рефераты скачать
 
Главная | Карта сайта
рефераты скачать
РАЗДЕЛЫ

рефераты скачать
ПАРТНЕРЫ

рефераты скачать
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

рефераты скачать
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Дипломная работа: Автоматизація котельні на ТЗВ "Волинь-Шифер"

Дипломная работа: Автоматизація котельні на ТЗВ "Волинь-Шифер"

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра автоматики та електротехніки

Спеціальність АУТП


ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до дипломного проекту

на тему:

Автоматизація котельні на ТЗВ „Волинь-Шифер” м. Здолбунів

Виконав: студент 5 курсу

ФПМіКІС,

Маркович В.В.

Керівник: Данченков Я.В.

Рівне 2010 р.


ЗМІСТ

1. Техніко-економічне обґрунтування проекту

1.1 Вступ

2. Технічні характеристики об’єкту

2.1 Опис технологічного процесу пароутворення на ТЗВ "Волинь-шифер"

2.2 Підготовка води для живлення котлів

2.3 Пуск і зупинка котла ДКВР 10-13

2.4 Опис конструкції об'єкта

2.5 Паровий котел ДКВР 10-13

2.6 Тепловий баланс котлових агрегатів ДКВР 10-13

3. Система автоматизації

3.1 Необхідність контролю, регулювання і сигналізації технологічних параметрів

3.2 Розробка автоматичної системи керування технологічним процесом

3.3 Підбір технічних засобів автоматизації

3.4 Встановлення статичних і динамічних характеристик об’єкту автоматизації

3.5 Дослідження системи автоматичного регулювання тиску пари

3.6 Розробка SCADA-системи TRACE MODE

4. Розрахунок економічної ефективності

4.1 Tехніко-економічне обґрунтування АСУ ТП

4.2 Розрахунок капітальних затрат на автоматизацію

4.3 Розрахунок економічної ефективності проектованої АСУ ТП

5. Охорона праці

5.1 Організація охорони праці при експлуатації котлів на ТЗВ "Волинь-Шифер"

5.2 Електробезпека

5.3 Розрахунок заземлення

5.4 Розрахунок стійкості об’єкта до вибуху газоповітряної суміші

5.5 Правила експлуатації котелень

5.6 Інструкція з техніки безпеки для обслуговуючого персоналу КВПіА

5.7 Пожежна безпека


1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ

1.1 Вступ

Автоматизація – це застосування комплексу засобів, що дозволяють здійснювати виробничі процеси без особистої участі людини, але під її контролем. Автоматизація виробничих процесів приводить до збільшення випуску, зниженню собівартості і поліпшенню якості продукції, зменшує чисельність обслуговуючого персоналу, підвищує надійність і довговічність машин, дає економію матеріалів, поліпшує умови праці і техніки безпеки.

Автоматизація звільняє людину від необхідності безпосереднього керування механізмами. В автоматизованому процесі виробництва роль людини зводиться до налагодження, регулювання, обслуговування засобів автоматизації і спостереженню за їхньою дією. Якщо механізація полегшує фізичну працю людини, то автоматизація має мету полегшити так само і розумову працю. Експлуатація засобів автоматизації жадає від обслуговуючого персоналу високої технічної кваліфікації.

За рівнем автоматизації теплоенергетика займає одне з ведучих місць серед інших галузей промисловості. Теплоенергетичні установки характеризуються безперервністю процесів, що протікають у них. При цьому вироблення теплової й електричної енергії в будь-який момент часу повинно відповідати споживанню (навантаженню). Майже всі операції на теплоенергетичних установках механізовані, а перехідні процеси в них розвиваються порівняно швидко. Цим пояснюється високий розвиток автоматизації в тепловій енергетиці.

Автоматизація параметрів дає значні переваги:

1)   забезпечує зменшення чисельності робочого персоналу, тобто підвищення продуктивності його праці;

2)   приводить до зміни характеру праці обслуговуючого персоналу;

3)   збільшує точність підтримки параметрів нагрітої води;

4)   підвищує безпеку праці і надійність роботи устаткування;

5)   збільшує економічність роботи котельної установки.

Залежно від обсягу автоматизація може бути повною, частковою, або комплексною.

При повній автоматизації - персонал відсутній і його функції зведені до періодичного нагляду. При комплексній автоматизації - обслуговуючий персонал постійно наглядає за роботою обладнання, а при частковій - обладнання автоматизується у обмеженому обсязі.

Автоматизація котельних установок містить у собі автоматичне регулювання, дистанційне керування, технологічний захист, теплотехнічний контроль, технологічні блокування і сигналізацію.

Автоматичне регулювання забезпечує хід безупинно протікаючих процесів у парогенераторі (живлення водою, горіння, перегрів води й ін.)

Дистанційне керування дозволяє черговому персоналу пускати і зупиняти котельну установку, а так само переключати і регулювати її механізми на відстані, з пульта, де зосереджені пристрої керування.

Теплотехнічний контроль за роботою котельної установки й устаткування здійснюється за допомогою показуючи і самописних приладів, що діють автоматично. Прилади здійснюють безупинний контроль процесів, що протікають у парогенераторній установці, чи ж підключаються до об'єкта виміру обслуговуючим персоналом, або електронно-обчислювальною машиною. Прилади теплотехнічного контролю розміщають на панелях, щитах керування по можливості зручно для спостереження й обслуговування.

Технологічні блокування виконують у заданій послідовності ряд операцій при пусках і зупинках механізмів котельної установки, а так само у випадках спрацьовування технологічного захисту. Блокування виключають неправильні операції при обслуговуванні котельної установки, забезпечують відключення в необхідній послідовності устаткування при виникненні аварії.

Пристрої технологічної сигналізації інформують черговий персонал про стан устаткування (у роботі, зупинене і т.п.), попереджають про наближення параметра до небезпечного значення, повідомляють про виникнення аварійного стану котельної установки і її устаткування. Застосовуються звукова і світлова сигналізація.

Експлуатація котлів повинна забезпечувати надійне й ефективне вироблення нагрітої води необхідних параметрів і безпечні умови праці персоналу. Для виконання цих вимог експлуатація повинна вестися в точній відповідності з законоположеннями, правилами, нормами і провідними вказівками, зокрема, відповідно до “Правил безпечної експлуатації парових котлів” Держтехнагляду, ”Правилами технічної експлуатації електричних станцій і мереж”, ”Правилами технічної експлуатації тепловикористовуючих установок і теплових мереж” і ін.

На основі зазначених матеріалів для кожної котлової установки повинні бути складені посадові і технологічні інструкції з обслуговування устаткування, ремонту, техніці безпеки, попередженню і ліквідації аварій і т.п. Повинні бути складені технічні паспорти на устаткування, виконавчі, оперативні і технологічні схеми трубопроводів різного призначення. Знання інструкцій, режимних карт роботи котла і зазначених матеріалів є обов'язковим для персоналу. Знання обслуговуючого персоналу повинні систематично перевірятися.

Експлуатація котлів виконується по виробничих завданнях, що складаються за планами і графіками вироблення нагрітої води, витрати палива, витрати електроенергії на власні нестатки, обов'язково ведеться оперативний журнал, у який заносяться розпорядження керівника і записи чергового персоналу про роботу устаткування, а так само ремонтну книгу, у яку записують зведення про замічені дефекти і заходи щодо їхнього усунення.

Повинні вестися первинна звітність, що складається з добових відомостей по роботі агрегатів і записів реєструючих приладів і вторинна звітність, що включає узагальнені дані по котлах за визначений період. Кожному котлу присвоюється свій номер, усі комунікації забарвлюються у визначений умовний колір, установлений ДСТУ. Установка котлів у приміщенні повинна відповідати правилам Держтехнагляду, вимогам техніки безпеки, санітарно-технічним нормам, вимогам пожежної безпеки. Паливно-енергетичний комплекс є важливою складовою економіки і від його ефективності в значній мірі залежить загальна ефективність народного господарства. При цьому провідну роль відіграють котельні установки, які діляться на енергетичні, промислові та водогрійні. Водогрійні котельні нагрівають воду для технологічних цілей та опалювання приміщень.

Котельні установки містять один, або кілька котельних агрегатів, які знаходяться в одному приміщенні. До основних елементів котельного агрегату відносяться: котел, топка, паронагрівач, економайзер, повітрянагрівач, а також обмуровка і каркас. Котел є основним елементом котельного агрегату і являє собою теплообмінний пристрій, через металеві стінки якого відбувається передача тепла (від продуктів горіння — палива, до води). Топка забезпечує згоряння палива і перетворення його хімічної енергії в тепло найбільш економічним способом. Водний економайзер та повітронагрівач призначені для нагрівання теплом вихідних поточних газів відповідно живильної води, що надходить у котел, та повітря, що надходить у топковий пристрій. Топка і газоходи забезпечуються гарнітурою, до складу якої входять дверки, пристрій для спостереження, лази і шибери в газоходах, люки для продувки котельного агрегату від сажі і золи, а також вибухові запобіжні клапани.

Допоміжними пристроями котельного агрегату є живильні установки, станції водопідготовки та тяго-нагнітальне устаткування. Живильна установка складається із живильних насосів для подачі води в котел під тиском та системи трубопроводів. Тяго-нагнітальне устаткування містить нагнітальні вентилятори, газо- та повітропроводи, димосос і димову трубу. Вона забезпечує подачу необхідної кількості повітря в топку, а також відведення продуктів згоряння по газоходах за межі котельного агрегату.

Технологічні процеси сучасних котельних установок характеризуються оптимальними значеннями параметрів стану, малими діапазонами їх допустимих відхилень, а також забезпеченням певних співвідношень між ними.

Відхилення параметрів стану від їх оптимальних значень суттєво знижують коефіцієнт корисної дії (к. к. д) котельної установки, а інколи можуть привести до аварійних ситуацій. В зв'язку з цим при проектуванні котельних установок дуже важливим є забезпечення надійного контролю за ходом технологічних процесів та їх автоматизація. Тому вони обладнуються контрольно-вимірювальними приладами (манометрами, термометрами, рівнемірами, витратомірами та іншими приладами), пристроями автоматичного керування і регулювання, та високонадійною арматурою (електрифікованими засувками і заслінками; електромагнітними, зворотніми та запобіжними клапанами).

Застосування програмних мікропроцесорних засобів управління - мікроконтролерів надає можливість забезпечити багатофункціональність і гнучкість управління, покращити його якість та надійність.

Зв'язок між сигналами давачів і керуючими сигналами виконавчих механізмів зафіксований у програмі, в яку трансльований алгоритм управління. Наявність мікроконтролера дає можливість скоригувати похибки давачів і зменшити вплив випадкових похибок за допомогою багаторазових вимірювань з наступним усередненням результатів вимірів. Разом з тим стає можливим визначення комплексних показників технологічних процесів за допомогою одночасного вимірювання кількох контрольованих величин і обчислення на їх основі потрібної величини, а також реалізація адаптивного принципу автоматичного управління.

Підвищення надійності обробки інформації забезпечується за рахунок автодіагностики, завадозахисту, запису робочих програм в енергонезалежну пам'ять та блочно-модульної будови автоматичних пристроїв.

Для автоматичного управління тепловими процесами доцільно використовувати спеціалізований пристрій: - блок автоматичного управління технологічними процесами (БАУ ТП) "Альфа-М".


2. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБ’ЄКТУ

2.1 Опис технологічного процесу пароутворення на ТЗВ "Волинь-шифер"

Паровим котлом називається комплекс агрегатів, призначених для одержання водяної пари. Цей комплекс складається з ряду теплообмінних пристроїв, зв'язаних між собою для передачі тепла від продуктів згоряння палива до води і пари. Вихідним носієм енергії, наявність якого необхідно для утворення пари з води, служить паливо.

Основними елементами робочого процесу, що здійснюється в котловій установці, є:

1) процес горіння палива;

2) процес теплообміну між продуктами згоряння та водою; 3)процес пароутворення, що складає з нагрівання води, її випару і нагрівання отриманої пари.

Під час роботи в котлоагрегатах утворяться два взаємодіючих один з одним потоки: потік робочого тіла і потік теплоносія, що утвориться в топці.

У результаті цієї взаємодії на виході об'єкта виходить пара заданого тиску і температури.

Однієї з основних задач, що виникає при експлуатації котлового агрегату, є забезпечення рівності між виробленою і споживаною енергією. У свою чергу процеси пароутворення і передачі енергії в котлоагрегаті однозначно зв'язані з кількістю речовини в потоках робочого тіла і теплоносія.

Горіння палива є суцільним фізико-хімічним процесом. Хімічна сторона горіння являє собою процес окислювання елементів палива киснем, що протікає при визначеній температурі і супроводжується виділенням тепла. Інтенсивність горіння, а так само економічність і стійкість процесу горіння палива залежать від способу підведення і розподілу повітря між частками палива. Умовно прийнято процес спалювання палива поділяти на три стадії: запалювання, горіння і допалювання. Ці стадії в основному протікають послідовно в часі, частково накладаються одна на іншу.

Розрахунок процесу горіння звичайно зводиться до визначення кількості повітря в м3, необхідного для згоряння одиниці чи маси обсягу палива кількості і складу теплового балансу і визначенню температури горіння.

Значення тепловіддачі полягає в теплопередачі теплової енергії, що виділяється при спалюванні палива, води, з якої необхідно одержати пару, або пари, якщо необхідно підвищити її температуру вище температури насичення. Процес теплообміну в котлах йде через водогазонепроникні теплопровідні стінки, що називаються поверхнею нагрівання. Поверхні нагрівання виконуються у виді труб. Усередині труб відбувається безупинна циркуляція води, а ззовні вони омиваються гарячими топковими газами, а також сприймають теплову енергію випромінюванням. У такий спосіб у котлоагрегаті мають місце усі види теплопередачі: теплопровідність, конвекція і випромінювання. Відповідно поверхня нагрівання підрозділяється на конвективну і радіаційну. Кількість тепла, передана через одиницю площі нагрівання в одиницю часу - зветься тепловою напругою поверхні нагрівання. Величина теплової напруги обмежена, по-перше, властивостями матеріалу поверхні нагрівання, по-друге, максимально можливою інтенсивністю теплопередачі від гарячого теплоносія до поверхні, від поверхні нагрівання до холодного теплоносія.

Інтенсивність коефіцієнта теплопередачі тим вища, чим вища різниця температур теплоносіїв, швидкість їхнього переміщення щодо поверхні нагрівання і чим вища чистота поверхні.

Утворення пари в котлоагрегатах протікає за визначеною послідовністю. Вже в екранних трубах починається утворення пари. Цей процес протікає при великих температурі і тиску. Явище випаровування полягає в тому, що окремі молекули рідини, що знаходяться в її поверхні і володіють високими швидкостями, а отже, і більшої в порівнянні з іншими молекулами кінетичною енергією, переборюючи силові впливи сусідніх молекул (поверхневий натяг), вилітають у навколишнє середовище. Зі збільшенням температури інтенсивність випаровування зростає. Процес зворотний пароутворенню називають конденсацією. Рідина, що утвориться при конденсації називають конденсатом. Вона використовується для охолодження поверхонь металу в пароперегрівниках.

Пара, утворена в котлоагрегаті, підрозділяється на насичену і перегріту. Насичену пару у свою чергу поділяють на суху і вологу. Якщо на теплоелектростанціях потрібна перегріта пара, то для його перегріву встановлюється пароперегрівники, у яких для перегріву пари використовується тепло, отримане в результаті згоряння палива і вихідних газів.

2.2 Підготовка води для живлення котлів

2.2.1 Характеристика природних вод

Природні води можна розділити на дві категорії: на води відкритих водойм (моря, ріки, озера, ставки і т.п.) і на підземні чи ґрунтові води (артезіанські, ключові і т.п.). Природні води завжди містять деяку кількість різних домішок, як, наприклад, кухонної солі, солей кальцію і магнію, а також газів — кисню, вуглекислоти і т.п.), що додають їм мутність. Склад природних вод дуже різноманітний і залежить головним чином від того, у яких породах протікають ці води і які речовини вони вимивають, а також і від ряду інших причин. Усяка вода, що містить у собі розчинені солі, називається "твердою " водою, і, навпаки, якщо вода таких солей не містить (наприклад, дощова чи дистильована), вона називається "м'якою". Зовнішньою ознакою м'якої води є гарне омилення. Твердість води вимірюється особливими одиницями - градусами твердості. За одиницю твердості води приймається вміст одного міліграм-еквівалента кальцію чи магнію в1л води (мг-екв/л) чи тисячна частка міліграм - еквівалента -мікрограм - еквівалента в1л води (мкг-екв/л). Вміст лугу у воді також вимірюється в мг-екв чи в мкг-екв/л.

Загальна твердість води складається з карбонатної (тимчасовий) твердості і некарбонатної (постійної) твердості. Карбонатна твердість характеризується наявністю у воді в розчиненому виді бікарбонатів (двовуглекислих солей) кальцію Са(НСОз) і магнію Мg(НСОз), а некарбонатна твердість - наявністю у воді сульфатів (сірчанокислих солей) і хлоридів (хлористих солей) кальцію і магнію - СаSО4, МgS04, СаС12 і МgС12. Якщо "тверду " воду нагрівати до температури вище 70°С, то солі твердості, що знаходяться в ній, будуть кристалізуватися і поступово випадати з розчину на внутрішні поверхні нагрівання у виді твердих відкладень різного хімічного складу, які утворюють накип. Основним джерелом відкладень накипоутворювачів в котлах і теплообмінниках є солі кальцію (СаSО4) і магнію (МgSО4), що потрапляють з водою, у якій вони знаходяться в розчиненому виді.

2.2.2 Якість води для парогрійних котлів

Для забезпечення нормальної роботи парогрійних котлів і теплових мереж вода, яка в них використовується повинна мати визначену якість. Основними показниками якості води для парогрійних котлів і мереж є вміст агресивних газів (СО2 і О2), прозорість води, тобто вміст зважених речовин, які видаляються легко при фільтруванні, і твердість води, тобто вміст у воді солей кальцію і магнію.

Варто також відмітити, що природна вода являє собою слабкий розчин електролітів, дисоційованих на позитивно заряджені іони чи катіони Са +, Na+, Мg2+, Fе2+, H і ін. і негативно заряджені іони чи аніони ОН, НСО, SО, Сl і ін. Якщо концентрація водневих іонів H дорівнює концентрації гідроксильних іонів ОН, то вода нейтральна; при перевазі гідроксильних іонів вода лужна.

Концентрацію водневих іонів виражають показником ступеня без знака мінус; цей показник позначається рН і називається водневим. Якщо Н=10, то рН=7. При рН<7 реакція кисла, при рН=7 - нейтральна і при рН>7 - лужна.

Широке поширення одержав обмінний метод пом'якшення води - так званий натрій-катіонний метод. Сутність його полягає в тому, що воду фільтрують через шар глауконіту чи сульфовугілля, що міститься в спеціальному апараті - катіонному фільтрі (рисі).

Катіонний фільтр - це металічний резервуар циліндричної форми, всередині якого міститься сульфовугілль. Висота шару сульфовугілля залежить від твердості вхідної води; при більшій твердості шар вище. У нижній частині фільтра під шаром сульфовугілля розташовується дренажний пристрій, що складається з колектора і системи труб, приєднаних до нього. До верхньої частини цих труб приварені патрубки з різьбленням для нагвинчування спеціальних щілинних дренажних ковпачків, виготовлених із пластмаси. Ці ковпачки на своїх гранях мають вузькі щілини, ширина яких менша найменшого зерна сульфовугілля, що запобігає виносу матеріалу з водою під час його роботи і регенерації.

Сульфовугілля - це кам'яне вугілля, оброблене міцною сірчаною кислотою. Насипна вага повітряносухого сульфовугілля дорівнює 0,55 т/м3, розмір зерен - 0,3 до 1,2 мм і ємність поглинання 280-360 г-екв/м3. Сульфовугілля вилучає з води катіони кальцію і магнію і обмінюється катіонами натрію. Обмін катіонами відбувається в строго рівнозначних (еквівалентних) кількостях. Температуру води при натрій-катіонному методі рекомендується тримати не вище 60°С. Цей метод дозволяє майже цілком вилучити з води накипоутворювачі; залишкова твердість пом'якшеної води звичайно не перевищує 35 мкг-екв/л. В результаті такого пом'якшення води замість сульфатів і хлоридів кальцію і магнію утворюються легкорозчинні, що не здатні до накипоутворення, сірчанокислий натрій Ка2SО (глауберова сіль) і хлористий натрій NаСІ (кухонна сіль); замість бікарбонатів кальцію і магнію утвориться еквівалентна кількість добре розчинного у воді бікарбонату натрію NaНСО3.

Рис. 1 Вертикальний натрій-катіонний фільтр

1-вхід сирої води; 2-вихід пом'якшеної води; 3-підведення сольовогорозчину; 4-сульфовугілля; 5-бетон; 6-дренажний пристрій; 7-корпус фільтра;8-спускна труба; 9-щільовий дренажний ковпачок.

В процесі роботи сульфовугілля, в результаті поглинання катіонітів кальцію і магнію, поступово втрачає свою здатність до обміну катіонами. Величина обмінної здатності сульфовугілля визначається хімічним аналізом пом'якшеної води. Якщо твердість її підвищується, то фільтр необхідно регенерувати, це означає зробити відновлення здатності сульфовугілля шляхом розпушення зворотним потоком води і пропусканням через нього 5-10-процентного розчину кухонної солі (NаСІ), що готується в солерозчиннику. При цьому процесі катіоніти натрію кухонної солі заміщають в сульфовугіллі солі кальцію і магнію, розчин яких відводиться в каналізацію. Для звільнення вихідної води від механічних домішок її насосом проганяють через кварцовий фільтр, після якого вона надходить у катіонний, де обробляється.

2.2.3 Регулювання температури вихідної води

Вода, що надходить на установку водопідготовки, підігрівається в теплообмінниках до температури, що забезпечує оптимальне протікання технологічного процесу. Регулювання температури підігрітої води здійснюється регулятором температури, що змінює подачу гріючого середовища, (води) у теплообмінник.

Як регулятор доцільно застосовувати електронний регулятор ЕР-С, що використовує імпульс по температурі води за теплообмінником, яка вимірюється термометром опору. Регулятор забезпечує хорошу підтримку температури з точністю ± 1°С.

У тих випадках, коли спостерігаються часті коливання в подачі вихідної води регулятор підігріву може не забезпечити зазначеної якості регулювання. У цьому випадку в схемі регулювання використовується додатковий випереджальний імпульс по швидкості зміни навантаження, що отримується від електронного диференціатора типу ЭД, на який подається сигнал від дифманометра ДМ, що вимірює витрату вихідної води.

Таким чином, регулювання ведеться по температурі за підігрівником, а додатковий імпульс забезпечує швидкий вплив регулятора зі зміною витрати води; при постійному навантаженні цей додатковий імпульс дорівнює нулю.


Рис.2. Схема регулювання температури води, що надходить на водоочищення.

2.2.4 Автоматизація процесів відновлення фільтрів

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13


рефераты скачать
НОВОСТИ рефераты скачать
рефераты скачать
ВХОД рефераты скачать
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

рефераты скачать    
рефераты скачать
ТЕГИ рефераты скачать

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.