Устройство для автоматического управления системой инертных газов в нефтеналивных судах

(11) 475157 ОПИСАНИЕИ ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 02.07.73 Государственный комитет Совете Министров СССР оо делам изобретений и открытийс црцсоелццецием заявки . 32) Г 1 рцорите 53) УДК 621-5224 бл икова ю 30,06,75. Ьюллетец Дата опубликования описания 0 2) Лвторы изобретецц П. Гаврилов, А. А. Голубев, Г. П. Кривошее А. Я, Кудрявцев, В. А. Мазюк и А. Г. Попов 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ В НЕФТЕНАЛИВНЫХ СУДАХ 1 Лзооретсциематического управавтоматическогомой осушенных шливных судах, а тв стационарныхпредназначенныхопасных помещен относиленияуправлертныакжесистездляй инер-ся к систе и предназ ения судов х газов ца 1 ожет испо ах цнерт заполнения тными газа мам автоачецо для ой систе- нефтецаьзоваться ых газов,взрывоми. Известно устройство для автоматического 1 о управления системой инертных газов, содержащее датчики-сигнализаторы, установленные на линиях и в аппаратах системы инертных газов, и связанный с ними блок управления.Контроль относительной влажности газа в 1 Б таком устройстве осуществляется влагомером, состоящим из датчика и показывающего прибора. Поступление влажного газа в помещения, заполняемые инертным газом, вызывает усиленную коррозию корпуса судна, что тре бует крупных затрат на ремонт. Поэтому контроль относительной влакности газа является одним цз самых важных параметров. Существующие влагомеры имеют высокую инерционность и в этой части не отвечают требованиям, 25 предъявляемым к судовым системам инертных газов. Поэтому в случае резкого повышения относительной влажности газа до того момента, когда влагомер зарегистрирует повышение влажности до предельно допустимого зо значения, в помещения поступит большое количество влаги,Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что, 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 НЕРЛВНОЗНЛЧНОСТЬ соединен с выходом первого элемента И, входы которого соелицецы с латчцками-сцгцалцзаторами включения насоса раствора хлористого лития, вкл 1 очеция вентилятора и открытого положения парового клапана, второй вход первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен через второй элемент И с датчцком-сигнализатором верхнего уровня в баке раствора хлористого лития, второй вход второго элемента И соединен с выходом реле времени, вход которого подключен к датчику-сигцалцзатору включения насоса раствора хлористого лития, первый вхол вторсго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с выходом третьего элемента 1 Л, к входу которого подключены датчики-сигцализаторы закрытого положения парового клапана, выход элемента НЕ, вход которого соелццен с одним из входов первого элемента И, второй вход второго элемента НЕРЛВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с датчиком-сигнализатором нижнего уровня в баке растворахлористого лития, выходы обоих элементов(НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены с соответствуЮщцмц датчиками-сипЗлгзаторачп и 5первым и вторым водами элемента ИЛ 1:1,третий, четвертый ц пятый входы которогосоединепы соответственно с датчиками-сигнализаторамц температуры раствора за охладителем п подогревателем и предельного уровня 10в баке раствора хлористого лития.На чертеже приведена схема предлзгясчогоустропства и системы инертных газов.Система ппертиых газов состоит пз охладителя 1, осушителя 2, нагиетателей 3 ц 4, охладителя 5 раствора хлористого лития, регенерзтора 6, вентилятора 7, подогревателя 8 раствора хлористого лития, клапацов 9, 10 и 11 сэлектропрпводами насоса 12 охлаждающейводы, насоса 13 раствора хлористого лития, 20бака 14 раствора хлористого лития, ззцорныхклапанов 15, 16 и 17, парового клапана 18,имеющего электропрпвод, и соединительныхтрубопроводов.Нз трубопроводе за нагпетателямц 3 ц 4 )5устяповлепы датчики-спгпалпззторы 19 и 20температуры, датчик 21 относительной влажпостп и датчики-сигцализаторы 22, 23 и 24 соответственно повышения давления, понижениядавления и аварийного понижения давленИя. 00На баке 14 раствора хлористого лития устаповлеиы датчики-сигиализаторы 25, 26 и 27соответственно верхнего уровня, цжцего уровня ц предельного нпжцего уровня.На трубопроводе зз охладпгелем 5 рзство- з 5ра хлористого лития устяцовле датчик-спгцзлпзатор 28 температуры, а пя трубопроводеза подогревателем 8 раствора устацовлеп датчик-сш палцзатор 29 температуры.Устройство для автоматического управлениясистемой ицертпых газов состоит цз вышеперечисленных датчиков-спгналцзаторов 19 - 29,блока управления 30, в котором размещеныреле времени 31 - 34, лопгческце элементыИЛ 11 35 - 43, логические элементы 11 44 и 4545, логические элементы НЕ 46 и 47, сигпзльпые лампы 48 - 66, звонок 67, измеритель 68 относительной влажности, п блока 69спп)злцзацпп повышенной влажности гззя,содеря(ащцй логические элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 70 и 71, элементы И 72 ц73, элемент НЕ 74, элемент ИЛИ 75, спгпялцзаторы 76 - 80 ц звонок 81.Згектродвпгателц пзгпетателей 3 п 4, клапзпов 9, 10, 11, насосов 12, 13, вентилятора 7 55п парового кла),ацз 8 пмекп магнитные пускатели 82 - 90,Выходная цепь датчика-сцгалпзаторз 23пцпжеппя давления через реле времени 31св 5 ззпз с пускоВымп коптякЯх)п мягпп)пьх 60пускателей 82, 83, 87, 88 пягпетателей 3 и 4 цпясосов 12 п 13, а тскке с коптякта)и мзгппгпых пускателей 84, 85, 86, управляющими открытием клапанов 9, 10, 11.Выходияя цепь дз 1 чика-спгпс 1,пзЯтора 22 )5 повышения даьлепия через элемеиты ИЛИ 35 -41 связана со стоповыми контактами маг пцтцых пускатслсй 82, 83, 87, 88 нагнетателей 3 ц 4 п пасосов 12 ц 13, а также контактами магнитных пускателей 84, 85, 86, управляю. щими закрытием клапанов 9, 10, 11.1 х друп)м входным каналам элементов1 Л 1 Л 35 - -41 подключена выходная цепь дат)пк 1-спгц;1,пззторз 20 темпе 13 ятуры.Д,я сигнализации гклочецця насосов, открытого п закрытого положения клапанов и отклопсп)я )шраметров па блоке управления 30 пме)отся сцгцальцые лампы 48 - 66.Выходные цепи датчиков-сигиализаторов 25 - 28 через лопгческце элементы 41, 42, 45 ,вяззпы с мзгццтиымц пускателями 88, 89, 90 и;)соса 13, вептиляторя 7 и парового кляпзпз 18.Логические элементы блока 68 сцпализаЦцц СВ 5 Зс 1 ПЫ С Дс сПКс)МП-СпПс),)ПЗЗТОРЗЛ)ц 27, 28, 29 и мапцтпымп пускателями 88, 89, 90.Выходис цепи,1 з тч и кОВ-сигпа.1 пз 1 ОРОВ 19, 20, 21 ц измерясгь 68 вляжисти через элемент ИЛ 11 43 подключены к звоику 67.Устройство включается в работу прп поицжепц 1;)явлепця гязс по и.1)у,1 ЬСу дЯТч)КЯ. сцгпзлцзяторя 23, сп пял от которого зажигает лампу 48 пз блоке управления 30 и через реле времени 31 поступает к мапштиым пускателям 82 и 83, пагнетателей 3 и 4, запуская пх, к магнитным пускателям 84, 85, 86, электродвпгатслей клана)юв 9, 10, 11, включая их на открыт)е, и к магнитным пускателям 87 и 88 насосов 12 и 13,1 эаботс пагпетзтелей 3 п 4 и насосов 12 и 13 сцгиагпзпрхсетс 51 лампам; 50, 51, 58 и 59, а открытое положепце клапанов 9, 10 и 11 лзмпамп 52, 54, 56.1 ерез 5 - 10 сек после поступгепп 51 имиуль- С с 1 0 1; а ТП К с - С)111 Я; 13 с 1 О Р с 2 8 Р с 1 Е В Р Е М Е) И 31 снимает команды пз запуск хехаппзмов и открытие клапанов. За это время все магнитпые пускатели уже приняли комзцд ц далее пет иеобходимосси в пх пялцчпп,СВ 5 т е комзп;1 пз пуск механизмов п открытие клапяпов предупреждает самопропзвольш)е включение электродвигателей после остываппя теплового реле в пх мапптпых пускателях, если раисе опп отключплпсь тец,овым реле цз-зз перегрузки электродвигателя, Такая зящггз предох 1 ип 5 ет электродвпгсггели ЧЕХЗП 1 ЗМОВ ОГ авс 1)111,Газ цз газоходз котла через клапан 9 по. сгугает в охлядптель 1, которьш прокачивзет(я забортпой водой, подаваемой насосом 12.Охлзж;1 еппый гяз через клапан 10 поступает в осупитель 2, где оц смешивается с раствором хлористого лития, поглощающим влагу пз газа. Е 1 ягветатегп 3 п 4 служат;1 ля сообщения газу энергии, необходимой для преодолеппя с(шротцвлеппя газового тракта.Раствор хлористого лития непрерывно прокачпвяется насосом 13, через охладитель 5 и осушцтель 2, я также через подогреватель 8 и регеперятор б.Сигнал о работе насоса 13 от магнитного пускатечя 88 поступает как на лампу 59, так и ца реле времени 33, задерживающее дальцейшее прохождение сигнала на 3 - 5 миц во избежание ложного срабатывания блока регенерации, состоящего цз регецератора 6, вентилятора 7 с магнитным пускателем 89 и парового клапана 18 с магцитцым пускателем 90.При осушении газа в осушптеле 2 раствор хлористого лития насыщается влагой, кон- ТО цецтрация раствора понижается, ц осушающая способность его уменьшается. Прц определенном значении концентрации раствора хлористого лития требуется восстановление его осушающей способности (повышение кои центрации раствора), что достигается путем регенерации раствора, т. е, осушения его. С этой целью вклпочается вентилятор 7, и открывается паровой клапан 18.Подогретый паром в подогревателе 8 раст вор хлористого лития поступает в регецератор 6, где оц обдувается воздухом, подаваемым вентилятором 7, п осушается.Регенерация раствора хлористого лития производится периодически, При умецьшеции 25 концентрации раствора, т. е. прц содержании большого количества влаги в растворе, объем раствора в баке увеличивается и достигает уровня, ца котором срабатывает датчик-сигцалцзатор 25 верхнего уровня, сигнал от ЗО которого через элемент И 45 ц реле времени 34 поступает к магнитным пускателям 89 ц 90, включая вентилятор 7 и подавая комаиду иа открытие парового клапана 18.Назначение элемента И 45 - це допустить открытия парового клапаца 18 и запуска вентилятора 7 в случае, если це работает насос 13 раствора. При неработающем насосе 13 подогрев раствора паром может привести к вскииацшо раствора и аварии регевератора 6. 4 ОРеле времени 34 через 5 - 10 сек снимает сигнал ца запуск вентилятора 7 и открытие парового клапаца 18 с целью защиты этих механизмов от самопроизвольного пуска при остывации теплового реле после его срабаты вация (аналогичное назначение реле времени 31 оццсаио выше).Выключение вецтилятора 7 и закрытие парового клапана 18 (окоцчацие регенерации раствора) происходят по срабатывании датчи- БО кд-сигцализатора 26 ии;кцего уровця, свидетельствующего об удалении влаги из раствора хлористого лития, т, е. восстановлении коццецтрацпи раствора.Сигнал от датчика-сигцализатора 26 через 55 элемент ИЛИ 42 постпает ца мапгитцыепускатели 89 ц 90, Вентилятор 7 выключается,а паровой клацац 18 закрывается.Задержка сцпгала о работе насоса 13 ца3 - 5 миц производится реле времени 33. Этонеобходимо потому, что при неработающем насосе 13 часть трубопроводов раствора хлористого лития осушена и уровень раствора в баке превышает уровень сраб)атывацця датчика-сипализаторя 25. БГЯгодаря задержке сигнала о работе насоса 13 иа 3 - 5 мш сигнал верхнего уровця от датчика-сцгнализато.ра 25 це проходит через элемент И 45. Че.рез 3 мии после запуска пасоса 13 весь трубопровод р;створ зяполцяется, и появлеиие сигнала верхиего уровня возможно только приналичии большого количества влаги в баке 14раствора.По достижении зд иягцетателями давлениягаза, равного верхнему предельцому значению,срабатывает датчик-сигцализатор 22 повышения давления, сигнал которого поступает цалампу 49 и через элементы 11 Л 11 35 н 36 кмагнитным пъскателям 82 и 83 иа остановкунагцетателей 3 и 4, д также через элементыИЛИ 37 - 41 к мапштцым пускателям84 - 88 ца закрытие клапанов 9, 10, 11 и остаиовку идсосов 12 и 13. От элемента 11 ЛИ 41через элемецт ИЛИ 42 сигнал поступаетт 1 кке к мягиитцым ик 1 тел 51 м 89 и 90 цаостановку вентилятора 7 и закрытие паровогоклапана 18.Дл 5 иредотвращецця возможности обратного потока газа из взрывоопасных цомещеццйк Гязоходх котла В сл 1 де, если Обслхкивя 1 Ощий персонал забыл закрыть клапаны иа газовом тракте при дистанционном управлениисистемой, предумотрено автоматическое закрытие клапана 10 ири остановке обоих иагцетателей. В этом случае сигналы от э.1 ементов 1-1 Е 46 и 47 поступают к элементу11 44 и через элемецт 11 Л 11 38 к магнитному пускателю 85 иа закрытие клапана 10.Устройство предусматривает защиту по предельно допустимоц температуре газа за идгцетателями,ПО достикеиии техие)1 туро Г 13 Я предельного значения срабатываег дат ц 1 к-сигцализ 11 тор 20 температуры, сиги 1 Г которого зажигает лампу 64 ца щите управления, поступаетчерез лоп 1 ческий элемецт 11 Л 11 43 ца звонок 67 и ироход 1 п через лоп)ческие элементыИЛ 11 35 39 к магнип 1 ым пускателям82 - 86 иа остановку цагиетателей 3 и 4 и зак 1)ытие 1 лацдцов 9, 10, 11, я также с задержкой времени 3 мин проходит через реле времени 32 и лопгческие элементы 11 Л 11 40 и41 к магнитным пускателям 87 и 88 цд остановку насосов 12 и 13. От лопгческого элемецта 11 Л 11 41 сигнал поступает через элементИЛ 11 42 к магнитным пускателям 89 и 90ца остановку вентилятора 7 и закрытие парового клапана 18.Благодар 5 задерж 1 е 0 тдцОВки идсосв 1213 исключается возможность недостаточногоО х,1 я ж де ц и я Г 1 3 д, д Б и ж с 1 ц е ГО с 51е р е 3 0 х,1 я д итель в момент остяцовки систехы, и скачкатемпературы газа В выходном труб)оироводеири последующем пуске системы.Зя 1 цитя От крис 1 ллизяции р 1 стВОрд х,10.рцстого лития ири понижении температурыраствора за охладителем 5 производится дат.чиком-сигцализатором 28 Температуры, .игиал которого поступает через элемент 11 Л 1141 к хЯгцитиом и)скдгелО 88 ид Ост 11 цОВку)ясОГЯ 13 раствора, я также через э,)е)1)ент 11 ЛИ 42 и магнитным пускателям 89 и 90 на остановку вентилятора 7 и зякрыигнс парового клапана 18.Исключение возможности уте )к)с рясвора хл 01 стого лцтпя нз бака 14 через неплотпослп труб)онровсд) достигается установкой датчика.,гналпзатора 27 предельного ннжнеп) уровня, сигнал которого через элемент ИЛИ 41 ос)унает и магнитному пускателю 88 на остановку насоса 13 н через элемент ИЛИ 42 к магнитным пус)сателям 89 п 90 на остановку вентилятора 7 п закрытие парового клапана 18.Устройство предусматривает аварийную сигнализацию следующих параметров:- повышение температуры газа сверх допустимого значения вызывает срабатывание датЧИКЯ-Сигцс)ЛИЗатсра 19 тЕМПЕратурЫ, От КО- торсго зажигается лампа 63 на щите упрявлецця и через элемент 11 ЛИ 43 вялю )ается звонок 67;- снижение давления газа за нагнетателями 3 и 4 ниже допустимого значения вызывает срабатывание датчпка-сигнализатора 24 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 измеритель 68 относительной влажности вылает сигнал, который зажигает лампу 66 на щите управления и через элемент ИЛИ 43 включает звонок 67.Ввиду значительной инерционности датчн. ка 21 относительной влажности очень важно предупредить обслуживающий персонал до срабатывания измерителя 68 относительной влажности о возникновении причин, следствием которых является повышение относительной влажности газа.Такими причинами могут быть: утечка раствора хлористого лнт)гя и отсутствие регенерации раствора хлористого лития при низкой концентрации раствора. Обе эти причины вызывают резкое нарастание в,".агосодер;канин Гаэс).Причинами отказа в работе блока регенерации могут быть: неисправность насоса раство.ра хлористого лития, вентилятора, парового клапана п его электропрпвода, а также неисправность автоматики управления этими механизмами.Для предупрежденпя о возникновении пе)ечисленных пенсправносгсй служ;т Олок 69 СНГНЯ,)Нэссццц, РЯООТсОЩН) С.)ЕЛ ГН)Н)е: ОС)с)- зом.СИГНЯЛЫ От дятс)НКОВ-СГНЯЛНЗяторс) МЯГцлггць)х ):ус)сяте,)е) ЯЬ, 89, 90 с рябстс няссся 13 ц вентл 5)торя 7 и Открь)том Олбжсннн нс)- рового клапана 18 поступают пя лог:)чсск)ш элемент И 72. Прп наличии всех трех входов на выходе элел)ептя 11 72 позлется сигнал, который поступает ня вход элемента НЕРс)Б 1-10311 ЛГ 1 НОСТЬ 70, вторым входом г 10 15 20 25 30 35 40 45 50 является выходной сш пал элемента 11 45. Прн наличии лн отсутствш, обоих вхс)дов элемент НЕРЛВНОЗЕ 1 ЛЧНОСТЬ 70 не дает в)э)ходного сигнала. Прп наличии одного нз входо, сч ндетельствующего о ненормальном состоянии механизмов нлп ненснравносп автоматического управлен я, ця выходе элемента 70 но 5:вляется сигнал, )н)ступающий ня снгналнзатор 76; на ии)д элемент;ИЛ 1 75.Лналогцс)но обрабатываются команды пя выключение вентилятора 7 и закрытие парового клапана 18 с снгняламн Об их исполнении. Сигнал о работе вентилятора 7 от мапштного пускателя 89 через элемент НЕ 74 поступает ня вход элемента И 73. Вторым входом является сигнал о закрытом положении парового клапана 18, поступающий от датчика-снгня;)цзатОра коне)нОГс) )Голоясспи 5 )сляпана 18. Выход элемента И 73 вместе с выходом датчика-спгналнзатора 26 заводится ня вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 71. Выходной сигнал элемента 71 поступает на снгналнзатор 80 н на вход элемента ИЛИ 75.Сигнал от датчика-спп)алпзаторя 28 о поникенни температуры раствора хлористого лития зя охладнтелем 5, прс:)упреждающ)нй об) опасности крнсталлнзацш раствора, поступа ЛИ 75; сигнал с выхода элемента ИЛИ 75.Сигнал от датчика-снгнализаторя 29 о ш)- вышеннн температуры раствора за подогревателем 8, предупреждающий об опасности вскппацня раствора, поступает на спгнялнзятор 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 б.лока предупреждения призвана привлечь внимание вахтенного, а сигнальные табло блока указывают характер неисправности.Наличие блока предупрехсденпя позволяетсвоевременно принять меры к устранению попадания излишней влаги в запол)яемые газом помещения и тем самым уменьшить влцяние иперцпонцостп датчика относительной влажности. Предмет пзобрстснниУстройство для автоматического управления системой инертных газов в нефтеналивных судах, содержащее датчики-спгнализаторы, установлен)ые на линиях и в аппаратах системы инертных газов, и связанный с ними блок управления, отлича)о)4 ееся тем, что, с целью повышения надежности в работе н расширения области применения, в нем установлен блок сиГнялцзяции повышеннсн влажности Газа, содержащий логические элементы НЕ, НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, И, ИЛИ, и реле времени, причем первый вход первого элемента НЕРЛВНОЗНЛЧНОСТЬ соединен1 б 77 Составитель О. Гудковасдактор Е, Караулова Тскрсд А. Камышиикова Корректор А. Дзес Закво 5822ЦНИИП Тирак 52 сло комитета Совета Миннобретений и открытий.35, Раушская наб., д, 4 И;3 о 1 о 25 И Госу;арственно ио делам из 13035, Москва, БПодиисгров СССР бл. тип. Костромского управлении издательств, полиграфии и книжной торговли с выходом первого элемента И, входы которого соединены с датчиками-сигнализаторами включения насоса раствора хлористого лития, включения вентилятора и 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 1 Л соединен с выходом реле времени, вход которого подключен к датчику-сигнализатору включения насоса раствора хлористого лития, первый вход второго элемента НЕРАВНОЗНАь 1 НОСТЬ соединен с выходом третьего элемента И, к входу которого подключены датчики-сигнализаторы закрытого положения парового клапана, выход элемента НЕ, вход которого соединен с одним из входов первого элемента 11, второй вход второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соеди нен с датчиком-сигнализатором нижнего уровня в баке раствора хлористого лития, выходы обоих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены с соответствующими датчиками-спгнализаторами и первым и вторым входами 10 элемента ИЛИ, третий, четвертый и пятыйвходы которого соединены соответственно с датчиками-спгнализаторами температуры раствора за охладителем и подогревателем и предельного уровня в баке раствора хлористо; го лития.