Файл: Курсовая работа Формирование систем автоматического управления котлом отопления.docx

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Отопительный котел - это устройство на основе закрытого сосуда, в котором теплоноситель нагревается до заданной температуры и служит для обеспечения потребителей теплом и горячей водой. Нагретая или испаренная жидкость выходит из котла для использования в различных процессах или системах отопления, включая нагрев воды, центральное отопление, производство электроэнергии на основе парового котла.

Автоматизированная (автоматическая) котельная установка - это котельная, работающая полностью в автоматическом режиме. Управление работой котлов, горелок, поддержание заданной температуры, управление системой водоподготовки, насосов – осуществляется автоматически. При таком режиме не требуется постоянное присутствие обслуживающего персонала и не требует постоянного присутствия на месте оператора. По сути, работой системы управляет программное обеспечение — контролирует температуру, предупреждает аварийные ситуации, отключает установку при неполадках и оповещает оператора о внештатных ситуациях.

Автоматизированные котельные установки сейчас распространены повсеместно — они используются в жилых строениях, на промышленных объектах, для различных целей. Конструкционно они тоже различаются, как и по виду потребляемого топлива, и по месту установки.

---

Водогрейный котел – это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива, и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Теплота, вырабатываемая водогрейными котлами, используется на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также может использоваться на различные технологические нужды.

Основное предназначение водогрейного котла состоит в качественном и быстром нагреве воды, которая используется для самых различных нужд. Прежде всего, для отопления частных домов, горячего водоснабжения, а также для отопления промышленных и общественных зданий и сооружений.

Автоматическая котельная имеет большую актуальность среди предприятий и организаций. Во-первых, автоматизация процесса обеспечения теплом и горячей водой увеличивает эффективность работы котельной, что снижает расходы на топливо и обслуживание оборудования. Во-вторых, автоматическая котельная обеспечивает более точный и стабильный режим работы, что позволяет поддерживать необходимую температуру и давление в системе. Кроме того, автоматическая котельная обладает высоким уровнем безопасности благодаря использованию современных систем контроля и аварийной остановки. Это максимально снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций и уменьшает риски для персонала и окружающей среды.

Объект исследования Автоматическая котельная

Предметом исследования: Формирование системы управления автоматической котельной.

Проблема исследования: Проблема исследования в том, что на данный момент создано и представлено мало заводских решений автоматических котельных

Цель исследования: Описание, разработка и формирование систем управления автоматической котельной

Задачи исследования:

Методы исследования: сравнение, измерение, тестирование, логический статический анализ и моделирование.

Практическая значимость исследования: Результаты исследования будут направлены на создание актуальных решений автоматических котельных малой мощность до 100кВа.

1. 1   2   3   4   5   6   7

---

Анализ автоматизируемого технологического процесса управления котельной

1. Описание существующего технологического процесса управления котельной

Автоматизированная отопительная установка RU 150766 U1. Эта модель относится к области теплоснабжения жилых и производственных объектов и может применяться для их отопления. Автоматизированная отопительная установка содержит размещенные в металлическом утепленном пожаробезопасном блок-боксе, по меньшей мере, один отопительный котел, оборудованный горелочным устройством, по меньшей мере, одну дымовую трубу, связанную дымоходом с отопительным котлом, блок автоматики и электропитания. Кроме того, отопительная установка содержит трубопровод прямой сетевой воды и трубопровод обратной сетевой воды, соединенные между собой с возможностью осуществления регулируемого подмеса воды из трубопровода обратной сетевой воды в трубопровод прямой сетевой воды. Трубопровод обратной сетевой воды содержит, по меньшей мере, один сетевой насос, оборудованный частотно-регулируемым приводом. Также отопительная установка содержит последовательно соединенные трубопровод исходной воды и узел водоподготовки. Узел водоподготовки содержит, по меньшей мере, один насос исходной воды. Кроме того, отопительная установка содержит оборудование и трубопроводы для подачи топлива, а также узел подпитки. Узел подпитки содержит демпферно-подпиточный бак, который связан трубопроводом с выходом воды из узла водоподготовки, а также связан трубопроводом подпиточной воды, содержащим, по меньшей мере, один подпиточный насос, с входом сетевого насоса. Технический результат выражается в повышении эффективности и экономичности отопления зданий и сооружений, а также в повышении надежности работы отопительной установки.

1. Автоматизированная отопительная установка, содержащая размещенные в металлическом утепленном пожаробезопасном блок-боксе, по меньшей мере, один отопительный котел, оборудованный горелочным устройством, по меньшей мере, одну дымовую трубу, связанную газоходом с отопительным котлом, блок автоматики и электропитания

---

, трубопровод прямой сетевой воды, трубопровод обратной сетевой воды, содержащий, по меньшей мере, один сетевой насос, последовательно соединенные трубопровод исходной воды, содержащий, по меньшей мере, один насос исходной воды, и узел водоподготовки, оборудование и трубопроводы для подачи топлива, отличающаяся тем, что дополнительно содержит узел подпитки, включающий демпферно-подпиточный бак, связанный трубопроводом с выходом воды из узла водоподготовки, а также связанный трубопроводом подпиточной воды, содержащим, по меньшей мере, один подпиточный насос, с входом сетевого насоса, трубопроводы прямой сетевой воды и обратной сетевой воды соединены между собой с возможностью осуществления регулируемого подмеса воды из трубопровода обратной сетевой воды в трубопровод прямой сетевой воды, а сетевой насос оборудован частотно-регулируемым приводом.

2. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что горелочное устройство выполнено с возможностью поддержания заданного уровня кислорода в дымовых газах.

3. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит узлы учета тепла, топлива и электроэнергии.

4. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один бак для жидкого топлива.

5. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что дымовая труба выполнена разборной и состоит из, по меньшей мере, двух секций.

6. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что металлический утепленный пожаробезопасный блок-бокс выполнен в виде модуля, состоящего из, по меньшей мере, двух секций, способных к раздельной транспортировке.

7. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок автоматики и электропитания включает систему автоматического управления, построенную на основе микропроцессорных программируемых логических контроллеров.

8. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит узлы охранной и пожарной сигнализации.

9. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве отопительного котла использован котел водогрейный жаротрубный.

10. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит трубопровод

---

, соединяющий вход и выход отопительного котла, и содержащий, по меньшей мере, один насос рециркуляции.

11. Автоматизированная отопительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена оборудованием отопления и вентиляции



Описание

Полезная модель относится к области теплоснабжения жилых и производственных объектов и может применяться для их отопления.

Известна котельная установка [свидетельство РФ на полезную модель №15595 U1, МПК F22B 33/00, з. 09.12.1999, оп. 27.10.2000], содержащая металлическое утепленное пожаробезопасное помещение, отопительные котлы, выполненные стальными, сварными с дымогарными трубами, установку горячего водоснабжения, дымовую трубу, дефлекторы, электрооборудование, газовое оборудование, трубопроводы газа, исходной и сетевой воды, устройство для подготовки воды, средства автоматики, систему охранной сигнализации, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой регулирования теплопроизводительности в зависимости от температуры окружающей среды, системой автоматического пожаротушения. Трубопровод сетевой воды включает трубопровод обратной сетевой воды, содержащий сетевые насосы (рабочий и резервный), обеспечивающие принудительную циркуляцию теплоносителя. Котельная установка обеспечивает регулируемое в зависимости от температуры окружающей среды теплоснабжение зданий и сооружений, оборудованных системами отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя и горячее водоснабжение.

Недостатками данной котельной установки являются отсутствие возможности осуществления регулирования подачи сетевых насосов и их плавного запуска и останова, что приводит к преждевременному выходу из строя насосного оборудования и повышенному расходу электроэнергии, отсутствие возможности осуществления оптимизации процесса горения путем автоматического поддержания оптимального соотношения «топливо-воздух» во всем диапазоне нагрузок за счет контроля содержания кислорода в уходящих газах, что приводит к снижению КПД отопительных котлов, а также отсутствие возможности работы на других видах топлива, отличных от газа, например, на дизельном топливе, вследствие чего невозможно осуществить резервную подачу топлива, например, при отключении подачи газа.

---