курсовая работа Гутник Т.Н.-2. 1 Описание технологического процесса и функциональной схемы автоматизации
 Скачать 106.57 Kb.
|
|
Содержание Введение………………………………………………………………………2-3 1.Организация работ по монтажу, наладке и эксплуатации систем автоматического управления (САУ) 1.1.Описание технологического процесса и функциональной схемы автоматизации………………………………………………………………...4-5 1.2.Выбор контролируемых и регулируемых параметров…………………6-8 1.3.Характеристика технологического оборудования……………………..9-11 1.4.Организация работ по монтажу, наладке прибора…………………….12-14 1.5.Организация работ по техническому обслуживанию…………………15-20 1.6. Охрана труда и промышленная безопасность………………………...21-22 2.Расчет регулирующего клапана 2.1.Выбор контура регулирования технологического параметра………...23-21 2.2. Расчет максимальной пропускной способности регулирующего клапана………………………………………………………………………..32-37 Заключение …………………………………………………………………..38 Список используемой литературы………………………………………….39 Приложение Введение Современное промышленное производство невозможно без автоматизации. Широта автоматизации управления различными процессами на том или ином предприятии или объекте во многом характеризует общий уровень и культуру производства на данном предприятии, или же уровень и совершенство данного технического объекта. Передовые области промышленности и энергетики немыслимы без широкой и полной автоматизации управления. Облегчая труд человека, повышая культуру человеческого труда во всех ее видах, устраняя различия между физическим и умственным трудом. Автоматизация в то же время в сотни раз повышает производительность труда, позволяет полнее удовлетворять многообразные потребности человека. Автоматизация делает практически осуществимым целый ряд таких производств и новых видов технологий, которые без нее были бы невозможны. При автоматизации котельной автоматизируются все основные и вспомогательные технологические процессы. Это ведет к освобождению обслуживающего персонала от необходимости регулировать эти процессы вручную. Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха. Целью данной курсовой работы является монтаж и наладка системы автоматического управления и регулирования котельных установок. Котельными установками называются устройства, предназначенные для производства пара или горячей воды заданных параметров для энергетических, технологических и отопительных целей. В зависимости от назначения различают следующие типы котельных установок: Энергетические – вырабатывающие пар для паровых двигателей; Производственно-отопительные – вырабатывающие пар и горячую воду для удовлетворения технологических потребностей производства, отопления и вентиляции; Отопительные – вырабатывающие пар и горячую воду для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных, жилых и коммунальных помещений; Смешанного назначения – вырабатывающие пар для снабжения одновременно паровых двигателей, технологических нужд и отопительно-вентиляционных установок и горячего водоснабжения; 1.Организация работ по монтажу, наладке и эксплуатации систем автоматического управления (САУ) Описание технологического процесса и функциональной схемы автоматизации Водогрейный котел КВ-ГП-10 предназначен для нагрева воды, которая используется для горячего водоснабжения и отопления. Вода, идущая к потребителю, называется прямой, а возвращающая обратно от потребителя в котел - обратной. Вода используется химически очищенная, так как содержащиеся в природной воде растворимые газы (кислород и углекислота) разрушают металл котельного агрегата и трубопроводы. Также использование природной воды приводит к отложению накипи, которая вызывает перегрев металла вследствие ухудшения отвода тепла. Для восполнения неизбежных потерь воды, требуется вода для подпитки обратной воды. Питательная вода применяется химически очищенная. Нагрев воды происходит за счет тепла, выделяющегося при сжигании топлива. Вода в котел поступает с температурой 750С и нагревается до температуры 1500С. Горение - это процесс химической реакции соединений горючих элементов газа с кислородом, способствовавшему повышению температуры и происходящему с выделением тепла. Процесс горения газообразного топлива состоит из образования горючей смеси, нагревании ее до температуры воспламенения и горения. К горелке котла подводятся газ и воздух. Воздух подается дутьевым вентилятором Горючая смесь, которая образуется в горелке, воспламеняется и отдает тепло в топочную камеру. В результате процесса горения образуются газообразные продукты - дымовые газы. Их отсасывает дымосос, а затем выбрасывает в атмосферу. Сжигание осуществляется факельным способом. При сжигании газового топлива необходимо обеспечить: хорошее предварительное перемешивание газа с воздухом, ведение процесса с малыми избытками воздуха, разделение потока смеси на отдельные струи. Подогрев газовоздушной смеси и химическая реакция горения протекают очень быстро. Основным фактором длительности горения является время, затраченное на перемешивание газа с воздухом в горелке. От быстроты и качества перемешивания газа с необходимым количеством воздуха, зависит скорость и полнота сгорания газа, длина факела топки и температура пламени. Для процесса горения дымососом создается необходимое разряжение и обеспечивается полное удаление продуктов сгорания. Если достигнуть соотношения расхода воздуха в соответствии с подачей топлива, процесс сжигания будет осуществляться с максимальной экономичностью. 1.2.Выбор контролируемых и регулируемых параметров Контролю подлежат все те параметры, знание текущих значений которых обеспечивает пуск, наладку и ведение технологического процесса. К таким параметрам относят регулируемые величины, нерегулируемые внутренние параметры, входные и выходные параметры, при изменении которых в объект могут поступать возмущающие воздействия, все параметры, изменение которых может привести к аварии или нарушению технологического процесса. Из многих параметров характеризующих процесс, необходимо выбрать те, которые подлежат регулированию и изменением которых целесообразно вносить регулирующее воздействие. Для этого необходимы результаты анализа целевого назначения процесса. Исходя из результатов, анализа выбирают критерий управления, его заданное значение и параметры, изменением которых наиболее целесообразно на него воздействовать. Последнее осуществляется на основе статических и динамических характеристик процесса, дающих представление о взаимозависимости параметров. Показателем эффективности работы водогрейного котла является температура прямой воды. На нее действуют следующие возмущения: расход воды через котел; расход топлива; расход воздуха; разряжение; температура обратной воды. Стабилизировать, т.е. устранить все возмущения нельзя, т.к. расход топлива, расход воздуха и разряжение взаимосвязаны. Устранить можно только одно возмущение - расход воды через котел. Расход воды стабилизируется при помощи подпитки обратной воды химически-очищенной водой. Кроме того, температура прямой воды должна изменяться в зависимости от температуры наружного воздуха. Анализируя эти возмущения, можно прийти к выводу, что экономически целесообразным будет использование в качестве регулирующего воздействия изменение подачи топлива. В котельной одновременно работают 2 котла, поэтому целесообразно использовать каскадно-связанное регулирование с главным регулятором. Он воспринимает изменение температуры наружного воздуха и температуры прямой воды, т.е. в общем коллекторе. Воздействует главный регулятор на регуляторы топлива всех котлов. Кроме того, на регулятор топлива подается сигнал от датчика температуры воды за котлом и от датчика температуры обратной воды. Таким образом, подача топлива изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры в общем коллекторе, температуры воды за котлом и температуры обратной воды. Воздух должен подаваться в таком количестве, чтобы обеспечить полное сжигание топлива. Автоматические устройства должны выбираться в рамках Государственной Системы Приборов. Средства автоматизации должны быть выбраны технически грамотно и экономически обосновано. Конкретный тип автоматического устройства выбирают с учетом особенностей объекта управления и принятой системы управления. При этом предпочтение следует отдавать однотипным, централизованным и серийно выпускаемым устройствам. Это значительно упростит поставку и эксплуатации. В связи с тем, что процесс нагрева воды не относится к числу пожаро- и взрыво-опасных, автоматизация осуществляется на основе использования электрических средств. Электрические приборы более точны и отличаются быстродействием по сравнению с пневматическими. Источники энергии у электрических средств автоматизации более прост и надежен. Также отсутствуют ограничения по расстоянию между усилителем и исполнительным механизмом. Электрические регуляторы позволяют легко суммировать различные импульсы. В проекте использованы приборы системы "Контур-2", так как они выпускаются НЗТА специально для тепловых процессов. Система построена по блочно-модульному принципу. Связь между блоками и модулями осуществляется с помощью сигналов постоянного тока, а точный сигнал легче преобразовать, суммировать и можно использовать многократно. Для регулирования используются регуляторы РС29. Они обладают высокой точностью и выполняют следующие функции: масштабирование сигнала от датчика, алгебраическое суммирование, введение сигнала задания, формируют и усиливают сигнал расслаивания, световую индикацию выхода. С регуляторами РС29 работают электрические исполнительные механизмы типа МЭО. Сигнал с регулятора на исполнительный механизм поступает через трехпозиционный усилитель У293Ь с электромагнитным тормозом. В качестве датчиков расхода и давления используются измерительные преобразователи типа "Сапфир-22" различных модификаций, так как они имеют тоновый сигнал на входе, который можно передавать и на регулятор и на вторичный прибор. Для питания стабилизированным напряжением постоянного тока 36В комплекса тензорезисторных измерительных преобразователей теплоэнергетических параметров "Сапфир-22" используется блок питания типа 22БП-36, восьмиканальный, учитывая, что у датчиков 6. В качестве вторичных приборов лучше использовать регистрирующие приборы типа "Диск-250". Он работает с любыми датчиками и может измерять любые величины. Одновременно он может выполнять функции показания, регистрации, сигнализации, регулирования и преобразования. Модификации "Диск-250" выбираются в зависимости от назначения и типа датчика с которым он работает. 1.3.Характеристика технологического оборудования Водогрейный котел КВ-ГН-10 представляет собой теплообменное устройство с принудительной циркуляцией воды, оборудованный отдельным дымососом типа ДН12,5У и вентилятором ВДН10У. Теплопроизводительность 10 Гкал/ч. Площадь поверхности нагрева: радиационная 89 м2; конвективная 141,9 м2. Температура воды: на входе в котел 75 0С; на выходе из котла 150 0С. Давление воды: на входе 16 кгс/см2; на выходе 10 кгс/см2. Давление газа перед горелками 2330 кгс/м2. Ширина котла 3,84 м Длина 4,90 м Высота 4,75 м. Масса металлической части 11,8 т. Особенностью конструкции котла является наличие трех ступенчатых экранов, которые делят топку на четыре отсека. Кроме того, в топке размещены боковые и потолочные экраны, последний переходит частичново фронтовой экран. Ширина отсеков 740 мм. Топка котла выполнена в виде прямоугольной шахты. Плотное экранирование позволило применить печную натрубную обнуровку. Котлы отличаются сильно развитой поверхностью нагрева. Конвективная поверхность нагрева размещена в газоходе и представляет змеевиковый экономайзер, состоящий из 16 секций. Секции набирают таким образом, чтобы змеевики располагались параллельно фронту котла в шахматном порядке. Для сжигания газа установлены горелки с прямой щелью, заканчивающейся расширением. Горелки размещены между вертикальными топочными экранами. Продукты горения поступают из топки в конвективный газоход через проем высотой 100 мм в верхней части, под разделительной стенкой. Исходные продукты – вода, воздух, газ. Готовый продукт – горячая вода. Вода – жидкость, не имеющая цвета и запаха. Химическая формула – H2O. Вода, поступающая в котел, проходит химическую очистку и деаэрацию, и не должна содержать соли, газы. Основные показатели воды после очистки поступающей в котел: жесткость не более 20 мкг.экв/кг, солесодержание 245 мг/кг, щелочность pH = 7, содержание углекислоты недопустимо, содержание O2 до 30 мкг/кг, вязкость μ = 0,135 спз, плотность ρ = 1006,7 кг/м3. Газ используется природный. Газовое топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов (метан, этан, пропан, бутан, водород, окись углерода, азот, углекислый газ, кислород). Основным элементов газовой смеси является метан. Это газ без цвета, почти без запаха, практически нерастворим в воде, химически малоактивен. Химическая формула CH4. Жаропроизводительность газа 2040 0С. Плотность газа – в 2 раза легче воздуха. Теплота сгорания: QH=8500 ккал/м3, QВ=9500 ккал/м3. Пределы воспламенения: нижний 5%, верхний 15%. В состав воздуха входят: - азот 78,8%; - кислород 20,95%; - инертные газы 0,94%; - углекислый газ 0,03%. Готовым продуктом является вода с температурой 1500С, расходом 123,5 т/ч. Эта вода используется для горячего водоснабжения и отопления. 1.4.Организация работ по монтажу, наладке прибора Наладочные работы в котельных установках необходимы для правильной работы основного и вспомогательного котельного оборудования в оптимальном режиме при максимальной эффективной нагрузке. Пусконаладочные и режимно-наладочные работы в промышленных котельных проводят высококвалифицированные специалисты, специально обученные и имеющие сертификат на проведение наладочных работ. Наладочные работы в котельных проводятся на вводимых в эксплуатацию, после проведения реконструкции, или технически перевооружаемых котельных. Этапы наладочных работ в котельной Пуско-наладочные работы в котельных производятся в соответствии п.2.4. "Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок". Работы проводятся поэтапно в следующей последовательности: Подготовительные работы; Приемка оборудования; Пусковые работы; Наладка и комплексное опробование. Подготовительные работы начинаются с ознакомления технической документации. Проводится проверка всего основного и вспомогательного оборудования, схем на соответствие СНиП, техническим условиям, правилам техники безопасности и охране труда. Составление перечня обнаруженных неисправностей с предложениями по их устранению. Во время монтажных работ производится поузловая приемка качества проведения монтажных работ котельного оборудования, проведение различных испытаний и других работ. Проверка работоспособности всей арматуры, контрольно-измерительных приборов, приборов безопасности. На основании проверок составляется дефектная ведомость, акт приемки оборудования после монтажа. Пусковые работы начинаются с составления мероприятий и графика проведения, проводится инструктаж с обслуживающим персоналом. Производится подготовка к пуску и пуск котельного оборудования с начала в холостом режиме, а потом под нагрузкой. Выдается дефектная ведомость с обнаруженными неисправностями и акт пуска основного и вспомогательного оборудования. Наладочные работы Работы по наладке и комплексному опробованию начинаются с составления графика и проведения инструктажа с обслуживающим персоналом. Производится наладка топочного режима. Комплексное опробование производится в течение 72 часов нормальной и непрерывной работе котла. Под нагрузкой и параметрах, предусмотренные проектом. По показаниям приборов составляется режимная карта. Составляется акт о результатах комплексного опробования. Сдача оборудования в эксплуатацию. Режимные наладочные работы в котельных проводятся не реже одного раза в 5 лет для котлов на жидком и твердом топливе и не реже одного раза в 3 года для котлов на газообразном топливе. Режимная наладка включает в себя наладку котельного оборудования в целях достижения проектного объема потребления топлива при различных нагрузках, наладку средств автоматического регулирования процессов сжигания топлива, и вспомогательного оборудования. После проведения режимной наладки составляется акт и режимные карты. Режимные наладочные работы в котельных позволяют выявить недостатки в работе основного и вспомогательного котельного оборудования, осуществить мероприятия, которые повысят эффективность работы котельной. На основании режимно-наладочных работ составляются режимные карты, которые содержат основные оперативные и контрольные параметры работы топок и котла, значение коэффициента полезного действия, предельные значения параметров, контролируемые приборами безопасности. 1.5.Организация работ по техническому обслуживанию Техническое обслуживание котельных необходимо для предотвращения износа оборудования и включает комплекс мер, обеспечивающих бесперебойную работу приборов в период отопительного сезона. Агрегаты, работающие на природном газе, подвергаются быстрому изнашиванию деталей, поэтому их необходимо регулярно проверять и ремонтировать. Квалифицированный мастер проверяет монтаж всего основного и вспомогательного оборудования. Лицевая сторона котлов и вспомогательного оборудования Какие работы входят в техническое обслуживание котельной? Уход и настройку оснащения котельной выполняют для увеличения срока использования агрегатов, продления времени функционирования приборов отопления и подачи горячей воды. Починку бойлерной и сервисный уход проводят сотрудники организаций, ответственные за безопасность обслуживающего персонала в период отопительного сезона. Обслуживание котельных состоит из следующих этапов: плановый уход; техническое обслуживание 1 раз в месяц; экстренный сервис. В плановое обслуживание входят такие виды обслуживания: сервис котлов и газового оборудования, фильтров, входящих в комплект к бойлеру. Мастер настраивает газовые горелки, изучает состояние внутреннего газопровода. В обслуживание котельного оборудования входит изучение технического состояния манометров, приборов учета температуры (аварийного и рабочего регуляторов). Производится проверка техники, осуществляющей контроль за управлением нагрузками бойлерной. Плановый сервис включает уход за гидравлическим оборудованием. Мастеру необходимо проверить: водяные фильтры; мембранный бак; краны; задвижки; химические реактивы. Проводятся испытания, необходимые для проверки рабочего состояние оборудования бойлерной, в случае необходимости выполняют небольшой ремонт, не требующий полной реконструкции оборудования. Мастер осматривает газопровод, емкости для воды, системы розжига топлива, насосы, датчики, термометры и манометры. Если во время проверки обнаружены отклонения от стандартных параметров, проводят их исправление. Результаты фиксируют в специальном журнале, описывая процесс эксплуатации, обслуживание проводят не позднее суток с момента отключения техники. Бойлерная имеет технологическую документацию, в которой указан порядок выполнения обслуживания котлов и горелок. В ней фиксируют итоги эксплуатационных мероприятий и данные о состоянии приборов и датчиков. Варианты обслуживания Сервисное обслуживание котельных подчиняется следующим правилам: составляют план мероприятий, с помощью которых контролируют эксплуатационные качества оборудования; уход за техникой выполняют в период функционирования бойлерной; выполняют техосмотр, устраняют дефекты, сверяют технические нормативы; проверяют или заменяют неисправные механизмы; регулируют сальники, ухаживают за техникой, находящейся в законсервированном состоянии. Обслуживание автоматики безопасности котельной проводят согласно нормативным документам. В план проверки заносят следующие виды деятельности: выполнение диагностики автоматики; наладку КИП и А; изучение и регулирование датчиков; проверку корпусов и крышек, изоляции; осмотр двигателя вентилятора; починку устройств, обеспечивающих безопасность. Техническое обслуживание газовых котельных включает обследование техники с целью правильной эксплуатации оборудования бойлерной. Насосные группы и теплообменники В период освидетельствования газового котла выявляют технические погрешности в работе бойлеров. Проводят проверку автоматического оснащения, обследуют нагревательные элементы. Мастер проверяет краны и магистральные трубопроводы. Он проводит ремонт дымовых коммуникаций, изучает непроницаемость соединений. Во время диагностики настраивают горелки, используя мыльный состав. Обследование проводит квалифицированный мастер или представитель организации, имеющий разрешение на эту деятельность. В технический сервис входит: осмотр агрегата; очистка механизмов: электродов, датчиков; замена фильтров; испытание газовой горелки; наладка бойлера; контроль системы безопасности. Техническое обслуживание автоматики безопасности бойлерной предусматривает: мойку технических конструкций; промазку болтов и их соединений. Незначительное обновление необходимо для улучшения эксплуатационных качеств механизмов или их составных элементов. Обслуживание КиП и автоматики котельной, работающей на газе, включает следующие виды контроля: наладку измерительной аппаратуры (1 раз в 30 дней); освидетельствования приборов КиП; испытание устройств 1 раз в месяц; наладку системы аварийного запасного питания (АЗП); осмотр электрических двигателей, проверку нагрузки 1 раз в 3 месяца. Ремонт котельного оборудования Во время починки оснащения котельной соблюдают следующие правила: не подключают оборудование к максимальному напряжению во избежание поломки техники во время обновления промышленных бойлерных, руководствуются схемами и инструкциями во время ремонта промышленных котельных. Починка техники - непростая задача. В современных бойлерных применяют различные типы паровых и водогрейных, газовых агрегатов. Некоторые из них функционируют на твердом топливе. Они экономичны, недорого стоят, легко монтируются, пригодны для самостоятельного осуществления контроля. Периодичность Правила починки агрегата необходимы для полного восстановления оборудования, повышения результатов проверки, продления сроков эксплуатации техники. Квалифицированный мастер обязан: создать план обновления оборудования; использовать современную технологию; обеспечить проверочные работы необходимой техникой и запасными частями. Эксплуатация котлоагрегата невозможна без проведения следующих видов обслуживания: текущего; капитального; восстановительного. Регулярный осмотр измерительных датчиков проводят через каждые 4 месяца, но не менее 1 раза в год. Небольшие изъяны устраняют без остановки агрегата. Если не разрешена проверка приборов на работающем агрегате, останавливают его работу для планового осмотра. Восстановительный этап изучения тепловых котлов проводят для устранения неисправностей, связанных со взрывом или пожаром. Капитальное исправление дефектов выполняют с целью установления показателей устройств на уровне расчетных величин. В течение года проводят наладку барабанов парового котла, регулируют коллекторы, устанавливают величину износа обмуровки, каркаса, узлов. Капитальная проверка осуществляется 1 раз в 2 года. Текущий ремонт индивидуальных тепловых станций выполняют каждый месяц. |