Методичка. формирование курсач. Курсовая работа Формирование систем автоматического управления котлом отопления

• Название: Курсовая работа Формирование систем автоматического управления котлом отопления
• Анкор: Методичка
• Дата: 22.04.2023
• Размер: 0.78 Mb.
• Имя файла: формирование курсач.docx
• Тип: Курсовая; #1080952
• страница: 4 из 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.

Известна котельная установка [Карякин Е.А. и др. Промышленное газовое оборудование: справочник/6-е изд., перераб. и доп. - Саратов: Газовик, 2013., с. 1193-1199, особенно с. 1194-1195, ISBN 978-5-9758-1454-8], принятая за прототип, в состав которой входят: котлоагрегаты (отопительные котлы), горелочные устройства, трубопровод отопления прямой (трубопровод прямой сетевой воды), трубопровод отопления обратный (трубопровод обратной сетевой воды), трубопровод исходной воды, насосная группа, включающая рабочий и резервный сетевые насосы (циркуляционные), узел водоподготовки, узел подпитки воды, включающий рабочий и резервный подпиточные насосы (по сути, являются насосами исходной воды), топливное оборудование, включающее оборудование и трубопроводы для подачи топлива, узлы учета (тепла, топлива, электроэнергии), блок автоматики и электропитания, газоходы и дымовая труба. Корпус котельной установки представляет собой металлическое утепленное пожаробезопасное здание. Уровень автоматизации котельной обеспечивает автономную работу всего оборудования без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Автоматика обеспечивает работу котельной по температурному графику в зависимости от погодных условий (погодозависимое регулирование температуры подаваемого теплоносителя), регулирование происходит путем изменения подачи топлива к горелочным устройствам в зависимости от температуры наружного воздуха. В зависимости от типа применяемых горелочных устройств, котельная может работать как на газу, так и на жидком топливе, например, дизельном.

Недостатками прототипа 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;

- регулирование температуры подаваемого теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха путем изменения подачи топлива обладает достаточно большой инертностью, т.е. после изменения подачи топлива, теплоноситель продолжает подаваться с прежней температурой еще некоторое время, пока отопительный котел не остынет, или же наоборот не нагреется до необходимого режима работы, в результате чего вместо устойчивого процесса работы горелочное устройство, то полностью отключается или переходит на минимальную нагрузку, то резко начинает работать на максимальной нагрузке, что приводит к преждевременному выходу горелочного устройства из строя, к повышенному расходу топлива и снижению эффективности отопления;

- отсутствие возможности аварийной подпитки теплосети подготовленной (например, умягченной) водой в период, когда блок водоподготовки неисправен, или, например, при использовании химводоочистки, находится в режиме регенерации, в результате чего при подпитке напрямую из трубопровода исходной воды в теплосеть будет поступать неподготовленная (жесткая) вода, от которой внутри трубопроводов и отопительных котлов будут образовываться накипь, известковый налет и коррозия. Все это вместе способно привести к массовым потерям теплопередачи, перегреву оборудования, падению качества нагрева воды, снижению КПД отопительных котлов, а, следовательно, и к повышенному расходу топлива;

- 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, следовательно, и к повышенному расходу топлива.

Вышеперечисленные недостатки приводят к снижению надежности работы отопительной установки, а также к снижению эффективности, экономичности отопления зданий и сооружений.