производить переключение между основным и резервным насосами при достижении основным насосом наработки в 100 часов. После чего отсчет должен начинаться снова.
― питание датчиков МНУ.
Электропитание САУ МНУ должно обеспечиваться от:
― основного источника переменного тока номинальным напряжением 220 В (±10%)и частотой 50 Гц;
― резервного источника постоянного тока номинальным напряжением 220 (+11/-33) В.
САУ МНУ должна обеспечивать контроль за текущим состоянием МНУ, при отсутствии напряжения переменного тока в сети, но при сохранении питания от резервного источника питания.
По внешним воздействующим факторам оборудование САУ МНУ должно соответствовать требованиям ГОСТ 15150 группы О4:
рабочая температура, ºС-5…+45
предельная рабочая повышенная температура, ºС+55
предельная рабочая пониженная температура, ºС-5
относительная влажность (при 35 °С), %98% без конденсата
атмосферное давление, кПа84…106
Система управления должна обеспечить прием и обработку до 14 входных дискретных сигналов со следующими характеристиками:
напряжение входной логической единицы от +10 до +30 В;
напряжение входного логического нуля от 0 до +5 В.
САУ МНУ должна обеспечить прием и обработку до 3 входных унифицированных аналоговых сигналов - постоянный ток 4..20 мА (входное сопротивление модуля 250 Ом);
САУ МНУ должна обеспечить формирование и выдачу до 10 дискретных сигналов управления нагрузкой напряжением питания 24 В постоянного тока и током до 0,5 А для управления электромагнитными реле, пускателями и устройствами плавного пуска электродвигателей.
САУ МНУ должна обеспечить формирование и передачу по сети «PROFIBUS» информацию о параметрах МНУ (давление в гидроаккумуляторе МНУ, уровень масла в гидроаккумуляторе, уровень масла в сливном баке, температура масла в сливном баке.)
Система управления МНУ должна иметь следующие показатели надежности:
― полный средний срок службы не менее 30 лет;
― срок службы до первого капитального ремонта не менее 6 лет;
― средний ресурс до первого капитального ремонта не менее 30000 часов;
― коэффициент готовности не менее 0,97;
― коэффициент технического использования не менее 0,93;
― средняя наработка до отказа не менее 12000 часов.
САУ МНУ должна удовлетворять требованиям безопасности, охраны труда и производственной санитарии в соответствии с ГОСТ 12.2.003 и Законом РФ «Об охране труда».