Диссертация (1026227), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Кроме того,широкий диапазон изменения давления в адсорбере 11 в сочетании сзамкнутостью дополнительного ресивера 13 вызывает повышение временивыхода БОА на рабочий режим.В результате использование данных установок в эксплуатационныхусловиях ГТС оказывается эффективным только при относительно маломколичестве кабелей.Для устранения многих из вышеуказанных недостатков была предложенадругая схема КСУ на основе процессов КБА с одноадсорберным БОА ирегенерацией из основного ресивера [113,114,127,138] (Рисунок 1.7).Рисунок 1.7. Структурная схема КСУ с циклом КБА с одним адсорбероми регенерацией из основного ресивераI –КГ; II –БОА; III –БРС; IV – БВС50К преимуществам установок данного типа на ряду с простотой ихаппаратного оформления можно отнести предельно широкий диапазонрегулирования расходных характеристик в сочетании с быстрым выходомустановок на рабочий режим, что определяет возможность их применения длясодержания большого количества кабелей – несколько десятков и более.

Крометого, наличие фильтра-адсорбера 11 ограничивает попадание следов масла вадсорбер 12, что существенно увеличивает ресурс его работы, и надежностьэксплуатации КСУ.Однакоподобнаясхемасохраниларяднедостатковприсущиходноадсорберным установкам, прежде всего связанных с отсутствием всистеме автоматического управления установкой обратной связи междуобъемами воздуха, обрабатываемыми в процессах адсорбции и десорбции.Попытки решения данной проблемы были направлены на поддержаниепостоянства расхода воздуха, подаваемого на регенерацию и определение егоколичества тем или иным способом [113]. Кроме того, увеличение количествакабелей вызвало необходимость применения компрессоров с повышеннойпроизводительностью (300 ндм3/мин и более), в свою очередь это потребовалоувеличения объема адсорбера, а также объема воздуха, подаваемого нарегенерацию силикагеля, что привело к повышению потерь осушенноговоздуха.Кроме того, при высоких нагрузках, за счет понижения температуры восновномресивере,вплотьдообмерзаниявыходныхпатрубков,эффективность регенерационных процессов в установках данного типасущественно снизилась, что в свою очередь потребовало применениядополнительных теплообменных аппаратов [127].Указанный эффект, свидетельствующий о неправомерности применениядопущения о изотермичности термодинамических процессов, протекающих вресивере 15, в существующих методиках расчета не учитывается.

Этозаставляет уделить ему особое внимание и рассматривать в качестве одной изприкладных задач настоящих исследований.51Снижение влияния следов компрессорного масла на адсорбционнуюспособность силикагеля в установках данного типа, выражающееся вприменении теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» в составе КГспособствовали более эффективному удалению дисперсной фазы загрязненийза счет ее переконденсации.

Это привело к введению дополнительногооборудования, использующего физические и физико-химические методыочистки воздуха. Например, автоматический слив конденсата из ресивера 4,фильтр-адсорбера 11 и т.п., и как следствие вызывало дополнительнуюнагрузку на установку, повышало негативное влияние субъективных факторов,в том числе при возникновении микротечей в ресивере 15, и снижалоэффективность ее применения [114,127].В результате все перечисленные выше действия приводили либо кусложнению аппаратного оформления установки, либо к снижению еепроизводительности.Следует отметить, что не зависимо от компоновочного и аппаратногооформления КСУ на основе процессов КБА такие факторы как нерасчетноеповышениетемпературыхарактеристикиокружающейустановки,изменениесреды,фактическиепроизводительностирасходныеБОАикомпрессора, отказ управляющей и контрольно-измерительной аппаратуры, атакже ряд других не учитываются в системе управления и сигнализации КСУ.Более того эти факторы не учитываются в методиках их расчета, которыепредоставляют исходные данные для разработки процессов регулирования,управления и контроля.Кроме того, характерной особенностью работы КСУ на основе процессовКБА, является поступление осушаемого воздуха в адсорберы установки свлажностью близкой к 100%.

Наряду с достаточно широким диапазономизменения избыточного давления в адсорберах (более чем в три раза) этоявляется еще одним типичным признаком, отличающим работу данных типовКСУ от пневматических осушителей общепромышленного назначения,который не учитывается в существующих методиках их расчета.52Таким образом, доминирующим во всех рассмотренных схемах КСУявляется негативное влияние внешней среды, масштабных и субъективныхфакторов, связанное не только с недостатками самих установок, но ивозможными ошибочными непреднамеренными и намеренными действиямичеловека.Вместестем,применениетрадиционныхпринциповпостроенияадсорбционных осушителей пневматических систем общепромышленногоназначения на основе процессов КБА в штатных условиях включает еще однуособенность – стремление к наиболее полному использованию адсорбционнойемкости сорбента.

В представленных схемах КСУ разработчики стремилисьстабилизировать скорости потоков в адсорберах БОА за счет их работы тольков период включения компрессора КГ и использования промежуточного«сухого» ресивера.В результате на выходе из адсорбера формируется адсорбционный фронт посвоимхарактеристикамблизкийкобрывному.Этоспособствуетвозникновению внезапных отказов КСУ и как следствие обуславливаетвысокую вероятность возникновения скрытых, непрогнозируемых отказовкабельных линий связи.Это позволяет сделать вывод, что применение для КСУ традиционныхинженерных решений и методов расчета процессов КБА, используемых впневматическихсистемахобщепромышленногоназначения,безучетаспецифических особенностей их работы и условий эксплуатации, являетсянеэффективным.Указанные обстоятельства связаны как с незавершенностью разработкиобщей теории процессов подготовки воздуха, способной учитывать негативноевлияние внешней среды, масштабных и субъективных факторов в системахразличного назначения [10,130], так и с отсутствием универсальных методикмоделирования протекающих процессов, а также расчета их технологическогои аппаратного оформления, в том числе в составе конденсационноадсорбционных установок подготовки воздуха на основе процессов КБА.53В результате, изучение общих свойств и принципов функционированияконденсационно-адсорбционных установок подготовки воздуха, включаясовершенствования методов натурного и вычислительного моделированияпротекающихвнихпроцессов,сцельюразвитияиреализацииэнергосберегающих технологий, а также поиска оптимальных решений поэффективности, надежности и ресурсу используемого оборудования вразличных условиях его применения можно отнести к актуальным ипрактически значимым задачам.Несмотря на отмеченные недостатки, представленный материал позволяетсделать вывод о перспективности применения в составе КСУ процессов КБА,которыеможносчитатьосновнымобъектомтеоретических,экспериментальных и практических исследований.Это позволяет рассматривать создание эффективных конденсационноадсорбционных установок для кабельных линий связи в качестве основнойцели настоящей работы.Для достижения данной цели прежде всего необходимо обратиться копределению основных характеристик протекающих процессов, влияющих наэффективность подготовки сжатого воздуха.Не зависимо от технологического и аппаратного оформления КСУнеобходимо выделить специфическую особенность БОА, которая заключаетсяв необходимости формирования целой группы аварийных сигналов.

Здесьособые требования предъявляются не только к обеспечению бесперебойнойподачи сжатого воздуха и контролю величины его утечки, но и к требованиямбезопасности работы установок. При этом в установках должна применятьсяобязательная сигнализация при: пропадании питания источника переменного тока; пропадании питания в линии постоянного тока; перегрузке компрессора или выходе его из строя; уменьшении давления воздуха на выходе установки ниже допустимого(0,04-0,05 МПа) на 0,01 МПа.54Следует отметить, что в [96] регламентируется лишь минимальный наборсигналов о неисправностях КСУ, который может обеспечить безопасность ихработы, но не гарантирует в полной мере надежное и эффективное содержаниекабельных линий связи.В результате многие производители КСУ [87,88,105,138] наряду суказанными обязательными сигналами предусматривают дополнительныесигналы при: изменении расхода воздуха в каждом из обслуживаемых кабелей,длительной работе компрессора, изменении технологических режимов работыустановок, а также их нарушениях, превышении допустимых значенийабсолютной влажности сжатого воздуха на выходе из установок и ряд других.Вместе с тем и в этом случае полностью исключить влияние негативныхфакторов в большинстве случаев не удается.

Дело в том, что всеперечисленные выше сигналы констатируют лишь наличие отказа илиаварийной ситуации, но не предупреждают о начале их развития.Врезультатеприрассмотренииконкретныхзадач,особенновнестандартных условиях, разработчики вынуждены использовать или свойпредшествующийопыт,илизаимствоватьаналогичныерешениядляпневматических систем общепромышленного назначения из смежных отраслейв штатных ситуациях. Подобная практика не только сдерживает разработкуновых перспективных конденсационно-адсорбционных установок, но изачастую может привести к серьезным ошибкам.Все это позволяет констатировать, что существующие технологическиециклы и функциональные схемы конденсационно-адсорбционных установокподготовки воздуха для содержания кабельных линий связи под избыточнымдавлением не отвечают современным требованиям и требуют своегоусовершенствования, прежде всего в области эффективности их применения.При этом разработку рекомендаций по совершенствованию технологическогоцикла и функциональной схемы конденсационно-адсорбционной установкиподготовки воздуха для содержания кабельных линий связи под избыточнымдавлением можно отнести к одной из основных задач данной работы.55Представленный анализ показывает, что при подготовке сжатого воздуха вКСУ, необходимо в первую очередь учитывать следующие количественныехарактеристикиэффективностиинадежностиихработы:расходныехарактеристики установок, температурные и влажностные характеристикиокружающей среды, максимально возможное влагосодержание на входе ивыходе системы подготовки сжатого воздуха, химический, фазовый идисперсный состав обрабатываемого воздуха, а также требуемый уровеньосушки и очистки воздуха.Однакообъективныйхарактеристикаппаратурныйдействующимиконтрольнормативнымиэтихколичественныхдокументаминерегламентируется [96,105].

В частности, ни в одном из существующих типовКСУ объективными средствами контроля не регистрируются предельныезначения рабочих температур КСУ, установленные на уровне 40оС. Следуетособо подчеркнуть, что данная температурная характеристика, влияя насодержание примесей масла в газовых потоках [3], является определяющей нетолько для адсорбционной части БОА, но и для всей установки в целом.Кроме того, к характеристикам, определяющим эффективность примененияпроцессов КБА, можно отнести допустимые скорости газовых потоков вадсорбере, объемы воздуха, обрабатываемые за цикл, величину динамическойактивности слоя силикагеля и ряд других [3,23,36,50,111].

Характеристики

Список файлов диссертации