Шкафы управления градирней для ПАО "Акрон" (Великий Новгород)

В ноябре-декабре 2017 года мы реализовали интересный проект по созданию автоматизированной системы управления четырехсекционной вентиляторной градирней для одного из химических предприятий Великого Новгорода (Акрон). В состав системы вошел интеллектуальный шкаф управления градирней и 4 шкафа управления вентиляторами с частотными преобразователями.

шкаф управления градирней щит асутп автоматика градирня градирни вентиляторные секционные-управление

Для начала, давайте определимся с тем, что такое градирня и для чего ее используют?

Что такое градирня? Принцип действия, устройство, типы охладительных градирен

В современных производственных схемах ТЭС, АЭС, предприятиях химической промышленности, в металлургии, машиностроении используется огромное количество воды для охлаждения узлов и агрегатов. Учитывая дороговизну воды ее не сливают, а используют повторно в замкнутом контуре. Для того чтобы теплая вода повторно не попала в систему ее необходимо охладить, и чем сильнее - тем лучше. Для этих целей на трубопроводах ставят специальные охладители или по-другому - градирни.

Общий принцип работы градирни заключается в том, что горячая вода охлаждается либо открытым воздухом (при этом пар выходит через огромные башни-воронки) либо в закрытой системе при помощи оросительных каналов. При этом пар выводится из градирни при помощи вытяжных вентиляторов.

Вентиляторные градирни являются наиболее распространенным типом установок, т.к. занимают минимум пространства, и позволяют эффективно управлять температурой воды на выходе за счет уменьшения или увеличения скорости вращения лопастей вентилятора. Вентиляторные градирни представляют собой конструкцию состоящую из корпуса с резервуаром для воды, оросителя, труб подвода-отвода воды, водоуловителей и вентиляторных установок на крыше. Алгоритм работы вентиляторной градирни хорошо описан в картинке ниже.

вентиляторная градирня вентиляторная градирня вентилятор

Автоматизированные системы управления градирнями на базе частотных преобразователей

Современные системы управления производственными процессами предполагают минимальное участие человека и снижение расходов на функционирование. Зачем держать в штате десятки человек, чтобы с утра нажимать на кнопку “пуск”, а вечером - на “стоп”, если можно ограничиться 1-2 операторами, которые с пульта управления в режиме реального времени будут следить за состоянием всех систем завода или фабрики, сама же градирня будет управляться при помощи датчиков.

Учитывая особенности климата России (жаркое лето и холодную зиму), объемы и температуру воды, работа градирни должно строиться по-разному. Зимой или при небольших объемах воды насосы и вентиляторы будут работать на минимальных оборотах, летом - на максимальных. Чтобы эффективно управлять двигателями под изменяющиеся параметры, удерживать температуру выходящей воды в заданном диапазоне, экономить электроэнергию, и увеличить срок службы двигателей в градирни ставят частотные преобразователи и шкафы автоматики.

Шкаф управления четырехсекционной градирней на базе ПЛК Siemens Simatic S7-1200

Функциональные возможности щита АСУ

  1. Плавный запуск-остановка двигателей вентиляторов градирни
  2. Поддержание заданного параметра температуры в длительном режиме
  3. Возможность интеграции в scada-систему
  4. Прямое и обратное (реверс) вращение вентилятора
  5. Защита встроенного оборудования от перегрузок и к.з.
  6. Сигнализация состояний, контроль температуры и уровня вибрации каждого вентилятора

Режимы работы щита управления градирней

Щит управления ЩАСУ работает в автоматическом и ручном режимах. Переключение режимов работы осуществляется при помощи переключателя на лицевой панели

В автоматическом режиме оператор задает требуемую температуру охлажденной воды. Дальнейшая работа системы будет зависеть только от сигналов, поступающих на контроллер от аналоговых и дискретных датчиков. В зависимости от них вентиляторы градирни будут ускоряться или замедляться, вращаться в прямом или реверсивном направлении или отключаться.

siemens sinatic s7-1200, шкаф управления, асутп  шкаф асутп овен градирни  

В ручном режиме реализовано управление каждым вентилятором с кнопок, аварийная остановка любого из вентиляторов, и переключение направлений.

Краткая спецификация оборудования в шкафу управления градирней

  • Корпус ПРОВЕНТО 2000x600x600 IP55
  • ПЛК S7-1200 CPU 1214C Siemens
  • Модули ввода дискретных сигналов Siemens
  • Модули аналогового ввода Siemens
  • Модуль аналогового вывода Siemens
  • Панель оператора SIMATIC HMI KTP600
  • Измерители-регуляторы двухканальные 2ТРМ1 Овен
  • Защитные автоматы, плавкие предохранители ABB и более 100 клемм питания силовых цепей и цепей управления 

Шкафы управления вентилятором с частотным преобразователем 110кВт (ACS580 ABB)

Для непосредственного управления работой 4 вентиляторов градирни применяются 4 шкафа с частотными преобразователями ABB серии ACS580 на 110кВт. Частотники серии ACS580 - современная разработка компании ABB, идеально предназначенная именно для вентиляторных, компрессорных и насосных нагрузок. В состав преобразователей частоты ACS580 уже встрен ЭМС-фильтр, сетевой дроссель, встроенный вентилятор охлаждения и многое другое для бесперебойной и эффективной работы градирни.

шкаф управления вентилятором с частотным преобразователем  щит управления вентиляцией шув abb acs580  шкаф автоматики-вентиляция градирни

Пуск, остановка, изменение режимов работы частотников регулируются по сигналам от интеллектуального шкафа автоматики (см. описание выше). 

Для защиты установленного в щите оборудования используются автоматические выключатели TMAX ABB 250А XT3N. Все это оборудование "упаковано" в корпуса ПРОВЕНТО IP55 с дополнительным обогревом и вентиляцией.

Компания ПромЭлектроСервис НКУ является профессиональным производителем шкафов управления и автоматики, в т.ч. шкафов управления насосами, шкафов управления вентиляторами, шкафов управления задвижками, простых шкафов управления двигателем с частотным преобразователем и многого другого. С нашими типовыми решениями по шкафам автоматики можно познакомиться в специальном разделе. Чтобы заказать и купить шкаф управления градирней в любой комплектации и под любые задачи проекта - обращайтесь к нашим специалистам на info@elektro-portal.com и по телефону 8 (800) 700-89-55