Розділ 5. Автоматичний захист і блокування на холодильних установках

Вихід із ладу окремих вузлів і деталей холодильної машини (ХМ) викликає недопустимі зміни значень таких параметрів як підвищення тиску, температури, рівня, витрати, тощо. Якщо не будуть прийняті відповідні заходи, можуть бути пошкоджені КМ, теплообмінники та інше. Прилади захисту за відхилення параметра в той чи інший бік зупинять КМ і включать аварійну сигналізацію. Число параметрів, які можуть прийняти загрозливі значення, залежить від конструкції ХМ і схеми її включення.

Найбільша кількість приладів захисту установлюється на великих аміачних установках. На малих фреонових ХМ звичайно ставлять всього один - два прилади (теплове реле для захисту електродвигуна і реле для захисту від високого тиску.

5.1 Способи захисту холодильних установок

До них відносять зупинку ХМ або всієї установки, включення аварійних пристроїв, випуск робочої речовини в атмосферу або перепуск на інші апарати.

Зупинка ХМ або ХУ здійснюється за допомогою автоматичної системи захисту (АСЗ), яка складається із первинних пристроїв – давачів-реле захисту (або просто реле захисту), і електричної схеми, яка перетворює сигнали від реле захисту в сигнал зупинки. Ці сигнали передаються в схему автоматичного управління АУ. Реле захисту спрацьовують за досягнення параметра одного із заданих граничних значень і мають найчастіше релейну двопозиційну характеристику.

Електрична схема виконується в одному із 3-х варіантів: одноразової дії; з повторним включенням;комбіновані АСЗ одноразової дії зупиняють ХМ при спрацьовуванні будь-якого реле захисту і робить неможливим пуск до втручання обслуговуючого персоналу. Такі АСЗ розповсюдженні в основному на потужних і середніх ХМ. Часто така АСЗ доповнюється спеціальною сигналізацією для екстреного виклику персоналу.

АСЗ з повторним включенням зупиняє машину і не перешкоджає її автоматичному включенню при поверненні параметра до норми. Такі АСЗ застосовуються на малих ХУ торгового типу, де прагнуть до спрощення системи автоматизації.

В комбінованих АСЗ частина реле захисту на особливо важливі параметри, включаються в схему одноразової дії, а частина на менш небезпечні параметри – в схему з повторним включенням.

В практиці часто зустрічається різновид захисту, який називається блокуванням. Його відміна полягає у тому, що сигнал одержують не від реле захисту, а від елемента схеми контролю або управління іншими агрегатами або вузлами установки (наприклад, насосом, вентилятором Вл). Блокування виключає пуск і роботу вузла або ХМ при невиконанні заданого порядку запуску агрегатів. Звичайно блокування виконують за схемою з повторним включенням.

Включення аварійних пристроїв здійснює також АСЗ. Сюди відноситься пристрої попереджувальної сигналізації про небезпечні режими і застосовується на потужних ХУ з постійним обслуговуючим персоналом, щоб по можливості запобігти зупинці ХМ.

Випуск робочої речовини в атмосферу або перепуск в інші апарати здійснюється спеціальними запобіжними пристроями (запобіжними клапанами, плавкими пробками тощо), які не входять в АСЗ. Їх призначення попередити руйнування або вибух ємностей або апаратів з підвищенням тиску. Вони вибираються у відповідності з нормативними документами і правилами техніки безпеки і експлуатації посудин, що працюють під тиском.

5.2 Побудова системи захисту

АСЗ повинна враховувати загальні принципи, які забезпечують найкраще саме такий тип обладнання.

Як приклад розглянемо принципову схему АСЗ ХУ, яка складається із КМ, двигуна Дв., теплообмінних апаратів ТА і допоміжних пристроїв ДП – насосів, вентиляторів тощо (рис. 57)

Мал.57 Принципова схема АСЗ

Схема подана у загальному вигляді без вказівки конкретних величин і параметрів.

АСЗ має 10 контурів захисту. Контури 1-8 мають електромагнітне реле захисту. Контури 9 і 10 забезпечують блокування КМ і ДП. В систему входить ключ SA, яким можна виключити частину контурів (2,3,5,6,8,9,10). Не виключаються той захист, який повинен функціонувати в будь-якому режимі роботи ХУ.

Електрична частина АСЗ працює за двома варіантами. Контури 2,5,9 і 10 працюють за варіантом повторного включення, а решта каналів забезпечує захист за принципом одноразової дії і реагують на найбільш відповідальні параметри. За зупинки КМ його пуск за другим варіантом можливий тільки після втручання персоналу, який користується спеціальною кнопкою вводу в роботу SB.

Автоматична система управління АСУ спрацьовує незалежно від команд оперативного управління ОУ.

Крім основної функції АСЗ - аварійна зупинка КМ, вона виконує і допоміжні функції: включення необхідних аварійних пристроїв, а також світлову і звукову сигналізацію.

Конкретні схеми АСЗ можуть відрізнятися від наведеної кількістю каналів, способами включення тощо.

Надійність АСЗ підвищується застосуванням високонадійних технічних засобів ТЗ, резервуванням реле та інших елементів захисту в особливо відповідальних випадках, профілактичними перевірками контурів.

Резервування використовується в особливо небезпечних випадках, якщо відмова АСЗ може призвести до серйозних наслідків. До таких випадків відносяться, наприклад, захист від попадання рідкого аміака у поршневий КМ. Для цього на ємності перед КМ установлюють основне і резервне реле рівня (рис. 58).

Мал. 58 Схема відокремлювача рідини з резервуванням реле захисту від вологого ходу КМ

Відокремлювач рідини ВР установлений між В і КМ. За нормальної роботи рідкий аміак в ВР відсутній. Якщо має місце закидання рідкого аміака із В він накопичується в ВР і, якщо рівень його досягає верхньої межі, спрацьовують реле рівня РЗ₁ і РЗ₂. Обидва реле постійно включені в роботу і виконують одну і ту ж функцію. Ймовірність відмови одразу обох реле вкрай мала.

В процесі експлуатації ХУ повинен виконуватися графік профілактичних перевірок, періодичність яких вибирається з врахуванням показників надійності.