Для противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

      Задвижка  используется для регулирования  напора жидкости, а так же для  блокирования аварийной ситуации.

      Требования  к задвижке предъявляются следующие: скорость закрытия, проходные диаметры трубопровода,  напряжение питания сети, интеграция системы управления.

      Исходя  из выше указанных требований применяем  задвижку ST1-Ex 411.A-03AVA с требуемым видом взрывозащиты Exdi_aIICT5 и временем закрытия до 12 секунд.

      Для системы противоаварийной защиты (ПАЗ) выбираем промежуточные реле KV1–KV10 типа РП21М-220-У3, 24В, 50Гц.

      2 Выбор системы  заземления в зависимости от  требуемой схемы электроснабжения, обеспечить уравнивание потенциалов

     По условиям задания схема электроснабжения имеем сеть с глухозаземлённой нейтралью.

     Основные требования к заземлению приведены в [1 п.п.1.7.32-1.7.42, 1.7.44, 1.7.45] для электроустановок в условиях нормальной среды.

     Для электроустановок во взрывоопасных зонах указанные требования дополняются условиями в соответствии с гл. 7.3 [1].

     В электроустановках с глухозаземлённой нейтралью:

     1) Во взрывоопасных зонах всех классов должно быть выполнено уравнивание потенциалов [1 п.п.1.7.47].

     2) В электроустановке до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью зануление (заземление) электрооборудования должно осуществляться для всех классов зон.

      3) Зануляющий проводник необходимо прокладывать в общей оболочке с фазными проводниками.

      4) Магистрали заземления выполняют проводниками из полосовой или  круглой стали, которые прокладывают на расстоянии 400-600мм от пола и соединяют с заземлителями не менее чем двумя проводниками в противоположных точках помещения для выполнения уравнивания потенциалов.

     5) Проходы специально проложенных заземляющих (зануляющих) проводников сквозь стены взрывоопасных помещений должны выполняться в трубах или проемах с заполнением, препятствующим проникновению через них взрывоопасных смесей или газов. Соединения или ответвления заземляющих проводников в местах проходов не допускается.

     В электроустановках используются следующие системы электроснабжения:

       "ТN-S" - система электроснабжения с глухозаземлённой нейтралью, в которой рабочий "N" и защитный проводник "РЕ" разделены на всём протяжении;

       "ТN-С-S" - система электроснабжения с глухо заземлённой нейтралью, в которой рабочий "N" и защитный проводник "РЕ" соединены в некоторой части;

       "IТ" - система электроснабжения с изолированной нейтралью источника питания от земли (или подключённой через большое сопротивление), в которой рабочий "N" и защитный проводник "РЕ" разделены на всём протяжении;

       "ТТ" - система электроснабжения с глухо заземлённой нейтралью, в которой защищаемые поверхности заземлены отдельно.

     По  условиям задания для зоны класса В-Iа выбираем систему " ТN-S ".

     В качестве заземляющего контура используем стальную полосу сечением 100 мм² толщиной 4 мм, проложенную по стене помещения на высоте 400-600 мм от пола, соединенную с заземлителями (расположенными вне зоны В-Iа) сварным соединением, не менее чем двумя проводниками в противоположных точках помещения.

     Стальная  полоса должна быть защищена от коррозии (окрашена в зеленый цвет с желтыми полосками) по всей длине.

     Проходы специально проложенных заземляющих проводников сквозь стены взрывоопасных помещений выполняем в отрезках труб водогазопроводных, с заполнением цементным раствором со стороны взрывоопасной зоны, препятствующим проникновению через них взрывоопасных смесей или газов. Соединения или ответвления заземляющих проводников в местах проходов не допускается.

     С целью уравнивания потенциалов строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования и т.п. должны быть присоединены к сети заземления. При этом естественные контакты в сочленениях являются достаточными.

     Присоединения заземляющих и нулевых проводников выполняются на болтовых соединениях, в местах предусмотренных конструкцией электрооборудования. Болтовые соединения должны быть зачищены до металлического блеска, с предотвращением от ослабления и коррозии контактного соединения, доступны для осмотра.

     В соответствии с РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» зоны класса В-1а должны иметь тип зоны А и категорию I. Для защиты от прямых ударов молнии должны применяться отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы. Для исключения заноса высокого потенциала по подземным металлическим коммуникациям в защищаемое здание эти коммуникации должны быть удалены от заземлителя молниезащиты на определенное расстояние. В качестве заземлителей молниезащиты могут использоваться все рекомендуемые ПУЭ заземлители (за исключением нулевых проводников воздушных линий до 1 кВ) Железобетонные фундаменты зданий могут использоваться в качестве заземлителей молниезащиты если существует  непрерывная электрической связи по их арматуре с присоединением к закладным деталям при помощи сварки.

     Для защиты от вторичных проявлений молний, металлические конструкции и корпуса всего оборудования и аппаратов, находящиеся в защищаемом здании заземляются, а внутри зданий и сооружений между протяженными металлическими объектами (трубопроводами) в местах их сближения менее чем 0,1 м привариваются металлические перемычки диаметром не менее 5 мм, или ленты не менее 24 мм², через каждые 20 м. Для кабелей с металлической оболочкой или броней перемычки должны быть выполнены гибким медным проводом.

     Для предупреждения возможности возникновения  опасных искровых разрядов с поверхности оборудования, перерабатываемых веществ, а также с тела человека необходимо предусматривать следующие меры, обеспечивающие отекание возникающих зарядов статического электричества:

    - отвод  зарядов путем заземления оборудования  и коммуникаций, а также обеспечения постоянного электрического контакта с заземлением тела человека;

    - отвод  зарядов путем уменьшения удельных  объемных и поверхностных электрических  сопротивлений;

    - нейтрализацию  зарядов путем использования  различных типов нейтрализаторов зарядов статического электричества.

      Для снижения интенсивности возникновения  зарядов статического электричества  следует:

    - очищать горючие газы от взвешенных  жидких и твердых частиц, а  горючие жидкости - от загрязнения  нерастворимыми твердыми и жидкими примесями;

    - исключать, по возможности, разбрызгивание, дробление, распыление веществ,  используемых в технологических процессах;

    - не превышать скорость движения  материалов в аппаратах и магистралях  сверх значений, предусмотренных  проектом.

     При невозможности обеспечить отекание возникающих зарядов для предотвращения воспламенения горючей среды внутри аппаратов искровыми разрядами необходимо исключить образование в них взрывоопасных смесей путем применения закрытых систем с избыточным давлением или использования инертных газов:

     - для заполнения аппаратов, емкостей, закрытых транспортных систем  и т.п.;

     - для переливания ЛВЖ;

     - для пневмотранспорта горючих  мелкодисперсных и сыпучих материалов  и продувки оборудования перед запуском.

     Во  взрывоопасных производствах, где могут накапливаться заряды статического электричества, технологическое и транспортное оборудование рекомендуется изготавливать из материалов, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление не более 10⁵ Ом*м. Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, допускается до 100 Ом.

      3 Разработка схемы электрической принципиальной системы управления и противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) технологического объекта блока I категории

      а) Разработка  перечня  элементов в соответствии с требованиями к  системам ПАЗ и описание схемы электрической принципиальной

 

     Схема электрическая принципиальная представлена в графической части проекта (приложение А). Схема электрическая принципиальная включает в себя:

     - автоматизированный электроприводы (ЭП) насоса M1 с частотным управлением от преобразователя UZ1.2 и входным фильтром UZ1.1 и трехфазным дросселем L1;

     - нерегулируемый ЭП задвижек: двигатель  М2 с концевыми выключателями GS4-1 и GS4-2 ;

     - промышленный контроллер А7, реализующий  систему ПАЗ;

     - датчики технологических параметров: датчики температуры дискретные  BT1 и BT2 c блоками дискретных преобразователей ST1 и ST2, датчики температуры подшипников  аналоговые А1 и А2 с искробезопасными барьерами-преобразователями А3 и А4, , датчик-реле давления РЕ 2-1;

     - исполнительные промежуточные реле  КV1-KV10.

    Двигатель задвижки M2 подключается к сети при помощи автоматического выключателя QF1 и магнитных пускателей КМ1 и КМ2, обеспечивающих реверс задвижки. Защита двигателя М2 и М4 от длительных токов перегрузки осуществляется автоматическими выключателями тепловыми реле КК1 и КК2 соответственно.

      Защита  ЭП насосов от токов короткого  замыкания обеспечивается автоматическими выключателями QF2 и QF4.

      Защита  цепи управления задвижками от токов  короткого замыкания выполняется автоматическим выключателями QF9.

     Включение ЭП насосов М1 и М3 осуществляется с помощью взрывозащищенных кнопок SB5 и SB7, замыкающих дискретные входы А7. отключение – кнопками SB 6 и SB8. Управление задвижками в ручном режиме посредством выключателей SB1 и SB3 (открытие), SB2 и SB4 (закрытие), а в автоматическом режиме посредством контактов реле КV2 и КV4 (открытие) и KV1 и KV3 (закрытие). Включение ЭП насосов в автоматическом режиме  выполняется контактами реле КV9, КV10. Автоматические выключатели QF1-QF4 с дополнительными замыкающими контактами подключаются к дискретным входам А7 для определения аварийного отключения. Система ПАЗ получает также данные о срабатывании КМ1-КМ4 и нажатии всех кнопок с помощью дискретных входов.

      В соответствии с требованиями к системе  противоаварийной защиты для блоков I категории датчики, которые контролируют безопасность эксплуатации, должны быть дублированы. В соответствии с заданием  к данным координатам контроля относятся:

1. контроль максимальной температуры подшипников (дискретные датчики ВТ1 и ВT2);
2. непрерывный контроль температуры подшипников аналоговыми датчиками А1 и А2;
3. контроль давления (дискретные датчики SР1 - SР2);
4. контроль вращения насосов выполняется параметрическими датчиками скорости вращения, реализованными программно в UZ1.2 и UZ2.2, связанные с А7 каналами последовательного интерфейса стандарта RS422;
5. контроль аварии срабатывания преобразователя в случае перегрева двигателя насоса или по иной причине выполняется подключением выходов преобразователя частоты MA-MC с дискретными входами А7.

     Подключение всех аналоговых искробезопасных датчиков с аналоговыми входами промышленного  компьютера осуществляется через искробезопасные  барьеры.

      Перечень  элементов схемы представлен  в приложении Б.

 

      б) Выбор программного обеспечения информационно-управляющей  системы автоматизации.

     Для программирования микропроцессорной  системы управления технологического процесса и системы ПАЗ можно воспользоваться пакетом программирования Traсe Mode. Данный пакет позволяет создать структурную схему технологического процесса и в соответствии со структурной схемой рассчитать параметры уставок технологических регуляторов и параметров уставок релейных модулей защиты.

      4 Описание системы ПАЗ с учетом  требований, методика проверки

      Технологические объекты с блоками I категории  взрывоопасности с периодическими процессами оснащаются автоматическими системами контроля и управления процессом, а также противоаварийной защиты при пуске, выходе на режим работы и остановке. Для производств, имеющих в своем составе технологические блоки I категории взрывоопасности, разрабатываются специальные меры, в их числе могут применяться:

      - оснащение технологических процессов  автоматическими системами управления и противоаварийной защиты, обеспечивающими автоматическое регулирование процесса и безаварийную остановку производства по специальным программам, определяющим последовательность, время выполнения операций и отключения при аварийных ситуациях;