REGULAČNÍ SYSTÉMY PRO EL. OHŘEVY PLYNU V REGULAČNÍCH STANICÍCH PLYNU ELI-PRO REGULACE strana 1 www.elipro.cz
ZÁKLADNÍ DĚLENÍ A VÝVOJ REGULAČNÍCH SYSTÉMŮ - TYRISTOROVÁ REGULACE 6/297 A 6/298 - ZAPOUZDŘENÍ LITINA/OCEL - 1975 1980 - TYRISTOROVÁ REGULACE 6/298 - ZAPOUZDŘENÍ PLAST - ZIR - 1980-1990 - TYRISTOROVÁ REGULACE 6/298 - ZAPOUZDŘENÍ PLAST Mi, INS - 1990-1995 - REGULACE CRYTHERM AE - ZAPOUZDŘENÍ PLAST Mi, INS - 1996-2007 - REGULACE TLK - ZAPOUZDŘENÍ PLAST Mi - 2000-2008 REGULACE strana 2 www.elipro.cz
TYRISTOROVÁ REGULACE 6/297 Zapouzdření : Typ regulace : Snímač teploty : Určeno pro : litina / ocel tyristorové spínání, řízení dvou fází termistor el. předehřevy 6 a 18kW Období realizací : 1975-1980 Klady a zápory : vysoký technický pokrok v tehdejších letech, těžká konstrukce, nutná údržba - nátěry REGULACE strana 3 www.elipro.cz
TYRISTOROVÁ REGULACE 6/298 Zapouzdření : Typ regulace : Snímač teploty : Určeno pro : plast ZIR tyristorové spínání, řízení dvou fází Pt100 ExD el. předehřevy 6 a 18kW Období realizací : 1980-1990 Klady a zápory : snížení celkové váhy RM, netěsnosti - praskání plastu při UV záření REGULACE strana 4 www.elipro.cz
TYRISTOROVÁ REGULACE 6/298 Zapouzdření : Typ regulace : Snímač teploty : Určeno pro : termoplast -40 až +90 o C Mi tyristorové spínání, řízení dvou fází Pt100 ExD el. předehřevy 6 a 18kW Období realizací : 1990-1995 Klady a zápory : zdokonalení silové části, odstranění netěsností, REGULACE strana 5 www.elipro.cz
ELEKTRONICKÁ PULSNÍ REGULACE CRYTHERM AE Zapouzdření : Typ regulace : Snímač teploty : Určeno pro : termoplast -40 až +90 o C Mi, INS CRYTHERM AE TD, PID - polovodičové spínání všech fází 4x Pt100 el. předehřevy 2, 6 až 18kW Období realizací : 1996-2007 Rozměry rozvaděče: Šířka 690mm Výška 650mm Hloubka 182mm Krytí : IP 54/20 celoplastové provedení Vybavení a použití pro RS: - napájení a řízení elektrických předehřevů plynu - napájení osvětlení v RS - 2x rezervní napájení el. spotřebičů na RS - připojení snímačů teploty Pt100 2x výstup STL a v každém el. předehřevu - regulační systém CRYTHERM AE TD REGULACE strana 6 www.elipro.cz
ELEKTRONICKÁ PULSNÍ REGULACE TLK Zapouzdření : Typ regulace : Snímač teploty : Určeno pro : termoplast -40 až +90 o C Mi TLK, PID - polovodičové spínání všech fází Pt100 el. předehřevy 2, 4, 6, 12 a 18kW Období realizací : 2000-2008 Rozměry rozvaděče: Šířka 690mm Výška 650mm Hloubka 182mm Krytí : IP 54/20 celoplastové provedení Vybavení a použití pro RS: - napájení a řízení elektrických předehřevů plynu - náhrada za dříve vyráběné termistorové a tyristorové regulace Elektro-Praga Hlinsko - napájení osvětlení v RS - 2x rezervní napájení el. spotřebičů na RS - připojení snímače teploty Pt100 umístěném ve společném výstupním potrubí plynu STL. REGULACE strana 7 www.elipro.cz
Přednosti rozvaděče s TLK : - snadná výměna za porouchaný starý rozvaděč s tyristorovou regulací na RS - spínání el. předehřevů polovodičovým spínačem SSR (spínání v nule) - ovládací prvky rozvaděče jsou totožné s el. rozvaděčem s tyristorovou regulací REGULACE strana 8 www.elipro.cz
REGULAČNÍ SYSTÉM TLK Řízení elektrických předehřevů El. rozvaděč s regulátorem TLK 35 (TLK 43) lze bez úprav použít pro rekonstrukce RS, s výměnou stávajících zastaralých tyristorových regulací za nový rozvaděč. Tento regulátor při zachování původních regulačních prvků na el. předehřevu a stávajícím společném výstupním snímači Pt 100, reguluje spínání topných tyčí v el. předehřevu před plynovým regulátorem tlaku. Regulace teploty plynu se provádí na konstantní hodnotu na společném potrubí za plynovým regulátorem prvního stupně RS. Regulace druhé řady je závislá na spadnutí bezpečnostních rychlouzávěrů na provozní řadě. Signalizace a automatické přepnutí stykačů z KM1 na KM2 zajišťuje pomocné a signalizační rele KA1 v rozvaděči. Měřená teplota plynu je přehodnocena v regulátoru TLK a na výstupu z regulátoru je impulsně spínán bezkontaktní spínací člen SSR SP1, který spíná topná tělesa v el. předehřevu. Regulátor dokáže na základě výpočtů a poměrů vyhodnotit požadovanou teplotu plynu k dosažení konstantní výstupní teploty za plynovým regulátorem na společném výstupu. Bezkontaktní spínání topných těles v el. předehřevu v tomto případě znamená dlouhodobý a bezporuchový provoz, který se z ekonomického hlediska vyplatí, protože relé nebo stykač mají omezené spínací schopnosti, dle údajů od výrobce. REGULACE strana 9 www.elipro.cz
Silová část pro napájení el. předehřevu je jištěna hlavním jističem pro el. předehřevy a proudovým chráničem. Silový obvod je dále veden přes polovodičový spínací člen SP1, který spíná tělesa v el. předehřevu. Tyto pojistky jsou pro jištění zkratů a přetížení. Do série s tímto spínacím členem SP1 jsou připojeny silové kontakty stykače KM1 a KM2. Stykače jsou zde z důvodu bezpečnosti, aby při výpadku tepelné pojistky a termostatu na el. předehřevu odstavily napájení, aby nedošlo k přehřátí a vypálení předehřevu. Tepelná pojistka je nevratná a v případě výpadku je nutná výměna u nových předehřevů. U starých předhřevů je tepelná pojistka bimetalová, kterou lze po opravě regulace opět nahodit. Snímač teploty Pt 100 v dvouvodičovém provedení je nainstalován na společném plynovém potrubí za plynovými regulátory I. stupně. Připojení do el. rozvaděče je na samostatné svorky v pravé části svorkovnice X2/PP. V el. rozvaděči lze přepínačem činnosti volit režimy : Přepínač AUT/VYP/RUČ umožňuje vypnutí předehřevu /poloha VYP/, nucený trvalý provoz jedné z řad (poloha RUČ, řada se vybere přepínačem 1./2.) a automatický provoz se samočinným přepnutím předehřevu do záložní řady při poruše hlavní řady (poloha AUT). Při standardním provozu RS přepnutí provedou mikrospínače namontované na bezpečnostních rychlouzávěrech hlavní řady. Přepínačem řad 1./2. lze při ručním režimu volit předehřev I. nebo II. Při ručním zapnutí el. předehřevu v poloze 1. nebo 2. však může vzniknout nebezpečí zamrznutí záložní regulační řady, která se automaticky uvede v činnost při výpadku hlavní řady, nezasáhne-li včas obsluha. Z tohoto důvodu je nutné provozovat předehřev automaticky (poloha AUT). Uzavře-li bezpečnostní rychlouzávěr z jakéhokoliv důvodu hlavní řadu, automaticky naběhne do provozu záložní řada včetně automatického naběhnutí předehřevu. Tím je zajištěn v záložní řadě plnohodnotný ohřev, takže není nutný okamžitý zásah obsluhy RS. Při opětovném uvedení do provozu (páka bezpečnostního rychlouzávěru v horní poloze) se automaticky přepne předehřev v záložní řadě (II) na řadu hlavní (I). Při požadavku změny výstupní teploty plynu za plyn. regulátorem, se odpovídajícími tlačítky na regulátoru TLK nastaví žádaná výstupní teplota a nechá se aut. uložit. REGULACE strana 10 www.elipro.cz
Na základě snímané vstupní teploty snímače PT 100 vyhodnotí regulátor, na kolik je potřeba předehřát plyn, aby se dostal svojí teplotou na hodnotu naprogramovanou dle vlhkostní křivky plynu (teplotu si určuje provozovatel). Při nižší teplotě plynu, pohybuje-li se pod žádanou teplotou, nám PT 100 hlásí, že se musí plyn přihřát. Regulátor začne pouštět do výstupu signály, kterými je sepnut bezkontaktní spínač SP1. V případě potřeby ohřátí plynu na vyšší teplotu, taktuje polovodičový spínač SP1 častěji a tím se i více ohřívají topné tyče v předehřevu. Jestliže se blíží hranice teploty, která je udaná z vlhkostní křivky plynu, regulátor jemně dolaďuje teplotu pomocí taktů, aby nevznikl stav, který způsobí překročení teploty udané na křivce. Je-li plyn teplejší, než je požadavek, regulátor odpojí výstup pro SP1 a odstaví funkci předehřívání. Tento stav nastává v letních měsících, kdy má plyn teplotu až 27 o C. Tato spínací funkce je vysvětlena pro el. předehřev č. I. Stejná funkce, avšak s ovládáním pro stykač KM2 je určena pro el. předehřev č. II. Při provozu el. předehřevu č. I. je blokován předehřev č. II proti zapnutí pomocí blokovacích kontaktů na stykači KM1 a KM2. Variantní řešení ovládání / dálkové řízení/ Regulátor TLK 43 je možno připojit přes komunikační linku RS 485 na nadřazený přenosový systém DPD. Komunikací lze řídit a regulovat výstupní teplotu plynu v RS. REGULACE strana 11 www.elipro.cz
REGULAČNÍ SYSTÉM CRYTHERM AE TD Řízení elektrických předehřevů Tento regulátor na základě teplotních veličin (T1A, T2A) snímaných v el. předehřevu I. a II., a veličin (T1B, T2B) snímaných za plynovým regulátorem, vyhodnotí požadovanou teplotu vystupující z předehřevu a vstupující do redukčního ventilu. Regulace teploty plynu se provádí na konstantní hodnotu za plynovým regulátorem první a druhé řady. Regulace druhé řady je v případě spadnutí bezpečnostních rychlouzávěrů. Tyto veličiny jsou v regulátoru CRYTHERM AE přehodnoceny a na výstupním členu S (1L,1E) je impulsně spínán bezkontaktní spínací člen SP1, který spíná topná tělesa v el. předehřevu. Pro přesné vyhodnocení funkce regulátoru CRYTHERM AE jsou připojeny na jeho odporové vstupy čidla PT100. Regulátor dokáže na základě výpočtů a poměrů vyhodnotit požadovanou teplotu plynu přímo v předehřevu a teplotu potřebnou k dosažení konstantní výstupní teploty za plynovým regulátorem. Bezkontaktní spínání topných těles v el. předehřevu v tomto případě znamená dlouhodobý a bezporuchový provoz, který se z ekonomické stránky vyplatí, protože relé nebo stykač mají omezené spínací schopnosti, dle údajů od výrobce. El. rozvaděč RS je osazen přepěťovými ochranami I. stupně. I. stupeň FLP-60A je nainstalován na přívodu v el. rozvaděči RM za hlavním vypínačem. Svodiče jsou v provedení bleskojistkyjiskřiště. Při revizích není nutno tyto svodiče odpojovat (nemají žádný kapacitní svod). Ochranu II. a III. stupně si sám zajistí regulační systém CRYTHERM vyhovující normám EMC. REGULACE strana 12 www.elipro.cz
Silová část pro napájení el. předehřevu je jištěna hlavními polovodičovými pojistkami. Pojistky slouží také k jištění polovodičového spínacího členu SP1, který spíná tělesa v el. předehřevu. Tyto pojistky jsou pro jištění zkratů a přetížení. Do série s tímto spínacím členem SP1 jsou připojeny silové kontakty stykače KM 1 a KM2. Stykače jsou zde z důvodu bezpečnosti, aby při výpadku tepelné pojistky a termostatu na el. předehřevu odstavily napájení, aby nedošlo k přehřátí a vypálení předehřevu. Tepelná pojistka je nevratná a v případě výpadku je nutno ruční nahození (výměna). Tělesa v el. předehřevu jsou zapojena jako 3x2000W paralelně, o napájecím napětí 400V st. Počet těles v předehřevu 18 kw je 9 ks a jsou rozděleny do tří větví s rozfázováním do U,V,W. Na komunikační vstupy regulátoru CRYTHERM AE je připojen zobrazovací displeji s následujícími funkcemi : 1) VYP - předehřev je vypnut 2) RUČ - ruční volba I. (resp.ii.) řady 3) AUT - předehřev topí v hlavní řadě (za hlavní se považuje řada, která je momentálně v provozu) Přepínačem řad I/II na displeji lze při ručním režimu volit předehřev I. nebo II. Při ručním zapnutí el. předehřevu v poloze I. nebo II. však může vzniknout nebezpečí zamrznutí záložní regulační řady, která se automaticky uvede v činnost při výpadku hlavní řady, nezasáhne-li včas obsluha. Z tohoto důvodu je nutné provozovat předehřev automaticky (poloha AUT). REGULACE strana 13 www.elipro.cz
Uzavře-li bezpečnostní rychlouzávěr z jakéhokoliv důvodu hlavní řadu, automaticky naběhne do provozu záložní řada včetně automatického naběhnutí předehřevu. Regulátor CRYTHERM AE TD si dle okamžitých změn teplot na předehřevu a výstupu sepne odpovídající el. předehřev. Tím je zajištěn v záložní řadě plnohodnotný ohřev, takže není nutný okamžitý zásah obsluhy RS. Při opětovném uvedení do provozu (páka bezpečnostního rychlouzávěru v horní poloze) se automaticky přepne předehřev v záložní řadě (II) na řadu hlavní (I). Funkce el. předehřevů je signalizována a ovládána na zobrazovacím displeji, který je umístěn na panelu rozvaděče. Při požadavku změny výstupní teploty plynu za plyn. regulátorem, se odpovídajícími tlačítky nastaví žádaná teplota a zmáčkne se tlačítko u kontrolky ulož. Teplotu lze nastavovat v rozmezí 0-9 o C. Regulace s označením TD nepožaduje signály z bezpečnostních rychlouzávěrů provozní řady. Regulátor má naprogramovány tyto funkce : bezkontaktní spínač SP1. Na základě snímané vstupní teploty, snímači PT 100 I. (T1A) a II. (T2A), vyhodnotí CRYTHERM AE, na kolik je potřeba předehřát plyn, aby se dostal svojí teplotou na hodnotu naprogramovanou dle vlhkostní křivky plynu. Při nižší teplotě plynu, v závislosti na vstupním tlaku, nám PT 100 hlásí, že se musí plyn přihřát. Regulátor začne pouštět do výstupu S signály, kterými je sepnut Součastně s tímto sepnutím výstupu S (1L,1E) se sepne výstup 1 (01NO,01CO), který sepne cívku stykače KM1. Tento stykač přes své silové kontakty sepne napětí na svorky, na které jsou připojeny vývody z těles předehřevu. Výstup KM1 je trvale sepnut, pokud je v provozu regulátor, řízený dle momentálně provozované řady. V případě potřeby ohřátí plynu na vyšší teplotu, taktuje výstup S častěji a tím se i více ohřívají topné tyče v předehřevu. Jestliže se blíží hranice teploty, která je udaná z vlhkostní křivky plynu, regulátor jemně dolaďuje teplotu pomocí taktů, aby nevznikl stav, který způsobí překročení teploty udané na křivce. REGULACE strana 14 www.elipro.cz
Je-li plyn teplejší, než je požadavek, regulátor odpojí výstup S a odstaví funkci předehřívání. Tento stav nastává v letních měsících, kdy má plyn teplotu až 27 o C. Tato spínací funkce je vysvětlena pro el. předehřev č. I. Stejná funkce, avšak s výstupem z regulátoru pro stykač KM2 (02NO, 02CO) s výstupními svorkami je určena pro el. předehřev č. II. Odporové vstupy regulátoru slouží pro snímání teploty plynu pomocí snímačů PT 100 Ex. Jsou to : T1W+T1E (v RS T1A) - snímač teploty PT100 do jímky, který snímá teplotu plynu na předehřevu č.i EP1. Tato snímaná hodnota slouží jako záložní pro havarijní stav, kdy z neznámých důvodů přestane reagovat snímač PT100 (T1B) za plynovým regulátorem na 1 řadě nebo snímaná veličina na T1B vybočí z nastavených hranic teplot. Nastavená hodnota pro toto čidlo je dle vlhkostní křivky plynu. Při docílení teploty nad 25 o C regulátor odstavuje regulaci el. předehřevu a koriguje odebíranou teplotu. Při poklesu teploty pod 25 o C se opět aktivuje spínač SP1 a dle výstupní teploty plynu se ohřívá předehřev. T2W+T2E (v RS T1B) - snímá výstupní teplotu za regulátorem plynu na první řadě, která je nastavena na teplotu zobrazující se na ukazovacím displeji. Možnost nastavení teploty 0-9 o C. Teplota na PT 100 je taková, aby při expanzi nedocházelo k vylučování vody z procházejícího plynu (doporučeno 2 o C dle vstupního tlaku 0-40Bar). T3W+T3E (v RS T2A) - snímač teploty PT100 do jímky, který snímá teplotu plynu na předehřevu č.ii EP2. Tato snímaná hodnota slouží jako záložní pro havarijní stav, kdy z neznámých důvodů přestane reagovat snímač PT100 (T2B) za plynovým regulátorem na 2 řadě nebo snímaná veličina na T2B vybočí z nastavených hranic teplot. Nastavená hodnota pro toto čidlo je dle vlhkostní křivky plynu. Při docílení teploty nad 25 o C regulátor odstavuje regulaci el. předehřevu a koriguje odebíranou teplotu. Při poklesu teploty pod 25 o C se opět aktivuje spínač SP1 a dle výstupní teploty plynu se ohřívá předehřev. T4W+T4E (v RS T2B) - snímá výstupní teplotu za regulátorem plynu na druhé řadě, která je nastavena na teplotu zobrazující se na ukazovacím displeji. Možnost nastavení teploty 0-9 o C. Teplota na PT 100 je taková, aby při expanzi nedocházelo k vylučování vody z procházejícího plynu (doporučeno 2 o C dle vstupního tlaku 0-40Bar). REGULACE strana 15 www.elipro.cz
Variantní řešení ovládání / dálkové řízení/ Teplotu lze dálkově nastavovat i z velína plynárenské společnosti nebo provozovatele. Při ovládání z velína není možno manuelně na RS nastavovat funkci na změnu teploty a vypnutí ohřevu. Při dálkovém ovládání se na displeji zobrazuje požadovaná teplota a nelze ji měnit z displeje. Je-li požadavek na vypnutí předehřevu z velína, na zobrazovacím displeji v rozvaděči se rozbliká dioda, přilehlá k vypnutí předehřevu. Nebude-li dálkové ovládání vypnutí a bude navoleno místní vypnutí předehřevu, tato dioda pouze svítí. REGULACE strana 16 www.elipro.cz