Файл: Проектирование.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2022
Содержание
Введение

.Описание технологического процесса котлоагрегата БКЗ-7539

1.1. Конструкция и работа котла

2. Постановка задачи регулирования параметров технологического процесса

. Параметрический синтез системы автоматического регулирования

.1. Аппроксимация переходной характеристики объекта

3.2. Выбор закона регулирования

3.3. Табличный способ расчета настроечных параметров регулятора

.4. Определение настроечных параметров методом расширенных АФЧХ

.5. Оценка качества переходного процесса

4. Анализ существующих систем автоматизации

4.1. Процесс регулирования основных участков

.2. Базовые приборы для регулирования параметров

.2.1 Регулирующие приборы типа Р-25

.2.2 Манометры дифференциальные мембранные типа ДМ-3583М

.2.3 Преобразователь давления типа МЭД

.2.4 Вторичные показывающие самопишущие и регулирующие приборы с дифференциально-трансформаторной измерительной схемой КСД-2

.2.5 Электрические исполнительные механизмы типа МЭО

5. Выбор технического обеспечения

.1. Выбор промышленного компьютера

5.2. Выбор датчиков

5.2.1 Датчики давления Метран-22

5.2.2 Термопреобразователь ТСПУ-205

5.3. Выбор модулей

.3.1 Контроллеры серии ADAM-4000 - модули для распределённых систем сбора данных и управления на базе интерфейса RS-485

.3.2 ADAM-4017. Модуль аналогового ввода на 8 каналов

.3.3 ADAM-4013. Модуль аналогового ввода

5.3.4 ADAM-4052. Модуль цифрового ввода-вывода с гальванической развязкой

5.3.5 ADAM-4520/4510. Модули преобразователя RS-232 в RS-422/485 и повторителя

6. Выбранные технические средства и их роль в структуре системы автоматического контроля и регулирования

6.1. Система контроля и регулирования

. Экономическая часть

7.1. Расчет затрат внедрения оборудования

.2. Расчет фонда заработной платы персонала по ремонту и обслуживанию оборудования

.3. Расчет экономической эффективности внедряемого проекта

. Безопасность жизнедеятельности

---

.1.Организация и оборудование рабочего места с ПЭВМ

8.2. Расчет освещения производственного помещения

8.3. Расчет освещения рабочего места

.4. Особенности освещения рабочих мест с видеотерминальными устройствами

. Охрана окружающей среды

9.1. Механизм природопользования

9.2. Плата за загрязнение окружающей среды

.3. Перечень природоохранных мероприятий

Заключение

Список использованной литературы

Введение
В настоящее время в России возникла ситуация, когда тепловые станции испытывают острую необходимость в модернизации технологического оборудования и особенно средств технологического контроля и управления. Оборудование большинства энергопредприятий эксплуатируется 15-20 и более лет, его физический ресурс исчерпан, оно морально устарело.

Наилучшим решением в этой ситуации является внедрение современного технологического оборудования, позволяющего максимально использовать возможности систем управления и тем самым добиться качественно нового уровня технологии.

Автоматизация производственных процессов, инженерного проектирования и многих функций управляющего персонала является одной из главных основ технического прогресса в отраслях промышленности. Именно автоматизация наряду с новыми технологиями способно многократно повысить производительность и качество на предприятиях, а также на всех этапах подготовки производства и в планово-экономических мероприятиях.

Комплексная автоматизация производства с применением робототехнических систем, с широким использованием вычислительной техники существенно облегчает человеческий труд. Благодаря автоматизации ликвидируется необходимость выполнения человеком однообразных, утомительных операций. Труд становится более интеллектуальным и интересным. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием.

Большое значение имеет также автоматизация с использованием роботов в аварийных ситуациях, при работе в экстремальной обстановке, где затруднено или опасно пребывание человека.

По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности.

Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.

---

Теплоэнергетика, отличающаяся широкой механизацией технологических процессов, высокими параметрами рабочей среды, требованиями к точности их регулирования, а также наличием собственного источника энергии, является той областью науки и техники, где постоянно находят приложения методы теории и новые технические средства автоматического управления.

Темой дипломного проекта является автоматизация процесса регулирования давления пара в барабане котла БКЗ-75-39 на ТЭЦ-7.

Задача модернизации теплоиспользующего оборудования на промышленных предприятиях и в энергетической отрасли приобретает все более актуальный характер. Во-первых, это связано с тем, что значительная часть оборудования не только морально и физически устарела, но и может являться потенциальным источником опасности даже при минимальных отклонениях рабочих параметров от штатных показаний. Во-вторых, прямые (тепловые) и косвенные потери (частый ремонт, замена дорогостоящих узлов) в процессе эксплуатации изношенного оборудования становятся весомыми при оценке себестоимости выпускаемой продукции и снижают рентабельность всего предприятия. Немаловажным фактором, влияющим на эффективность функционирования технологического оборудования, является состояние и надежность его контрольно-измерительных и управляющих средств. Модернизация устаревших контрольно-измерительных средств на основе использования устройств микропроцессорной техники позволяет оптимизировать работу старого оборудования в режиме оперативного управления и обеспечить более эффективное и безопасное функционирование основного технологического оборудования.

По сравнительным оценкам такой подход экономически оправдан и по объему затрат на внедрение, и по показателям эффективности (экономии энергоресурсов, снижению аварийности, более рациональному использованию оборудования). Кроме того, появляются возможности реализовать широкий круг экологических мероприятий и повысить общую культуру производства.

1.

Описание технологического процесса котлоагрегата БКЗ-75-39
В отопительных и отопительно-производственных котельных применяются паровые котельные агрегаты. Котельная установка является сложным комплексом машин и механизмов, работающих в одном технологическом потоке.

Основным энергоемким агрегатом, от которого зависит экономичная работа тепловой станции, остается котельный агрегат. Поэтому особое значение придается системе регулирования теплового процесса котельного агрегата.

---

В данном докладе рассматривается котельный агрегат типа БКЗ-75-39. Паропроизводительность котла 75 т/ч, давление перегретого пара 39 кгс/см² , температура перегретого пара 440 ºС. В целях продления ресурса работы металла паропроводов и пароперегревателей снижены номинальные параметры острого пара за котлами: температуру до 410+5⁰С, давление 33+1 ата.

Топливом для котлоагрегата является природный газ метан и резервным топливом – топочный мазут

1.1 Конструкция и работа котла
Топливо, сжигаемое в топке, выделяет определенное количество тепла, которое воспринимается активными поверхностями нагрева котла. Обычно это экранные водонагревательные трубки, которые, спускаясь из барабана котла, опоясывают топочное пространство и создают замкнутый контур циркуляции воды.

Тепло, передаваемое экранным трубам горячими газами, заставляет воду в трубах вскипать, и в последних образуется водяная смесь. Плотность такой смеси меньше плотности воды, поэтому нагретая пароводяная эмульсия подымается вверх по трубам и попадает в барабан котла, где пар отделяется от воды и занимает верхний объем барабана. По опускным необогреваемым трубам, которые внизу котла соединены с обогреваемыми трубами, на место ушедшей в барабан котла эмульсии поступает новая вода и снова образуется эмульсия, подымающаяся вверх. Таким образом, в котле создается постоянная циркуляция воды.

Образующийся пар собирается в барабане котла и через пароперегреватель поступает в паровую турбину. Продукты сгорания топлива (в виде топочных газов) отсасываются дымососом. На своем пути топочные газы омывают трубки пароперегревателя и водяного экономайзера. Вторичное использование тепла дымовых газов повышает коэффициент полезного действия, так как тепло используется для повышения энергетических показателей пара, а подогретая питательная вода, поступая в барабан, не охлаждает находящуюся там воду. Подогретая вода после водяного экономайзера поступает через питательный клапан в барабан, восполняя потери воды с отбираемым паром.

Топливо в топку поступает через отсечной клапан и регулирующий орган. Нормальный режим горения топлива обеспечивается подачей в топку воздуха от вентилятора. Для того чтобы поддерживать экономичный и устойчивый режим котельного агрегата, нужно прежде всего выбрать параметр, который лег бы в основу регулирования подачи топлива в топку.

---

В индивидуальных котельных агрегатах, работающих каждый на свою турбину, таким параметром является давление пара в барабане котла. Действительно, если в топке сгорает столько топлива, сколько требуется для образования пара, покрывающего его расход, то давление в барабане котла будет неизменным. Иначе говоря, подвод тепла к котельному агрегату от сгорающего топлива, с учетом коэффициента полезного действия, должен соответствовать уходу тепла с отбираемым паром.

Если количество пара, поступающего в топку, превышает расход тепла с уходящим паром, то парообразование в котле будет протекать более интенсивно и давление в барабане увеличится. Если количество тепла, отбираемое с паром, превышает тепло, подаваемое с топливом, давление в барабане котла будет падать.

Количество тепла, подаваемого в топку, может изменяться по причине изменения состава и калорийности топлива. Но, если считать, что состав подаваемого топлива не меняется, что соответствует действительности для газового и жидкого топлива, то изменение подачи топлива может быть вызвано только одной причиной - изменением количества отбираемого пара. Поэтому процесс регулирования подачи топлива называется регулированием нагрузкикотла, а регулятор, ведущий этот процесс, называется регулятором нагрузки. автоматизация котлоагрегат барабан котел

Регулятор получает импульс давления в барабане котла и передает команду на исполнительный механизм, который перемещает регулирующий орган топлива. Регулятор не просто передает команду на регулирующий орган, он ее обрабатывает в соответствии с законами регулирования. Дело в том, что процесс образования пара в котле имеет определенную инерционность, т.е. с изменением подачи топлива не сразу изменяется количество выработанного пара. Причиной этого является то, что сам процесс образования пара происходит во времени, кроме того, часть тепла тратятся на нагревание топочных масс котла.

Для обеспечения процесса горения топлива в топку должно быть подано определенное количество воздуха, кислород которого необходим для полного сгорания топлива. Избыток подаваемого воздуха вызовет повышенный унос тепла с топочными газами и приведет к переохлаждению топочного пространства, а недостаточная подача воздуха - к неполному сгорания топлива.

В топку всегда подается небольшой избыток воздуха по сравнению с тем, который нужен для полного сжигания топлива. Этот избыток определяется коэффициентом избытка воздуха, который устанавливается при тепловых испытаниях котлоагрегата. Задача автоматического регулирования заключается в обеспечении подачи воздуха в строгом соответствии с этим коэффициентом. Если характеристика системы «топливо - регулирующий орган» линейна, т.е. перемещение регулирующего органа прямо пропорционально количеству топлива, подаваемого в топку, то сигнал о количестве подаваемого топлива можно снять с датчика дистанционной передачи исполнительного механизма регулирующего органа топлива. Этот сигнал воспринимается регулятором избытка воздуха, который отдает команду исполнительному механизму, служащему приводом направляющего аппарата вентилятора.

---