ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
сведений о работе автоматических систем, их элементах, а также все устройства, которые работают без участия человека, но под его непосредственным наблюдением.
Основой автоматизации производства является создание автоматизированных и автоматических систем управления сложными технологическими процессами, агрегатами и производствами с применением электронных управляющих вычислительных машин и средств автоматизации. Применение АСУ ТП повышает уровень организации производства и оперативности взаимодействия персонала с техническим агрегатом. Это сокращает цикл производства, внутрипроизводственные заделы и обеспечивает более полное использование материалов, т.е. существенно увеличивает фондоотдачу.
Процесс создания АСУ ТП – это последовательное и постепенное внедрение более современных, научно-обоснованных методов управления и средств вычислительной техники с целью увеличения эффективности производства и производительности труда
Большинство АСУ ТП, которые созданы и создаются в настоящее время, являются не автоматическими, а автоматизированными. В этих системах еще велика роль оператора, который либо сам принимает решения в соответствии с информацией, представляемой ему вычислительной машиной, либо оценивает и реализует решение, выработанное ЭВМ. Однако по мере совершенствования технических средств, все более возможным становится переход к автоматическому управлению агрегатами и процессами.
Техническая характеристика котла представлена в таблице 1[1].
Таблица 1 – Техническая характеристика ПТВМ 50
Котел ПТВМ-50 предназначен для выработки горячей воды с температурой до 150 °С в отдельно стоящих котельных для использования в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначений. Котлы ПТВМ-50 выпускаются для работы как в основном режиме, так и в пиковом (для подогрева сетевой воды) соответственно от 70 до 150 °С и от 110 до 150 °С.
Он состоит из системы трубной, объединяющей топочную камеру и конвективную поверхность нагрева, и газомазутных горелок (рис. 1) [2].
Рис.1. Условная схема котла ПТВМ-50: 1 – дымовая труба; 2 – конвективные поверхности нагрева; 3 – камерная топка; 4 – газомазутная горелка; 5 – вентилятор
Котёл ПТВМ-50 имеет башенную компоновку: над топочной вертикальной камерой призматической формы располагается конвективная поверхность нагрева. Трубная система за верхние коллекторы подвешивается к каркасной раме и свободно расширяется вниз.
Топочная камера экранирована трубами диаметром 60х3 мм с шагом S=64 мм, входящими в коллекторы диаметром 273х10 мм и диаметром 219х10 мм. Конвективная часть набирается из U-образных ширм из труб диаметром 28х3 с шагом S1=64 мм, S2=40 мм.
При работе на мазуте котел ПТВМ-50 включается по прямоточной схеме: подвод воды осуществляется в поверхности нагрева топочной камеры, отвод воды – из конвективных поверхностей нагрева.
При работе только на газообразном топливе включение котла ПТВМ 50 по воде выполняется по противоточной схеме: подвод воды – в конвективные поверхности нагрева, отвод воды – из поверхностей нагрева топочной камеры.
Котёл ПТВМ-50 оборудован двенадцатью газомазутными прямоточно- вихревыми горелками ГМПВ-6, расположенными на боковых сторонах по 6 штук. Каждая горелка снабжена индивидуальным дутьевым вентилятором.
Котел имеет облегченную обмуровку, которая крепится непосредственно к экранным трубам. Общая толщина обмуровки 110 мм.
Над отопительным котлом установлена дымовая труба, обеспечивающую естественную тягу. Труба опирается на каркас.
Отопительный котел установлен полуоткрыто: в помещении размещаются только горелки, арматура, вентиляторы и т.д. (т.е. нижняя часть котлоагрегата), а все остальные элементы котла расположены на открытом воздухе.
Вода в отопительном котле циркулирует с помощью насосов. Расход воды зависит от режима работы отопительного котла: при работе в зимний период применяется четырехходовая схема циркуляции воды по основному режиму, а в летний — двухходовая по пиковому режиму.
При четырехходовой схеме циркуляции вода в отопительном котле из теплосети подводится в один нижний коллектор и последовательно проходит через все элементы поверхности нагрева котла, преодолевая подъемы и спуски, после чего вода также через нижний коллектор отводится в тепловую сеть (рис.2).
Рис.2. Схема движения воды в отопительном котле ПТВМ-50 при основном режиме (а); пиковом режиме (б): 1 - подводящие и отводящие коллекторы; 2 – соединительные трубы; 3 – фронтальный экран; 4 – конвективный пучок труб; 5,6 – левый и правый боковые экраны; 7 – задний экран; 8 – коллекторы контуров
При двухходовой схеме вода в отопительном котле поступает одновременно в два нижних коллектора и, перемещаясь по поверхности нагрева, нагревается, после чего отводится в тепловую сеть. При двухходовой схеме циркуляции через котел пропускается почти вдвое больше воды, чем при четырехходовой схеме. Это объясняется тем, что при летнем режиме работы котла нагревается большее, чем в зимний период, количество воды и она поступает в отопительный котел с более высокой температурой (ПО вместо 70 °С) [3].
Экономичность работы котла оценивается по его КПД, равному отношению полезной теплоты, затраченной на генерирование и перегрев пара, к располагаемой теплоте, которая могла быть получена при сжигании всего топлива.
Регулирование экономичности процесса горения непосредственно по КПД или суммарной оценке тепловых потерь не получило широкого распространения из-за отсутствия надежных способов и средств их непрерывного измерения.
Одним из наиболее подходящих косвенных способов оценки экономичности процесса горения является анализ состава топочных газов, покидающих топку.
На основе зависимости КПД от избытка воздуха, определяемого индивидуально для каждого котла, целесообразно поддерживать оптимальное значение коэффициента избытка воздуха αопт, при котором КПД котла ηк →ηмакс и суммарные потери стремятся к минимуму.
Участок регулирования экономичности процесса горения по содержанию кислорода в топочных газах состоит из топочной камеры и примыкающего к ней газохода конвективного перегревателя до места измерения содержания кислорода. Входное регулирующее воздействие участка – расход воздуха, поступающего в топку, выходная регулируемая величина – содержание кислорода в поворотной камере газохода за пароперегревателем.
Оптимальное значение О2 в поворотной камере при номинальной нагрузке и сжигании мазута и газа 0,2–2 %. Оптимальный избыток воздуха определяется не только экономичностью процесса горения, но и другими факторами, например, интенсивность коррозии поверхностей нагрева, образование вредных соединений (оксиды серы и азота и др.).
Основным способом регулирования оптимального значения избытка воздуха за пароперегревателем служит изменение количества воздуха, подаваемого в топку с помощью дутьевых вентиляторов. Для жидкого топлива и газа схема автоматического управления подачи воздуха: регулирование экономичности по соотношению «топливо – воздух»
При постоянном качестве топлива, а также наличии надежных и достоверных способов непрерывного измерения его расход, необходимое количество топлива и воздуха, для обеспечения требуемого тепловыделения связаны прямой пропорциональной зависимостью, которая устанавливается в результате испытаний.
Внутренний контур служит системой стабилизации по расходу воздуха. Импульс расхода топлива является сигналом задания для системы регулирования [4].
Основой автоматизации производства является создание автоматизированных и автоматических систем управления сложными технологическими процессами, агрегатами и производствами с применением электронных управляющих вычислительных машин и средств автоматизации. Применение АСУ ТП повышает уровень организации производства и оперативности взаимодействия персонала с техническим агрегатом. Это сокращает цикл производства, внутрипроизводственные заделы и обеспечивает более полное использование материалов, т.е. существенно увеличивает фондоотдачу.
Процесс создания АСУ ТП – это последовательное и постепенное внедрение более современных, научно-обоснованных методов управления и средств вычислительной техники с целью увеличения эффективности производства и производительности труда
Большинство АСУ ТП, которые созданы и создаются в настоящее время, являются не автоматическими, а автоматизированными. В этих системах еще велика роль оператора, который либо сам принимает решения в соответствии с информацией, представляемой ему вычислительной машиной, либо оценивает и реализует решение, выработанное ЭВМ. Однако по мере совершенствования технических средств, все более возможным становится переход к автоматическому управлению агрегатами и процессами.
-
ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ-
Техническая характеристика объекта управления
-
Техническая характеристика котла представлена в таблице 1[1].
Таблица 1 – Техническая характеристика ПТВМ 50
| Величина | Ед. измерения | ПТВМ 50 |
| Теплопроизводительность | МВт | 58,2 |
| Расчетное давление воды | МПа | 2,5 |
| Температура наружного воздуха | ºС | 70 |
| Температура воды на выходе из котла | ºС | 150 |
| Диапазон регулирования теплопроизводительности относительно номинальной | % | 30–100 |
| Гидравлическое сопротивление | МПа | 0,25 |
| Расход воды через котел | т/час | 618 |
| КПД котла, не менее | % | 92,8 |
| Удельный выброс оксидов азота при α=1.4, не более | мг/ нм3 | 0,23 |
1.2 Описание схемы технологического процесса
Котел ПТВМ-50 предназначен для выработки горячей воды с температурой до 150 °С в отдельно стоящих котельных для использования в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначений. Котлы ПТВМ-50 выпускаются для работы как в основном режиме, так и в пиковом (для подогрева сетевой воды) соответственно от 70 до 150 °С и от 110 до 150 °С.
Он состоит из системы трубной, объединяющей топочную камеру и конвективную поверхность нагрева, и газомазутных горелок (рис. 1) [2].
Рис.1. Условная схема котла ПТВМ-50: 1 – дымовая труба; 2 – конвективные поверхности нагрева; 3 – камерная топка; 4 – газомазутная горелка; 5 – вентилятор
1.3 Описание основного оборудования
Котёл ПТВМ-50 имеет башенную компоновку: над топочной вертикальной камерой призматической формы располагается конвективная поверхность нагрева. Трубная система за верхние коллекторы подвешивается к каркасной раме и свободно расширяется вниз.
Топочная камера экранирована трубами диаметром 60х3 мм с шагом S=64 мм, входящими в коллекторы диаметром 273х10 мм и диаметром 219х10 мм. Конвективная часть набирается из U-образных ширм из труб диаметром 28х3 с шагом S1=64 мм, S2=40 мм.
При работе на мазуте котел ПТВМ-50 включается по прямоточной схеме: подвод воды осуществляется в поверхности нагрева топочной камеры, отвод воды – из конвективных поверхностей нагрева.
При работе только на газообразном топливе включение котла ПТВМ 50 по воде выполняется по противоточной схеме: подвод воды – в конвективные поверхности нагрева, отвод воды – из поверхностей нагрева топочной камеры.
Котёл ПТВМ-50 оборудован двенадцатью газомазутными прямоточно- вихревыми горелками ГМПВ-6, расположенными на боковых сторонах по 6 штук. Каждая горелка снабжена индивидуальным дутьевым вентилятором.
Котел имеет облегченную обмуровку, которая крепится непосредственно к экранным трубам. Общая толщина обмуровки 110 мм.
Над отопительным котлом установлена дымовая труба, обеспечивающую естественную тягу. Труба опирается на каркас.
Отопительный котел установлен полуоткрыто: в помещении размещаются только горелки, арматура, вентиляторы и т.д. (т.е. нижняя часть котлоагрегата), а все остальные элементы котла расположены на открытом воздухе.
Вода в отопительном котле циркулирует с помощью насосов. Расход воды зависит от режима работы отопительного котла: при работе в зимний период применяется четырехходовая схема циркуляции воды по основному режиму, а в летний — двухходовая по пиковому режиму.
При четырехходовой схеме циркуляции вода в отопительном котле из теплосети подводится в один нижний коллектор и последовательно проходит через все элементы поверхности нагрева котла, преодолевая подъемы и спуски, после чего вода также через нижний коллектор отводится в тепловую сеть (рис.2).
Рис.2. Схема движения воды в отопительном котле ПТВМ-50 при основном режиме (а); пиковом режиме (б): 1 - подводящие и отводящие коллекторы; 2 – соединительные трубы; 3 – фронтальный экран; 4 – конвективный пучок труб; 5,6 – левый и правый боковые экраны; 7 – задний экран; 8 – коллекторы контуров
При двухходовой схеме вода в отопительном котле поступает одновременно в два нижних коллектора и, перемещаясь по поверхности нагрева, нагревается, после чего отводится в тепловую сеть. При двухходовой схеме циркуляции через котел пропускается почти вдвое больше воды, чем при четырехходовой схеме. Это объясняется тем, что при летнем режиме работы котла нагревается большее, чем в зимний период, количество воды и она поступает в отопительный котел с более высокой температурой (ПО вместо 70 °С) [3].
1.4 Параметры процесса и способы их регулирования
Экономичность работы котла оценивается по его КПД, равному отношению полезной теплоты, затраченной на генерирование и перегрев пара, к располагаемой теплоте, которая могла быть получена при сжигании всего топлива.
Регулирование экономичности процесса горения непосредственно по КПД или суммарной оценке тепловых потерь не получило широкого распространения из-за отсутствия надежных способов и средств их непрерывного измерения.
Одним из наиболее подходящих косвенных способов оценки экономичности процесса горения является анализ состава топочных газов, покидающих топку.
На основе зависимости КПД от избытка воздуха, определяемого индивидуально для каждого котла, целесообразно поддерживать оптимальное значение коэффициента избытка воздуха αопт, при котором КПД котла ηк →ηмакс и суммарные потери стремятся к минимуму.
Участок регулирования экономичности процесса горения по содержанию кислорода в топочных газах состоит из топочной камеры и примыкающего к ней газохода конвективного перегревателя до места измерения содержания кислорода. Входное регулирующее воздействие участка – расход воздуха, поступающего в топку, выходная регулируемая величина – содержание кислорода в поворотной камере газохода за пароперегревателем.
Оптимальное значение О2 в поворотной камере при номинальной нагрузке и сжигании мазута и газа 0,2–2 %. Оптимальный избыток воздуха определяется не только экономичностью процесса горения, но и другими факторами, например, интенсивность коррозии поверхностей нагрева, образование вредных соединений (оксиды серы и азота и др.).
Основным способом регулирования оптимального значения избытка воздуха за пароперегревателем служит изменение количества воздуха, подаваемого в топку с помощью дутьевых вентиляторов. Для жидкого топлива и газа схема автоматического управления подачи воздуха: регулирование экономичности по соотношению «топливо – воздух»
При постоянном качестве топлива, а также наличии надежных и достоверных способов непрерывного измерения его расход, необходимое количество топлива и воздуха, для обеспечения требуемого тепловыделения связаны прямой пропорциональной зависимостью, которая устанавливается в результате испытаний.
Внутренний контур служит системой стабилизации по расходу воздуха. Импульс расхода топлива является сигналом задания для системы регулирования [4].
-
РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ