курсовая работа Гутник Т.Н.-2. 1 Описание технологического процесса и функциональной схемы автоматизации
 Скачать 106.57 Kb.
|
|
1.6. Охрана труда и промышленная безопасность Промышленная безопасность котельных, отнесенных к опасным объектам. Порядок обеспечения промышленной безопасности котельной регулируется положениями 116-ФЗ. Указанный нормативный документ определяет правила эксплуатации котельных в зависимости от того, относятся ли они к категории объектов повышенной опасности. Если котельная принадлежит к этой категории, для ее эксплуатации необходимо получать специальную лицензию. Это требование распространяется как на новые объекты, так и на котельные, которые уже эксплуатировались с применением ранее действовавших положений законодательства. Согласно 116-ФЗ котельные могут быть отнесены ко II или III классу опасности в зависимости от наличия на объекте следующих факторов: для целей обеспечения промышленной безопасности емкость резервуаров с запасом топлива превышает 1000 тонн; в качестве топлива для котельной используется природный газ; работа котельной обеспечивает теплом население и потребителей, отнесенных к социально значимым; работа оборудования, используемого для работы котельной, осуществляется в условиях давления, превышающего 1,5 МПА, или температуры, превышающей 250о С. Под указанную категорию не подпадают типы техники, перечисленные в п.4 Федеральных норм и правил, которые были утверждены от 25.03.2014 г. Котельные II и III классов опасности требуют оформления лицензии для осуществления их эксплуатации. Согласно постановлению Правительства от 24 ноября 1998 года N 1371 котельные, отнесенные к указанным классам, вносятся в государственный реестр информации об опасных объектах. Каждому из них выдается свидетельство, подтверждающее факт внесения в информационную базу. Объекты, отнесенные к IV классу, могут эксплуатироваться без специальной лицензии. Порядок получения лицензии Выдача лицензий на осуществление эксплуатации котельных в рамках требований действующего законодательства регламентирована постановлением Правительства № 492 от 10.06.2013. Указанный нормативный документ устанавливает, что для котельных и запасных емкостей промышленная безопасность проходит лицензирование не более, чем за 45 дней. Срок действия лицензии, выданной в соответствии с ФЗ-116, законодательством не ограничен. Однако в случае существенных изменений в конструкции, технологии или иных характеристиках объекта потребуется переоформление документа. 2.Расчет регулирующего клапана 2.1.Выбор контура регулирования технологического параметра 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 просты и надежены. 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. Для регулирования температуры прямой воды изменением расхода газа в зависимости от температуры в общем коллекторе, в качестве чувствительного элемента используется термопреобразователь сопротивления платиновый типа ТСП-1088гр100П. Используется платиновый, а не медный, потому что нужна точность и измеряется высокая температура, так как температура прямой воды является показателем эффективности. Вторичным прибором выбирается прибор типа ДЖК-250-1231. Главным регулятором выбран регулятор температуры типа РС 292.22. Выбран регулятор именно этой модификации, потому что он работает с ТСП градуировки 50 М, а также можно подключить датчики постоянного тока. Сигнал с регулятора подается на регулятор топлива, в качестве регулятора топлива выбирается РС 29.0.12 (поз.1-5). Для измерения температуры обратной воды, температуры окружающего воздуха, в качестве датчика используется ТСП типа ТСМ-1088 градуировки 50М. Измеряется невысокая температура, не требуется высокая точность, поэтому выбирается медный термопреобразователь сопротивления. В качестве вторичного прибора выбран ДЖК 250-1231. В качестве усилителя выбирается усилитель У29.3М. В качестве исполнительного механизма выбирается электрический однооборотный типа МЭО40/10-0,25. В качестве поворотно-регулирующей заслонки выбирается ПРЗ-150, которая выбирается в зависимости от давления и диаметра трубопровода. Для регулирования давления воздуха в зависимости от расхода топлива и содержания кислорода в дымовых газах, в качестве измерительного преобразователя давления воздуха используется преобразователь типа Сапфир-22 ДИ-2120. Вторичный прибор, который работает в комплекте с преобразователем давления ДИСК-250-1221. Регулятором воздуха выбран регулятор типа РС 29.0.12. Выбран регулятор данного типа, потому что он принимает до 3 унифицированных сигналов постоянного тока. Для измерения кислорода в дымовых газах применяется анализатор кислорода ТДК-3М. Усилителем в этой системе выбран усилитель типа У293М, исполнительный механизм – механизм электрический однооборотный МЭО 40/10-0,25. В качестве поворотно-регулирующей заслонки выбирается ПРЗ-150. В системе автоматического регулирования разряжения в топке котла отводом дымовых газов в качестве преобразователя разряжения применяется преобразователь типа Сапфир-22ДВ-2220. Вторичный прибор работающий в комплекте с преобразователем разряжения ДИСК-250-1221. Регулятором разряжения выбран РС 29.0.12. Усилителем – У29.3М. В качестве исполнительного механизма выбран электрический однооборотный типа МЭО 40/10-0,25, поворотно-регулирующая заслонка выбирается типа ПРЗ-150. В системе автоматического регулирования расхода обратной воды изменением подачи питательной воды, датчиком является камерная диафрагма типа ДКС 10-150. Использование камерной диафрагмы обеспечивает большую точность, так как измеряет усредненное давление. Измерительным преобразователем выбран Сапфир-22 ДД-2441. Для устранения квадратичной зависимости перепада давления от расхода и преобразования в линейную, после преобразователя стоит блок извлечения квадратного корня БИК-1. В качестве вторичного прибора ДИСК-250-4321 с ПИ-регулятором. В качестве усилителя выбирается У24.10. Исполнительный механизм электрический однооборотный выбирается типа МЭО 16/63-0,25-8. В качестве клапана - клапан регулирующий поворотный 6с-8-1. В системе автоматического контроля и сигнализации расхода газа датчиком является камерная диафрагма типа ДКС 10-150. Измерительный преобразователь типа Сапфир-22ДД-ВМ-2434 выполнен во взрывозащищенном исполнении. Он работает в комплекте со вторичным прибором типа ДИСК 250-1221. Для устранения квадратичной зависимости перепада давления от расхода применяется блок извлечения квадратного корня БИК-1. В системе автоматического контроля давления обратной воды, давления питательной воды, давления воздуха, давления газа и сигнализации давления обратной воды, давления воздуха, давления газа, контроль и сигнализация осуществляется манометром, показывающим сигнализирующим типа ДМ 2010С, так как нужен местный контроль с сигнализацией на щите оператора, и манометром МПЗ-У. В системе автоматического контроля и сигнализации разряжение перед дымососом используется вакуумметр, показывающий сигнализирующий типа ДВ2010Cr. В системе автоматического контроля расхода питательной воды и расхода воды в коллекторе датчиком служит камерная диафрагма типа ДКС10-150. Измерительный преобразователь выбирается типа Сапфир-22ДД-244. Для устранения квадратичной зависимости перепада давления от расхода применяется блок извлечения квадратного корня БИК-1. В качестве вторичного прибора выбирается ДЖК 250-1221. Датчиком в системе автоматического контроля температуры дымовых газов используется термопреобразователь сопротивления платиновый типа ТСП-1188-01, прибор который работает с ТСП-милливольтметр типа Ш4540Н. Контроль и сигнализация концентрации метана в помещении котельной осуществляется с помощью оптико-акустического газоанализатора типа ГИАМ-14, так как нужен местный контроль с сигнализацией на щите оператора. С газоанализатором работает узкопрофильный микроамперметр М1730. Контроль и сигнализация наличия пламени в топке осуществляется с помощью прибора контроля пламени типа Ф34.2. Фотодатчик выбирается типа ФД4. Для систем защиты выбираются датчики-реле. В качестве датчика-реле давление обратной воды, давление питательной воды, давление воздуха, давление газа – ДД-0,25 (РУПД)). В качестве датчика-реле разряжения в топке котла ДТ-40 (РУПД). В качестве датчика-реле температуры питательной воды – 31-03. Для отсечки топлива в качестве клапана-отсекателя выбирается клапан типа ПКН-150. При выборе типа сужающего устройства обычно руководствуются правилами: потери давления (энергетические потери) в сужающих устройствах увеличивается в определённой последовательности: труба Вентури, короткое сопло Вентури, сопло-диафрагма; при прочих режимных условиях и одинаковых значениях m и Ар сопла позволяют измерять большие расходы потоков и обеспечивают более высокую точность измерения по сравнению с диафрагмами, особенно при малых значениях т; в процессе эксплуатации диафрагмы закрепляются в большей степени, чем сопла и изменяют коэффициенты расхода, а, следовательно, площади поперечного сечения измерительного трубопровода у диска и степень притупления остроты кромки; При выполнение расчётов стандартных сужающих устройств, связанных изменением расхода потоков, решают четыре задачи. 1. Определение диаметра d20 отверстие диафрагмы, сопла, сопла Вентури, если известны расходы потока, его физико-химические параметры и размеры цилиндрического участка трубопровода. В этом случае основанное уравнение расхода потока содержит три неизвестных а, ε, d20. Возможен путь последовательных приближений, при котором произвольное значение задаётся d, соответствующим какому либо стандартному значению т, определяют в первой приближении а, полотая ориентировочное значение ε по отношению Δp/р. Исходя из первого приближения а, находим коэффициент m и по таблице коэффициентов расхода, например, для диафрагмы с угловым отбором перепада давления, определяют соответствующее значение dy при определенном числе Рейнольдса обычно при (Re=1000000) после постановки dy в управление расхода находят, а во втором приближении. Расчёт продолжают до тех пор, пока d20 не будет отличаться более чем на 0,1% . 2. 0пределение диаметра d20 отверстие сужающего устройства при свободном выборе предельного перепада давление Δрпр. Выбирает так, чтобы относительная площадь устройства m была невелика. При средних скоростях потоков измерительных трубопроводах 10-25м/с значения m должны соответствовать перепадом давления, лежащем в пределах 0,016-0,063 МПа. Применение сужающего устройства с относительной m 0,35 связью следующими преимуществами уменьшается средняя квадратическая относительная погрешность при большей области измерения измеряемых расходов потока и влияние шероховатости измерительных трубопроводов до 300 мм; сокращается длина прямых измерительных установок трубопровода. 3. Определение перепада давления Δр, создаваемого диафрагмой, соплом, соплом Вентури или трубой при определённом расходе потока для выбора необходимого манометра 4. Определения расхода потока по измеряемому перепаду давления на сужающем устройстве определяемого типа при известных конструктивных параметрах сужающего устройства измерительного трубопровода с учётом физико-химических показаний потока. Исходные данные: вещество – вода абсолютное давление Р=3,5 кгс/см2 внутренний диаметр трубы Дтр=50 мм максимальный объемный расход Q0max=20м3/ч минимальный объемный расход Q0min=10м3/ч допустимая норма давления Рn=1 кгс/см2 имеющийся прямой участок трубы перед диафрагмой  Температура t=100С Расчет: Из таблицы определяются необходимые для расчета плотность и динамическая вязкость ρ=999,7 кг/м3, μ=1,3077 . Выбирается сужающее устройство – диафрагма. Выбирается тип дифманометра – мембранный. Определяется максимальный массовый расход.   =20 · 999,7=19994 кг/чИз стандартного ряда чисел по максимальному расходу выбирается число большее заданного на 20-25% и принимается за максимальный расход при расчете  =25000 кг/чПо одной из формул вычисляется число Рейнольдса, соответствующее максимальному расходу   Из графика определяется для каких модулей диафрагмы выполняется условие Remin>Reгр. Из графика видно, что условие Remin>Reгр выполняется при m<0,31. Определяется число mα для трех соседних ΔРH взятых из стандартного ряда чисел по одной из формул.  ,где - кг/чДтр – мм, ΔРH – кгс/см2, ρ – кг/м2. Таблица 1
Для вычисления значений mα по графику определяются величины m и α и заносятся в таблицу. По значениям m из графика потеря давления от установки диафрагмы и заносятся в таблицу. Из расчетной таблицы видно, что наиболее целесообразным является период давления на дифнамометре ΔРH=6300 кгс/м2, т.к. при этом располагаемый прямой участок трубопровода больше требуемого, потеря давления меньше допустимой и модуль близок к оптимальному. Вычисляется диаметр отверстия диафрагмы:  Проводится проверка расчета по формуле:  Относительная погрешность при измерении расхода будет  Расчет выполнен верно, т.к. δ=2,6% и это не превышает допустимые 5%. |