Реферати українською » Физика » Проектування автоматизації водогрійного котла


Реферат Проектування автоматизації водогрійного котла

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Міністерство за освітою й науки Російської Федерації

Державне освітнє установа вищого професійної освіти

>Южно-Уральский державний університет

Філія м.Усть-Катаве

Факультет Автоматизація технологічних процесів і виробництв

Кафедра ТП і ЗМУ

>Пояснительная записка до курсовому проекту

з дисципліни: Автоматизація технологічних процесів і виробництв

на задану тему: Проектування автоматизаціїводогрейного казана


Анотація

>АхметшинР.Р. Проектування автоматизаціїводогрейного казанаКВ-МГ-10.

>Усть-Катав:ЮУрГУ, 2010, 45 з.

Бібліографія літератури – 10 найменувань. 3 аркуша креслень ф. А3, 1 лист креслення ф. А4.

Проведено характеристики об'єкта автоматизації, технологічного устаткування, застосовуваних процесі матеріалів, потім описано обгрунтування вибору: регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів, контрольованих ісигнализируемих величин, коштів автоматизації.

У результаті автоматизовано водогрійний казанКВ-ГМ-10, котрій було розроблено систему автоматичного контролю та регулювання температури прямий води, також описана робота електричних схем імпульсної сигналізації та цивільного захистуводогрейного казана. Проведено розрахунки автоматичних пристроїв.

>теплообменний автоматизація водогрійний казан


Зміст

 

Запровадження

1. Характеристика об'єкта автоматизації

1.1 Опис технологічного процесу

1.2 Характеристика технологічного устаткування

1.3 Характеристика застосовуваних процесі матеріалів

2. Обгрунтування вибору регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів

3. Обгрунтування вибору контрольованих ісигнализируемих величин

4. Обгрунтування вибору коштів автоматизації

5.Спецификация коштом автоматизації

>5.1Спецификация на прилади й кошти автоматизації

6. Система автоматичного контролю та регулювання температури прямий води

7. Опис принципової електричної схеми

7.1 Опис роботи принципової електричної схеми імпульсної сигналізаціїводогрейного казана

7.2 Опис роботи принципової електричної схеми захистуводогрейного казана

8. Розрахунки автоматичних пристроїв

8.1 Розрахунок звужено устрою

8.2 Розрахунок регулюючого клапана

8.3 Розрахунок вимірювальної схемипотенциометра

Література і нормативно-технічна документація

>ообменний автоматизація водогрійний казан


Запровадження

Сучасне промислового виробництва вимагає автоматизації. Широта автоматизації управління різними процесами у тому чи іншому підприємстві чи об'єкті багато в чому характеризує загальний рівень кваліфікації і культуру виробництва цьому підприємстві, або ж рівень і той досконалість даного технічного об'єкта. Передові області в промисловості й енергетики немислимі без широкої та повної автоматизації управління. Полегшуючи працю людини, підвищуючи культуру людського роботи в всіх його видах, усуваючи різницю між фізичним і розумовою працею. Автоматизація до того ж час у в сотні разів підвищує продуктивності праці, дозволяє повніше задовольняти різноманітні людській потребі. Автоматизація робить практично здійсненним низку таких виробництв і нових видів технологій, які без неї було б неможливі.

При автоматизації котельноїавтоматизируются все основні допоміжні технологічні процеси. Це призводить до визволенню обслуговуючого персоналу від виробничої необхідності регулювати ці процеси вручну. Впровадження спеціальних автоматичних пристроїв сприяє безаварійної роботі устаткування, виключає випадки травматизму, попереджає забруднення атмосферного повітря. Останніми роками дедалі більша увага приділяється питанням комплексної автоматизації промислових котельних. І це випадково: як і енергетиці спалюється понад 50% всього палива, видобутого країни. З огляду на, що автоматизація процесів горіння дає до 10% економії палива, стає зрозуміло підвищений інтерес до комплексної автоматизації котельних.


1. Характеристика об'єкта автоматизації

 

1.1 Опис технологічного процесу

>Водогрейний казанКВ-ГП-10 призначений для нагріву води, яку використовують гарячого водопостачання і опалення. Вода, що йде до споживача, називається прямий, а повертає назад від споживача до котла – зворотної. Вода використовується хімічно очищена, оскільки які у природної воді розчинні гази (кисень і вуглекислота) руйнують метал котельного агрегату і трубопроводи. Також використання природної води призводить до відкладенню накипу, що викликає перегрів металу у слідстві погіршення відводу тепла. Для поповнення неминучих втрат води, потрібно вода для підживлення зворотної води. Харчовий вода застосовується хімічно очищена.Нагрев води відбувається поза рахунок тепла,виделяющегося під час спалювання палива. Вода до котла (>поз.7 рис. 1.1.) надходить із температурою750С і нагрівається до температури1500С.

>Горение – це процес хімічної реакції сполук горючих елементів газу з киснем,способствовавшему підвищенню температури і цих подій із тепла. Процес горіння газоподібного палива складається з освіти займистою суміші, нагріванні до температури запалення і горіння.

До горілці казана підбиваються на газ і повітря. Повітря подаєтьсядутьевим вентилятором (>поз.1,рис.1.1)Горючая суміш, що утворюється в горілці,воспламеняется і віддає тепло в топкову камеру. Через війну процесу горіння утворюються газоподібні продукти – димові гази. Їх відсмоктуєдимосос, та був викидає у повітря (поз. 3 рис. 1.1). Спалювання здійснюється смолоскиповим способом. При спалюванні газового палива необхідно забезпечити: хороше попереднє перемішування газу з повітрям, ведення процесу із малимиизбитками повітря, поділ потоку суміші деякі струменя. Підігрівши газо-повітряної суміші та хімічна реакція горіння протікають нас дуже швидко. Основним чинником тривалості горіння є час, витрачене на перемішування газу з повітрям в горілці. Від швидкості і забезпечення якості перемішування газу із необхідним кількістю повітря, залежить швидкість і повнота згоряння газу, довжина смолоскипа топки і температура полум'я. Для процесу горіннядимососом створюється необхідне розрядження і забезпечується повне видалення продуктів згоряння. Якщо досягти співвідношення витрати повітря на відповідність до подачею палива, процес спалювання здійснюватиметься з максимальноюекономичностью.

1.2 Характеристика технологічного устаткування

>Водогрейний казанКВ-ГН-10 єтеплообменное пристрій з примусової циркуляцією води, обладнаний окремимдимососом типуДН12,5У і вентиляторомВДН10У.

>Теплопроизводительность 10Гкал/ч.

Площа поверхні нагріву:

радіаційна 89 м2;

>конвективная 141,9 м2.

Температура води:

на вході у казан 75 градусів;

виході з казана 150 градусів.

Тиск води:

на вході 16кгс/см2;

не вдома 10кгс/см2.

Тиск газу перед пальниками 2330кгс/м2.

>Ширина казана 3,84 м

Довжина 4,90 м

Висота 4,75 м.

Маса металевої частини 11,8 т.

Особливістю конструкції казана служить наявність трьох східчастих екранів, які ділять топку чотирма відсіку. З іншого боку, в топці розміщені бічні і стельові екрани, останній переходитьчастичново фронтовий екран.Ширина відсіків 740мм.Топка казана виконано вигляді прямокутної шахти.Плотное екранування дозволило застосувати грубнунатрубнуюобнуровку.Котли відрізняються сильно розвиненою поверхнею нагріву.Конвективная поверхню нагріву розміщена вгазоходе і становитьзмеевиковийекономайзер, що з 16 секцій. Секції набирають в такий спосіб, щобзмеевики розташовувалися паралельно фронту казана в шаховому порядку. Для спалювання газу встановлено пальники з прямою щілиною, що закінчується розширенням.Горелки розміщені між вертикальнимитопочними екранами. Продукти горіння поступають із топки вконвективнийгазоход через отвір заввишки 100 мм у верхній частині, під розділової стінкою.

1.3 Характеристика застосовуваних процесі матеріалів

Вихідні продукти – вода, повітря, газ. Готовий продукт – гаряча вода.

Вода – рідина, яка має кольору та запаху. Хімічна формула – H2O. Вода, яка надходить казан, проходить хімічну очищення ідеаерацию, і повинна містити солі, гази. Основні показники води після очищення що надходить казан: жорсткість трохи більше 20мкг.екв/кг,солесодержание 245 мг/кг, лужність pH =7, зміст вуглекислоти неприпустимо, змістO2 до 30мкг/кг, в'язкість=0,135спз, щільність=1006,7кг/м3.

Газ використовується природний. Газове паливо є сумішшю горючих інегорючих газів (метан,етан, пропан, бутан, водень, окис вуглецю, азот, вуглекислий газ, кисень). Основним елементів газової суміші є метан. Це газ без кольору, майже без запаху, практично нерозчинимо у питній воді, хімічномалоактивен. Хімічна формулаCH4.

>Жаропроизводительностьгаза2040 градусів. Щільність газу – вдвічі легше повітря. Теплота згоряння:QH=8500ккал/м3,QВ=9500ккал/м3. Межі запалення: нижній 5%, верхній 15%.

До складу повітря входять:

азот 78,8%;

кисень 20,95%;

інертні гази 0,94%;

вуглекислий газ 0,03%.

>Готовим продуктом є вода з температурою1500С, витратою 123,5т/ч. Ця вода використовується для гарячого водопостачання і опалення.


2. Обгрунтування вибору регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів

З багатьох параметрів характеризуючих процес, необхідно вибрати ті, які підлягають регулювання і зміною яких доцільно вносити що регулює вплив. І тому необхідні результати аналізу цільового призначення процесу. З результатів, аналізу вибирають критерій управління, його заданий значення і параметри, зміною найбільш доцільно нею впливати. Останнє складає основі статичних і динамічних характеристик процесу, що дають уявлення про взаємозалежності параметрів.

Показником ефективності роботиводогрейного казана є температура прямий води. На неї діють такі обурення:

· витрата води через казан;

· витрати;

· витрата повітря;

· розрядження;

· температура зворотної води.

Стабілізувати, тобто. усунути всі обурення не можна,т.к. витрати, витрата повітря і розрядження взаємопов'язані. Усунути можна лише одне обурення – витрата води через казан. Витрата води стабілізується з допомогою підживлення зворотної водихимически-очищенной водою. З іншого боку, температура прямий води повинна змінюватися залежно від температури зовнішнього повітря. Аналізуючи ці обурення, можна зробити висновок, що економічно доцільно використання кронштейна як регулюючого впливу зміна подачі палива. У котельної одночасно працюють 2 казана, тому доцільно використовуватикаскадно-связанное регулювання з головним регулятором. Він сприймає зміна температури зовнішнього повітря і температури прямий води, тобто. загалом колекторі. Впливає головний регулятор на регулятори палива всіх котлів. З іншого боку, на регулятор палива подається сигнал від датчика температури води за казаном і зажадав від датчика температури зворотної води. Отже, подача палива змінюється залежно від температури зовнішнього повітря, температури загалом колекторі, температури води за казаном і температури зворотної води. Повітря повинен подаватися стільки ж, щоб забезпечити повне спалювання палива. Якщо повітря недостатньо, то крім неповноти спалювання, тобто. економічних збитків буде забруднення атмосфери. Якщо повітря надлишок, він віднесення тепла в українську трубу. Отже, необхідно регулювати співвідношення ">топливо-воздух". Паливо може бути різного якості, і розрахунковий коефіцієнт співвідношення може бути не оптимальним. На підвищення якості необхідно контролювати повноту спалювання палива за змістом кисню в димових газах. Отже, регулятор повітря змінювати подачу повітря на залежність від витрати палива, витрати повітря, з корекцією за змістом кисню в димових газах. У цьому проекті зміна витрати повітря важко, оскільки перетинвоздуховода прямокутне. Тоді регулювання ведеться за непрямому параметру – тиску повітря.

Для процесу горіння в топці має бути створено розрядження, якщо буде недостатнім, то можливо погасання полум'я. Якщо дуже велика, то відрив полум'я від пальники.Разряжение у проекті регулюється залежно від витрати повітря, зміною продуктивностідимососа.

Отже, у проекті використовуються такі САР:

1. САР температури прямий води з корекцією по температурі зворотної води, температури зовнішнього повітря зміною витрати палива на залежність від температури загалом колекторі;

2 САР тиск повітря з корекцією за змістомO2 в димових гази та по витраті палива, зміною подачі повітря;

3 САР розрядження в топці казана з корекцією по витраті повітря, зміною продуктивностідимососа;

4 САР зворотної води, подачею живильним води.


3. Обгрунтування вибору контрольованих ісигнализируемих величин

>Контролю підлягають ті параметри, по значенням яких здійснюється оперативне управління технологічним процесом, і навіть його пуск і припинення. До таких параметрами можна адресувати режимні і вихідні параметри, і навіть вхідні параметри, за зміни що у об'єкт надходитимуть обурення.Обязательному контролю підлягають параметри, значення яких регламентуються технологічної картою.

>Контролю підлягають все регульовані параметри :

· витрата зворотної води;

· температура зворотної води;

· температура прямий води;

· тиск повітря;

· концентрація кисню в димових газах;

· розрядження в топці казана;

· температура води в колекторі.

Крім регульованих параметрів контролю підлягають такі:

· витрати;

· тиск води на вході і виході з казана;

· витрата води в колекторі і витрати прямий води;

· температура димових газів за казаном;

· тиск повітря післядутьевого вентилятора;

· тиск газу;

· розрядження переддимососом;

· зміст метану у приміщенні;

· наявність полум'я.

Контроль витрат газу та витрати води необхідний розрахунку техніко-економічних показників.

Контроль тиску води необхідний здобуття права визначити, чи є витрата води через казан. За зменшення витрати тиск знижується. Контроль тиску повітря післядутьевого вентилятора необхідний визначення роботи вентилятора. Зниження тиску повітря відбувається у разі відключення вентилятора чи закриття його подає апарату при несправності регулятора повітря. При зниженні тиску повітря може відбутися відрив смолоскипа або його погасання. Позаяк у момент відключення вентилятора повітря топку не надходить, розрядження збільшується, відбувається відрив смолоскипа.

Зниження тиску газу нижче припустимого призводить допогасанию смолоскипа. Тому тиск палива необхідно контролювати.

При підвищенихразряжениях вгазоходе буде великийприсос зовнішнього повітря через різного родунеплотностях вобмуровке, це погіршить умови теплопередачі, знизиться продуктивність з допомогою підвищеної втрати зотходящими газами. Тому необхідний контроль розрядження переддимососом.

Метан в суміші з повітрям створюють вибухонебезпечнугазовоздушную суміш,взривающуюся джерела відкритого вогню. Вона діє людиниудушающе іотравляюще, тож треба контролювати зміст метануCH4 у приміщенні.

Припогасании смолоскипа, топка казана та приміщення заповнюються газом, і може відбутися вибух.

Щоб запобігти цього передбачено контроль наявністю полум'я в топці казана.

>Сигнализации підлягають всіх параметрів, зміни яких можуть призвести до аварії, нещасних випадків чи серйозного порушення технологічного режиму. До них належать:

· підвищення води за казаном;

· пониження, і підвищення тиску газу;

· зниження тиску води у протилежному трубопроводі;

· наявність полум'я;

· підвищення метануCH4 у приміщенні;

· зниження тиску повітря;

· підвищення розрядження димових газів;

· зниження витрати;

· підвищення кисню в димових газах.

Оперативний технологічний персонал при оповіщенні його пристроями сигналізації про небажаних подіях має взяти відповідних заходів з ліквідації. Якщо такі заходи виявляться не ефективними і параметр, що характеризує станТОУ досягне аварійного значення, повинні спрацювати системи протиаварійної захисту, які автоматично по заданої програмі перерозподіляють матеріальні і енергетичні потоки, включають і відключають апарати об'єкта для запобігання вибуху, аварії, від нещасного випадку, випуску великої кількості шлюбу.

Казан підлягає захисту при відхиленні наступних параметрів:

· підвищення води за казаном;

· підвищення чи зниження тиску води за казаном;

· зниження тиску повітря;

· підвищення чи зниження тиску газу;

· зменшення розрядження в топці казана;

· підвищення тиску зворотної води;

· погасання смолоскипа в топці казана.

Захист залежить від автоматичному припинення подачі палива при відхиленні кожного з перелічених вище параметрів.


4. Обгрунтування вибору коштів автоматизації

Кошти автоматизації мали бути зацікавленими обрані технічно грамотне й економічно обгрунтоване. Конкретний тип автоматичного устрою вибирають з урахуванням особливостей об'єкта управління і прийнятої системи управління. У цьому перевагу треба віддавати однотипним, централізованим і серійновипускаемим пристроям. Це значно спростить постачання та експлуатації. У зв'язку з тим, що нагріву води не належить допожаро- івзриво-опасних, автоматизація складає основі використання електричних коштів. Електричні прилади точнішими і вирізняються швидкодією проти пневматичними. Джерела енергії у електричних коштів автоматизації простішими

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація