Электрическая принципиальная схема ГЭТУ
Питание системы будет от стандартной сети 220В, 50 Гц. Данные с датчиков температуры и давления считываются модулем МВА8, параметры работы парогенератораблоком УБЗ 302 и по интерфейсу RS485 передаются для обработки данных на СПК 105. После обработки согласно алгоритма работы выдается команда на модуль МДВВ с него подаются сигналы на исполнительные устройства. Общий вид щита управления показан на рисунке 18. Принципиальная монтажная схема приведена на рисунке 19.
Рисунок 17–Меню визуализации
Рисунок 18–Общий вид щита управления
Рисунок 19–Принципиальная монтажная схема щита управления
Описание работы ГЭТУ
На рисунке 20 показан дисплей панели управления контроллера отображающая мнемосхему теплотехнической схемы установки. Показаны основные узлы установки гелиоколлектор, бойлер, парогенератор, циркуляционные насосы и показания датчиков температуры и давления. 3 кнопки для перехода в режим ручного управления, архивации и установок теплотехнических параметров установки.
Рисунок 20–Дисплей панели управления
В меню ручного управления рисунок 21, кнопками управления запускаются отдельные режимы установки.
В меню установок теплотехнических параметров рисунок 22, установки задаются основные параметры температура, время, мощность.
Основные режимы работы ГЭТУ–25:
Режим гелионагревателя
|
|
|
Описание:
Циркулирующийнасос33 включается, когда обнаруживаетсядостаточная температурная разность между коллектором t0 43 и баком t040 больше 8 градусов.Если разность температур между баком и коллектором падает нижеустановленного минимума 4 градуса, циркулирующий насос отключается. Режим постоянно работает.
Режим парогенератора
Описание:
Включается и выключается вручную. Все насосы и клапана отключены, вентиль 12 открыт. Парогенератор работает на полную мощность(25 кВт). При
Рисунок 21–Меню ручного управления
Рисунок 22–Меню установок основные параметры
снижении мощности, вследствие понижения уровня котловой воды, включается подпиточный клапан 14 и поддерживает максимальный уровень котловой воды в парогенераторе. При установленном максимальном давлении сработает датчик 51, и установка перейдет в ждущий режим.
Режим нагрева воды
Описание:
За один час до утренней и вечерней дойки парогенератор, циркулирующийнасос33и клапан 24 включаются, когда обнаруживается температура в баке ниже заданной.
Режим отопления
Описание:
Парогенератор, циркулирующийнасос21 и клапан 18 включаются, когда обнаруживается температура в помещении зимой ниже заданной.
|
|
|
Режим защиты от перегрева
Описание:
Циркулирующийнасос59 включается, когда обнаруживаетсядостаточная температурная в баке. Если температура падает нижеустановленного,циркулирующийнасос отключается.
Режим продувки
Описание:
Если в режимахнагрева воды и парогенератора, обнаруживается понижение котловой воды ниже среднего уровня,включается продувочный клапан 31 на 3 минуты включается подпиточный клапан 14.
3.3 Лабораторные испытания экспериментального образца ГЭТУ–25
3.3.1 Исследование работы ГЭТУ в режиме пароснабжения
В связи с тем, что были внесены изменения в конструктивные параметры корпуса и электродной системы экспериментального образца пароводонагревателя, возникла необходимость проведения его лабораторного испытания с целью определения технико–эксплуатационных показателей.
Для установления фактического значения номинального удельного сопротивления котловой воды (ρ20.ном), при котором установка вустановившемсярежиме развивает номинальную мощность (25 кВт) при номинальном значении линейного напряжения сети, были проведена серия экспериментов. Изменяя каждый раз значения удельное сопротивление котловой воды в пределах от 20 Ом·м до 30 Ом·м определяют каждый раз мощность установки. Анализ результатов показали, что при ρ20 = 26,2 Ом·м вустановившемсярежиме мощность составила 24,97кВт. Эти значения незначительно отличается от расчетных значений (25 кВт при ρ20.ном = 26 Ом·м).
|
|
|
В режиме пароснабжения весь пар, вырабатываемый парогенератором, подается потребителям для выполнения технологических процессов, связанных с термической обработкой пищевых и кормовых продуктов и дезинфекции и стерилизации различного технологического оборудования.
Поскольку количество пара, поступающего потребителю, зависит от технических характеристик электродного парогенераторов, то необходимо исследовать его работу и определить основные параметры.
Перед запуском парогенератор был заполнен водой с удельным сопротивлением ρ20 = 26,2 Ом·м, до верхних торцов электродов.
После подачи напряжения на электроды происходит нагрев котловой воды и рост мощности.
На рисунке 23 показана динамика изменения мощности ЭПГ и в переходном и установившемся режимах работы парогенератора.
Полученные данные показывают, что за время переходного процесса мощность ЭПГ возрастает от начального значения 9,9кВт до максимального значения 27,3 кВт. Температура котловой воды возрастает от 20 до 96 0С (в условиях г. Алматы вода закипает при температуре 96 0С), и после чего начинается интенсивное кипение, при котором получается пар с температурой до 1010С.
|
|
|
Вследствие образования пароводяной смеси в межэлектродном пространстве, увеличивающей электрическое сопротивление между электродами, происходит снижение мощности до 25,1 кВт, т.е. до значения, близкого номинальному.
При этом время переходного процесса (время выхода ЭПГ в установившийся режим) составляет 8 мин.
В дальнейшей продолжительной работе ЭПГ мощность поддерживается в пределах 25 кВт работой системы автоматики, которая обеспечивает требуемый уровень котловой воды с учетом количества удаляемой воды в виде пара и повышения удельной проводимости котловой воды из–за увеличения ее солесодержания.
На рисунке 24 показаны графики, характеризующие динамики изменения мощности и высоты уровня котловой воды при длительной работе ЭПГ. При этом система автоматики стремилась поддерживать мощность на уровне 25 кВт.
Как видно из рисунка 24, с течением времени высота уровня котловой воды плавно уменьшается, но при этом мощность колеблется около среднего значения.
Рисунок 23–Динамика изменения мощности электродного
парогенератора в переходном режиме
Рисунок 24–Динамика изменения мощности и высоты уровня котловой воды при длительной работе ЭПГ
Это объясняется повышением удельной проводимости котловой воды, в результате чего мощность достигает заданного значения при меньшей высоте уровня котловой воды.
Во время эксперимента замерялись значения тока, напряжения, мощности, расхода подпиточной воды, расхода электроэнергии и времени, которые в дальнейшем использовались для определения технических параметров установки.
Во время эксперимента замерялись значения тока, напряжения, мощности, расхода подпиточной воды, расхода электроэнергии и времени, которые в дальнейшем использовались для определения технических параметров установки.
Во время эксперимента замерялись значения тока, напряжения, мощности, расхода подпиточной воды, расхода электроэнергии и времени, которые в дальнейшем использовались для определения технических параметров установки.
Опытные данные и результаты расчетов сведены в таблицу 2.
Паропроизводительность определяют в установившемся режиме работы, по формуле [14]:
(32)
Gпод– расход подпиточной (питательной) воды, кг/ч.;
Gпр– расход продувочной воды, кг/ч.
Расход подпиточной (питательной) воды определяется по показанию счетчика
ΔWв=Wв(τ)–Wв(τ–1) (33)
Таблица 4–Опытные данные
| Время, ч τ | Показание счетчика подпиточной воды,л, Wв | Показание счетчика расхода электроэнергии, кВт·ч, Wэ | Расход подпиточной воды (паропроизводительность установки), кг/ч ΔWв=Wв(τ)– Wв(τ–1) | Расход энергии, кВт·ч ΔWэ=Wэ(τ)–Wэ(τ–1) | Удельный расход электроэнергии на парообразование, кВт·ч/кг Wуд= ΔWэΔWв |
| 0 | 1096,3 | 880,3 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1135,5 | 906,4 | 39,2 | 26,1 | 0,67 |
| 2 | 1167,0 | 932,3 | 31,5 | 25,9 | 0,822 |
| 3 | 1201,9 | 958,6 | 34,9 | 26,3 | 0,754 |
| 4 | 1237,0 | 984,6 | 35,1 | 26,0 | 0,741 |
| 5 | 1272,3 | 1010,8 | 35,3 | 26,2 | 0,742 |
| 6 | 1307,7 | 1037,1 | 35,4 | 26,3 | 0,743 |
| 7 | 1342,7 | 1063,1 | 35 | 26,0 | 0,743 |
| 8 | 1378,1 | 1089,1 | 35,4 | 26,0 | 0,734 |
Благодаря новой конструкции электродной системы за 8 часов работы парогенератора необходимость в продувке котловой воды не возникла, т.еGпр =0.
Среднее значение паропроизводительности за 8 часов работы парогенератора
Среднее значениемощностипарогенератора8 часов работы парогенератора по показаниям приборов
кВт (35)
Номинальную мощность рассчитывают по показаниям приборов, по формуле [14]:
кВт (36)
где Рном– номинальная мощность, кВт;
Рср– потребляемая мощность ЭП по показаниям ваттметра, кВт;
UAB,,UBC,,UCA,, – линейные напряжения, В.
Полученное фактическое значение номинальной мощности (24,97 кВт при ρ20 = 26,2 Ом·м) экспериментального образца отличаетсяее расчетного значения (25 кВт при ρ20 = 26 Ом·м) менее 1%, что указывает на корректность расчетных формул, предложенных для трехфазной электродной системы с переменным межэлектродным расстоянием.
Коэффициент полезного действия парогенератора [14]:
, (37)
где iкип– теплосодержание кипящей воды при ее температуре, кДж/кг;
iпод.в– теплосодержание подпиточнойводы при ее температуре, кДж/кг;
r– теплота парообразования при температуре, кДж/кг.
Принимаем:
iкип=403,1 кДж/кг при температуре 96 °С (в условиях г. Алматы);
iпод.в= 75,911 кДж/кг при температуре 18°С;
r = 2256,8 кДж/кг при температуре 100 °С.
Полученное значение (0,943) к.п.д. несколько ниже его расчетного значение (0,96), следовательно, необходимо принять меры по улучшению теплоизоляции корпуса ЭПГ.
Среднее значение удельного расхода электроэнергии на парообразование за 8 часов работы парогенератора:
кВт·ч/кг (38)
Паропроизводительность при номинальной мощности:
При оценке работы электродной системы определяют плотность тока по формуле:
, (39)
где j– плотность тока, А/см2;
I– фазный рабочий ток, А;
S– площадь рабочей поверхности электрода, м2.
Напряженность электрического поля определяют по формуле:
(40)
где U– напряжение между электродами, В;
l– расстояние между электродами, см.
Наибольшие значения плотность тока и напряженности электрического поля наблюдаются в конце длительной беспрерывной работы электродного пароводонагревателя, когда удельная проводимость котловой воды высокая, а площадь активной поверхности электродов существенно уменьшается из–за снижения уровня котловой воды. Именно для этого случая определяем j и Е.
В момент окончания работы пароводонагревателя площадь активной рабочей поверхности электрода прямоугольной трапециадальной формы составила:
Поскольку электроды соединены по схеме «двойная звезда», то фазный ток проходящий через один электрод составит I=Iл/2= 37,2/2=18,6 А.
Тогда
(41)
Расстояние l между электродами на уровне электродной системы h=11 см составит l = 8 см. Тогда напряженность электрического поля равна Е=222/8=27,8 В/см.
Полученные значения jи Еэлнаходятся в допустимыхпределах и не обусловливают возникновения аварийных ситуаций.
Замерялось значение удельного сопротивления ρ20 котловой воды в конце 8 часовой работы установки. Оно было равно ρ20 =4,2 Ом·м.
Таким образом, за время эксперимента ρ20 изменилось в пределах диапазона 26,2…4,2 Ом·м.
Результаты экспериментальных исследований показали, что технические параметры экспериментального образца соответствуют параметрам, заложенным в техническом задании.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 691; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!