Устройство для автоматического управления системой инертных газов в нефтеналивных судах
1»1 475157
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Завис11мое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 02.07.73 (21) 1941847/18-24 (51) М. Кл. А 62с 39/02
G 08b 19/00
1 с llpllc Совете Министров СССР оо делам изобретений и открытий (32 ) I I p I и1р итет Оиуб III«o13;III!> 30.06.75. Ь1оллетеиь № 24 (53) УДК 621-520 (088.8) Дата оиуб 1IIKOI3clIIIISI OIIIICBIII151 02.11.76 (72) Авторы изобретения В. П. Гаврилов, А. А. Голубев, Г. П. Кривошеева, А. Я. Кудрявцев, В. А. Мазюк и А. Г. Попов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ В НЕФТЕНАЛИВНЫХ СУДАХ Изобретение относится к системам автоматического управления и предназначено для автоматического управления судовой системой осушенных инертных газов иа нефтеналивных судах, а также может использоваться в стационарных системах инертных газов, предназначенных для з а полонен 11 я взр ы воопасных помещений инертными газами. Известно устройство для автоматического управления системой инертных газов, содержащее датчик и-сигнализаторы, установленные на линиях и в аппаратах системы инертных газов, и связанный с ними блок управления. Контроль относительной влажности газа в таком устройстве осуществляется влагомером, состоящим из датчика и показывающего прибора. Поступление влажного газа в помещения, заполняемые инертным газом, вызывает усиленную коррозию корпуса судна, что требует крупных затрат на ремонт. Поэтому контроль относительной влажности газа является одним из самых важных параметров. Существующие влагомеры имеют высокую инерционность и в этой части не отвечают требованиям, предъявляемым к судовым системам инертных газов. Поэтому в случае резкого повышения относите IbHDH влажности газа до того момента, когда влагомер зарегистрирует повышение влажности до предельно допустимого значения, в помещения поступит большое количество влаги. Предлагаемое устройство отличается от известного тем, ITO, с целью повышения надежности в работе и расширения области применения в нем, установлен блок сигнализации повышенной влажности газа, содержащий логические элементы «НЕ», «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ», «И», «ИЛИ», и реле времени, причем первый вход первого элемента «НЕРАВНОЗНА«IHOCTb» соединен с выходом первого элемента «И», входы которого соединены с датчиками-сигнализаторами вклю1ения насоса раствора хлористого лития, вкл1очения вентилятора и открытого положения парового клапана, второй вход первого элемента «HEPABHO3HA1-IHOCTb» соединен через второй элемент «И» с датчиком-сигнализатором верхнего уровня в баке раствора хлористого лития, 2о второй вход второго элемента «И» соединен с выходом реле времени, вход которого подключен к датчику-сигнализатору включения насоса раствора хлористого лития, первьш 33ход вторсго элемента «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» 25 соединен с выходом третьего элемента «И», к входу которого подключены датчики-сигнализаторы закрытого положения парового клаиаIIa, выход элемента «НЕ», вход которого соединен с одним из входов первого элемента зо «И», второй вход второго элемента «НЕРАВ475157 НОЗНАЧНОСТЬ» соединен с дат чиком-сигпализатором нижнего уровня в баке раствора лористого лития, выходы обоих элементов «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» соединены с соответству)ощимп датчиками-cип!Ялизатора»и и первым и вторым входами элемента «ИЛИ», третий, четвертый и пятый входы которого сосдине>иы соответственно с датчиками-сигнализаторамп температуры раствора за охладителем и подогревателем и предельного уровня )о в баке раствора xëoðèñòoão лития. На чертеже приведена схема предлагяс»ого устропства и системы инертных газов. Система инертных газов состоит из охладителя 1, осушителя 2, нагнетателей 3 и 4, охла- 1, дителя 5 раствора хлористого лития, регеперятора 6, вентилятора 7, подогревателя 8 раствора хлористого лития, клапанов 9, 10 и 11 с электропрпводами насоса 12 охлаждающей воды, насоса 13 раствора хлористого лития, 2о бака 14 раствора хлористого лития, зап(>рных клапанов 15, 16 и 17, парового клапана 18, имеющего электропрпвод, и соединительных трубопроводов. Ня трубопроводе ;а иагпетате ra»JI 3 и 4 у TBJIoBлеиы датчики-clll IJHëJJBBTopû 19 и 20 температуры, датчик 21 относительной влажности и датчики-сигнализаторы 22, 23 и 24 соответственно повышения давления, понижения давления и аварийного понижения давления. На баке 14 раствора хлористого лития установлены датчики-сигпализаторы 25, 26 и 27 соответственно верхнего уровня, ижпего уровня и предельного нижнего уровня. На трубопроводе ".Я охлад!ггелем 5 !>HcT))(>- з5ра хлористого лития установлен датчик-сигпалпзатор 28 температуры, а пя трубопроводе за подогревателем 8 раствора установлен датчик-сш пализатор 29 температуры. Устройство для автоматического управления системой инертных газов состоит из вышеперечисленных датчиков-спгиалпзаторов 19 — 29, блока управления 30, в котором размещены реле времени 31 — 34, лопгческпе элементы «ИЛ11» 35 — 43, логические элементы «11» 44 и 45 45, логические элементы «НЕ» 46 и 47, curiiHльные лампы 48 — 66, звонок 67, liзмерптель 68 относительной влажности, п блока 69 спп)алпзацпп повышенной влыж(!Ости газа, содержащий логические элементы «НЕРАВ- 5о НОЗНАЧНОСТЬ» 70 и 71, элементы «И» 72 п 73, элемент «НЕ» 74, элемент «ИЛИ» 75, спгпялпзаторы 76 — 80 и звонок 81. .=>г!ектродвпгатели пягпетателей 3 ll 4, клапанов 9, 10, 11, па(осов 12, 13, вентилятора 7 55 и парового кла),апа !8 пме!О! магнитные II) скятелп 82 — 90. Выходная цепь датчика-спгналпзатора 23 ) I(>II II>KeII II>I давления через реле времени 31 с вяза ня с )I > cKQB)>IXI) J коптя к!я. ()п (IBI II II I 1(ь! х (>О пускателей 82, 83, 87, 88 пягнетателей 3 ii 4 и l1 ICOCOB 12 II 13, 3 TH K)Ke C KO)ITB I Выходная цепь дат ни<а-сигпялпзатора 22 55 повышения даьлепия через элементы «ИЛИ» 35 -41 связана со стоповыми контактами маг. нитных пускатслсй 82, 83, 87, 88 пагнетателей 3 и 4 п насосов 12 п 13, а также контактами магIIJITIII)x пус)<ятслей 84, 85, 86, управляющими закрытием клапанов 9, 10, 11. 1<, друп)м входным каналам элементов «! 1ЛИ» 35 — -41 подключена выходная цепь ;13 т>)и к;! -;. и гп;!. и ",3 Top 3 20 тем пер ату pi>I. Д.!я спг)IH.JIJçàöJJJI ):K;Ifo÷åiiè>) насосов, открытого ll закрытого )юложе ия клапанов If Отклонен, !я )параметров па блоке управления 30 пме)отся сигнальные лампы 48 — 66. Выходные ileliii датчиков-сигнализаторов 25 — 28 через лопгческпе элементы 41, 42, 45 ,вязаны с магнитными пуcKHieлямп 88, 89, 90 п,)соса 13, вентилятора 7 и парового кл IIIHпя 18. Логические элементы блока 68 спп!али;aIJIlll свя Jc) III I C;),3T>IJIKHAIJI-сип!Ялпзаторами 27, 28, 29 и IB)-II!IT)II)hill пускателями 88, 89, 90. Выход)JJ.Ic цепи д ) TiJJIJ 19, 20, 21 и )IBìeðJJI cc!ü 68 в IB K)IocTII через элемент «ИЛИ» 43 подключены к звонку 67. Устройство включается в работу прп nouuii < e I I J I I I . l 3 l3 л е и и я г я 3 1! и О I I > J I I > . 1 ь с у д я т ч п к яспгпалпз>яторя 23, спп!Ял от которого зяжигаеТ лампу 48 l)H блоке управления 30 и через реле времени 31 поступает к мапштиым пускателям 82 и 83, пагиетателей 3 и 4, запуская пх, к магнитным пускателям 84, 85, 86, электродвпгатслей клана)юв 9, 10, 11, включая их на oTJ 88 насосов 12 и 13. 1эаботя пагпетятелей 3 ii 4 и насосов 12 ii 13 CIJI Il3;l ll31lpjeTC5I;IH hl lJHblII 50, 51, 58 Il 59, 3 открытое положение клапанов 9, 10 и 11 лямпамп 52, 54, 56. Через 5 — 10 сек после поступг!ения имиульcH;IBI lIêH-спгпалпзатора 28 реле времени 31 снимает команды IIH запуск механизмов If открытие клапанов. За это время все магнитные пускатели уже приняли J Ile! необходим ос! и 13 JI < il)1, iiiч ии. Спя и е I ocTbJB3II!I)I теплового реле в пх мап!итпых пускателях, если pHifee оии отключились те)>ловым реле из-зя перегрузки электродвигателя. Такая защ!гга предохраняет электродвигагели . > Е Х с! И П 3 >>! О В O т Я и и >i > I I i I . Газ пз газоходя котла через клапан 9 полгупяет в охлядптель 1, которьш ирокачивает(я за(>ортпой водой, подаваемой насосом 12. Охлажденный гяз через клапан 10 поступает в осу)иитель 2, где он смешивается с раствором хлористого лития. поглощающим влагу пз газа. Е13гпетате iif;iля coo(>щения газу энергии, необходимой для прео )оleIIII)I с(шротпвле ия газового тракта. Раствор х IoplicTolo лития непрерывно прокачпвяется насосом 13, через охладитель 5 и Осушитель 2, я также через подогреватель 8 и регеперятор б. 475157 Сигнал о работе насоса 13 от магнитного пускатечя 88 поступает как на лампу 59, так и иа реле времени 33, задерживающее дальнейшее прохождение сигнала на 3 — 5 мин во избежание ложного срабатывания блока регенерации, состоящего из регенератора 6, вентиIBTop3 7 с магнитным пускателем 89 и парового клапана 18 с магнитным пускателем 90. При осушении газа в осушптеле 2 раствор хлористого лития насыщается влагой, концентрация раствора понижается, и осушающая способность его уменьшается. При определенном значении концентрации раствора хлористого лития требуется восстановление его осушающей способности (повышение кон- !5 центрации раствора), что достигается путем регенерации раствора, т. е. осушения его. С этой целью вкч!Очается вентилятор 7, и открывается паровой клапан 18. Подогретый паром в подогревателе 8 раст- 20 вор хлористого лития поступает в регенератор 6, где QH обдувается воздухом, подаваемым вентилятором 7, п осушается. Регенерация раствора хлористого лития производится периодически. При уменьшении 25 концентрации раствора, т. е. при содержании большого количества влаги в растворе, объем раствора в баке увеличивается и достигает уровня, на котором срабатывает датчик-сигнализатор 25 верхнего уровня, сигнал от зо которого через элемент «И» 45 и реле времени 34 поступает к магнитным пускателям 89 и 90, .включая вентилятор 7 и подавая команду на открытие парового клапана 18. Назначение элемента «И» 45 — не допустить открытия парового клапана 18 и запуска вентилятора 7 в случае, если не работает насос 13 раствора. При неработающем насосе 13 подогрев раствора паром может привести к вскиианшо раствора и аварии регенератора 6. 4О Реле времени 34 через 5 — 10 сек снимает сигнал на запуск вентилятора 7 и открытие парового клапана 18 с целью защиты этих механизмов от самопроизвольного пуска ири остывании теплового реле после его срабаты- 45 вания (аналогичное назначение реле времени 31 описано выше). Выключение вентилятора 7 и закрытие 113р!!вого клапана 18 (окончание регенерации раствора) происходят пo срабатывании датчи- БО ка-сигнализатора 26 ии;кнего уровня, свидетельствующего оо удалении влаги из раствора хлористого лития, т. е. восстановлении концентрации раствора. Сигнал от датчика-сигнализатора 26 через элемент «ИЛИ» 42 иост пает на мапгитные пускатели 89 и 90, Вентилятор 7 выключается, а паровой клапан 18 закрывается. Задержка сипгала о работе насоса 13 на 3 — 5 мин производится реле времени 33. Это необходимо потому, что ирн неработающем насосе 13 часть трубопроводов раствора хлористого лития осушена и уровень раствора в баке превышает уровень срабатывания датчика-сип!ализаторя 25. Благодаря задержке сигнала о работе насо а 13 на 3 — 5 м!ш сигнал верхнего уровня от датчика-сигнализатора 25 не проходит через элемент «И» 45. Через 3 мии после запуска насоса 13 весь трубопровод раствора заполняется, и появление сигнала верхнего уровня возможно только при наличии большого количества влаги в баке 14 раствора. По достижении за иагнетателями давления газа, равного верхнему предельному значению, срабатывает датчик-сигнализатор 22 повышения давления, сигнал которого поступает на лампу 49 и через элементы «ИЛИ» 35 и 36 к >1ЯГIIIITllhDI II OI<3TÑ IHlil 82 и 83 113 нагнетателей 3 и 4, я также через элементы «ИЛИ» 37 — 41 к мапштным пускателям 84 — 88 на закрытие клапанов 9, 10, 11 и остановку II;!cocoa 12 и 13. От элемента «ИЛИ» 41 через элемент «ИЛИ» 42 сигнал поступает тс! к>1<с 1 . м 3Ги нтн ы х! п ск ITE,1 !! м 89 и 90 на остановку вентилятора 7 и закрытие парового клапана 18. Дл!! предотвращения возможности обратного потока газа из взрывоопасных помещений к Гязоходм кот, 13 В сл 13е, ес 7и Обс, !х живя10щий персонал забыл закрыть клапаны на газовом тракте нри дистанционном управлении системой, нреду мотрено автоматическое закрытие клапана 10 ири остановке обоих иагнетателей. В этом случае сигналы от э.!ементов «1IE» 46 и 47 поступают к элементу «11» 44 и через элемент «ИЛИ» 38 к магнитному пускателю 85 н
Устройство предусматривает защиту по пре. дельно допустимои температуре газа за нагнетателями. По достижении температурой газа предельного значения срабатываег датчик-oиlн3лизатор 20 температуры, с!пенал которого зажигает лампу 64 на щите управления, поступает через лоп!ческий элемент «ИЛИ» 43 на звонок 67 н II 1oxo1Il! чере",,л оп1ческие элементы «ИЛ11» 35-- 39 к магнип!ым пускателям 82 — 86 на остановку нагиетателей 3 и 4 и закрытие клапанов 9, 10, 11, а также с задержкой времени 3 мин проходит !ерез реле времени 32 и лопгческие элементы «ИЛИ» 40 и 41 к магнитным пускателям 87 и 88 на остановку насосов 12 и 13. От лопгческого элемента «ИЛИ» 41 сигнал поступает через элемент «ИЛИ» 42 к магнитным пускателям 89 и 90 на остановку вентилятора 7 и закрытие парового клапана 18. Благодаря задержке осгановки насосов 12 13 исключается возможность недостаточного Ох, Iяждения Г11зя, движ i IцеГОО!1 !ерез Ох, 13дllтель в момент остановки систех!ы, и скачка температуры 1333 в выходном трубопроводе ири последующем пуске системы. Защ!па от кристаллизации раствора хлористого лития ири понижении температуры раствора за охладителем 5 производится датчиком-сигналнзятором 28 гемнературы, .игнал которого поступает через элемент «ИЛ11» 41 к магн1ггному иускагел!о 88 на остановку 75157 и" соса 13 раствора, 3 также через элемент «11ЛИ» 42 и мапи1тным пускателям 89 и 90 на остановку вентилятора 7 н закры>л!с парового кл31làíа 18. Исключение возможности уте !к(1 расгвора х.101-истого лития i!3 бака 14 через неплотпо."rII;»),бопровода достигается установкой дат-! пка-. нгналпзатора 27 предельного нижнего уровня, сигнал которого через элемент «ИЛИ» 41 поступает и магнитному пускателю 88 на 0cra овку насоса 13 н через элемент «ИЛИ» 42 к магнитным пускателям 89 п 90 на остановку вентилятора 7 п закрытие парового клапана 18. Устройство предусматривает аварийную 10 сигнализацию следующих параметров: — повышение температуры газа сверх допустимого значепия вызывает срабатывание датчика-сцпилизатора 19 температуры, от которого зажигается лампа 63 на щите управле- 20 ния и через элемент «II. 111» 43 вялю:!ается эванс к 67; — снижение давления газа за нагнетаreëÿми 3 и 4 ниже допустимого значения вызывает срабатывание датчика-сигнализатора 24 25 давления, от которого зажигается лампа 65 на щите управления и через элемент «ИЛИ» 43 включается звонок 67; — по достижении относительной влажностью газа предельно допустимого значения З0 измеритель 68 относительной влажности выдает сигнал, который зажигает лампу 66 на щите управления и через элемент «ИЛИ» 43 включает звонок 67. Ввиду значительной инерционности датчика 21 относительной влажности очень важно предупредить обслуживающий персонал до срабатывания измерителя 68 относительной влажности о возникновении причин, следствием которых является повышение относитель- 40 ной влажности газа. Такими причинами могут быть: утечка раствора хлористого лнт!Гя п отсутствие регенерации раствора хлористого лития при низкой концентрации раствора. Обе эти причины вы- 45 зывают резкое нарастание B, .31 ocoдер;канин Г.iaa. Причинами отказа в работе блока регенерации могут быть: неисправность насоса раствора хлористого лития, вентилятора, парового 50 клапана п его электропрпвода, а также неисправность автоматики управления этими механизмами., !с!я предупре>кденпя о возникновении ïå)å-! численных !Iel!Справносгсй служиT блок 69 55 Снгн 3,1 нз(ill!! н, !) 3007310LLI I(н С.1 ел С105 !!. I Об!) 1!зом. (-! Г I! 3 л I)! ОT,13 тч l I ко В -c! Гl! а "!! 3 3 т.(! G! :(! l! Г— ii11ii!I !: s CI<3TerieIl 88), 89, 90 0 !>3()01e 03CGC3 13 и вентилятора 7 I! открытом положсн)!и па- 60 рового клапана 18 поступают па логнчсск!(й элемент «И» 72. Прп наличии гсех трех входов на выходе эс!е()епта «11» 72 по»зл;;стс51 сигнал, который поступает 113 Вход элемента «НЕР()Б1-1ОЗНЛЧНОСТЬ» 70, вторым В. .одом 0) является выхо;1ной clll нал элемента «11» 45. Прн Ila IIl÷lf!I ii;Ill отсутствш, обои. . Входов элемент «НЕРЛВНОЗЕ1ЛЧНОСТЬ» 70 не дает в!!ходного сигнала. Прп наличии одного нз вхо.,о», сл II:Låòåëücòi)óIOIILåão î I;eilop .13льном состо5!н!н1:!еханпзмов нлп неисправности автоматического управления, на выходе элементa 70 005:Вляется сигнал, !В)ступающий на снгналнзaTОр 76;! на вход элемент; «ИЛ!1» 75. ЛнялОГII Сигнал о работе вентилятора 7 от мапштного пускателя 89 через элемент «НЕ» 74 поступает на вход элемента «И» 73. Вторым Входом является сигнал о закрытом положении парового клапана 18, поступающий от датчика-снгI l 3, 1 н 3 а тор 3 KoI I e ti I l 0l () I I Or!() >l,c 11115i I<13113113 1 8. Выход элемента «И» 73 вместе с выходом датчика-спгналнзатора 26 заводится на Вход элемента «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» 71. В»!ходной сигнал элемента 71 поступает на спгпалнзатор 80 н на вход элемента «ИЛИ» 75. Сигнал от датчика-снп!алпзатора 28 о пони>кенни температуры раствора хлористого лития за охладнтелем 5, iipcrL>:преждающ!ш об опасности крнсталлпзацш раствора, поступа«11ЛИ» 75; сигнал с выхода элемента «ИЛИ» 75. Сигнал от датчика-снгнализатора 29 о ш)Вышенпн температуры раствора за подогревателем 8, предупре>кдающий об опасности вскппання раствора, поступает i:à спгналнзатор 78 и вход элемента «ИЛИ» 75. Сигнал о предельном нижнем уровне раствора в баке 14, предупреждающий об утечке раствора, поступает от датчика-спгналпзатора 27 на сигналпзатор 77 н вход элемента «ИЛИ» 75; сигнал с выхода элемента «ИЛИ» 75 поступает на звонок 81. Звуковая сигнализация олока предупреждения призвана привлечь внимание вахтенного, а сигнальные табло блока указывают характер неисправности. Наличие блока предупреждения позволяет своевременно принять меры к устранепшо попадания излишней влаги В запол.,)яемые газом помещения и тем самым уменьшить вл!Гяние иперцпонностп датчика от(шсптельной влажности. Предмет пзобрстснпя Устройство для автоматического управления системой инертных газов в нефтеналивных cvдах, содержащее датчики-спгнализаторы, установлегн!ые на линиях и в аппаратах системы инертных газов, и связанный с нимп блок управления, отлича!о!(4ееся тем, что, с целью повышения надежности в работе н расширения области применения, в нем установлен блок сиГналнзяции пОВышеннон Влажности Гяза, содержащий логические элементы «НЕ», «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ», «И», «ИЛИ», и реле времени, причем первый вход первого элемента «НЕРЛВНОЗНЛЧНОСТЬ» соединен 475157 10 с выходом первого элемента «И», входы которого соединены с датчиками-сигнализаторами включения насоса раствора хлористого лития, включения вентилятора п открытого положения парового клапана, второй вход первого элемента «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» соединен через второй элемент «И» с датчиком-сигнализатором верхнего уровня в баке раствора хлористого лития, второй вход второго элемента «И» соединен с выходом реле времени, вход которого подключен к датчику-сигнализатору включения насоса раствора хлористого лития, первый вход второго элемента «НЕРАВНОЗНАь1НОСТЬ» соединен с выходом третьего элемента «И», к входу которого подключены датчики-сигнализаторы закрытого ( О йпt !. - — г! ;и „7; gg f5 р"р Л7Н 8аа а:да, а » я 2б . 0 - 27 Составитель О. Гудкова Тскрсд А. Камышникова Корректор А. Дзесова 1 сдактор Е. Караулова З, каз 5829 Изд „о 1 f95 1 ира к 529 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 1/5 Go1. тип. Костромского управлении издательств, полиграфии li книжной торговли Г ! ! ! ! 1 ! ЯФЗ 0т газахада каГпла положения парового клапана, выход элемента «НЕ», вход которого соединен с одним из входов первого элемента «II», второй вход второго элемента «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» соединен с датчиком-сигнализатором нижнего уровня в баке раствора xëoðèñòoão лития, выходы обоих элементов «НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ» соединены с соответствующими датчиками-cI>гнализаторами и первым и вторым входами 1о элемента «ИЛИ», третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с датчиками-спгнализаторами температуры раствора за охладителем и подогревателем и предельного уровня в баке раствора хлористо1, го лития.
