Автоматизация технологического процесса пикового подогрева воды на ТЭЦ. Курсовая работа по Т. Работы Автоматизация технологического процесса пикового подогрева воды на тэц
 Скачать 1.28 Mb.
|
Кафедра: Автоматизация технологических процессов и производств Специальность 15.03.04 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема работы: Автоматизация технологического процесса пикового подогрева воды на ТЭЦ По дисциплине: Автоматизация технологических процессов Исполнитель студент группы 6-НФ21уС ___________________________А.П. Черкасов Руководитель Преподаватель ______________________________________А.В. Антипов Кафедра Автоматизация технологического процесса пикового подогрева воды на ТЭЦ ЗАДАНИЕ К курсовому проекту студента 6-НФ21уС Черкасова Александра Павловича Тема курсового проекта: «Автоматизациятехнологическогопроцесса пикового подогрева воды на ТЭЦ» Срок сдачи студентом законченной работы Исходные данные к курсовому проекту: ФГОС направление подготовки бакалавров 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств Учебный план направления подготовки бакалавров 15.03.04 Автоматизации технологических процессов и производств Содержание курсовой работы (перечень подлежащих разработке вопросов): Описание водогрейных котлов; Разработка методического обеспечения; Разработка принципиальной электрической схемы. Перечень материалов приложения (наличие чертежей, таблиц, графиков, схем, программных продуктов, иллюстративного материала и т.п.): Лист1:ВодогрейныйкотёлКВГМ-100; Лист 2:Схема циркуляции воды через водогрейные котлы на ТЭЦ;Лист3:Электрическаясхемауправленияпроцессомгорениякотла Дата выдачи задания Руководитель курсовой работы АнтиповАндрейВладимирович,преподаватель АТП. Задание принял к исполнению (дата): (подпись студента) РЕФЕРАТ Курсовой проект содержит с.57 , рисунков 12, приложения 4, источников 7. В работе исследована задача разработки АСУТП для управления процессами регулирования пикового подогрева воды. Цель работы – разработка автоматизированной системы регулирования процессами пикового подогрева воды на Благовещенской ТЭЦ. Основу методологии разработки будут составлять теоретическая база знаний, полученная в процессе обучения, а также практические навыки, необходимые для реализации проекта. В ходе разработки проекта был выполнен выбор оборудования. Область применения данного проекта технологическое совершенство агрегатов Благовещенской ТЭЦ. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 9 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 11 Общие сведения о типах котельных установок 11 Краткое описание котлов КВГМ-100 12 Принцип работы мазутного котла 15 Преимущества мазутных котлов 16 Водоподготовка в котельной 16 Влияние качества воды на работу котла 17 Химводоочистка 18 Деаэрирование 21 Краткая характеристика топлива 24 Механизм горения мазута 24 Постановка задачи на разработку системы автоматического управления 26 Техническое задание на разработку автоматизированной системы 28 ВЫБОР И РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 30 Структурная схема автоматизации 30 Функциональная схема автоматизации 30 Выбор средств автоматизации 31 Выбор средств измерения технологических параметров 36 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПИКОВОГО НАГРЕВА ВОДЫ 36 Разработка принципиальной электрической схемы 39 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 42 ПРИЛОЖЕНИЕ А 43 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 55 ПРИЛОЖЕНИЕ В 56 ПРИЛОЖЕНИЕ Г 57 В данном курсовом проекте были использованы ссылки на следующие нормативные документы и стандарты: ГОСТ 2.301-68 Единая система конструкторской документации. Форматы; ГОСТ 2.301-84 Единая система конструкторской документации. Обозначения буквенные; ГОСТ 2.701-84 Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. ГОСТ 3.1116-79 Единая система технологической документации. Нормоконтроль; ГОСТ 62.21-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения; ГОСТ 24.302-80 Общие требования к выполнению схем; ГОСТ 24.601-86 Автоматизированные системы. Стадии создания; ГОСТ 34.602-89 Техническое задание на создание автоматизированной системы; ГОСТ 24.104-85 Автоматизированные системы управления. Общие требования; ГОСТ 2.101-68 Единая система конструкторской документации. Виды изделий; ГОСТ 2.102-68 Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов; ГОСТ 2.103-68 Единая система конструкторской документации. Стадии разработки; ГОСТ 2.104-68 Единая система конструкторской документации. Основные надписи; ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к тестовым документам; ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы; ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам; ГОСТ 2.111-68 Единая система конструкторской документации. Нормоконтроль; ГОСТ 2.201-80 Единая система конструкторской документации. Обозначение изделий и конструкторских документов; СТО СМК 4.2.3.01-2010 Стандарт организации. Требование к структуре и оформлению стандартов; ИЭ 34-02-12-09 Инструкция по эксплуатации котлов водогрейных КВГМ-100 РД 34.26.507-91 Типовая инструкция по эксплуатации газо-мазутного водогрейного котла типа КВГМ-100 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ АС – автоматизированная система ПЛК – программируемый логический контроллер ПО – программное обеспечение ТП – технологический процесс ВУ – верхний уровень СУ – система управления САУ ТП – система автоматического управления технологическими процессами ВВЕДЕНИЕ Комплексная автоматизация управления технологическими процессами, производством является одним из важнейших стратегических направлений развития экономики. Наряду с созданием новых материалов и технологий, автоматизация технологических процессов и производств является приоритетным направлением экономического развития. Все виды производственной деятельности, содержащие действия по изменению исходного сырья с целью получения предмета производства, называют технологическим процессом. Задача реконструкции теплоиспользующего оборудования на промышленных предприятиях и в энергетической отрасли приобретает всѐ 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 себе стоимости выпускаемой продукции и снижают рентабельность всего предприятия. С другой стороны, качественный скачок в повышении эффективности работы предприятия, связанный с заменой старого оборудования на новое, менее энерго и теплоѐмкое, затруднителен из-за больших размеров требуемых капиталовложений, срок окупаемости которых является существенным. Немаловажным фактором, влияющим на эффективность функционирования любого технологического оборудования и теплового особенно, является состояние и надѐжность его контрольно измерительных и управляющих средств. Состояние и технические возможности установленных ранее аппаратных средств контроля и управления технологическими и тепловыми процессами оцениваются как удовлетворительные. Ремонт этих приборов затруднителен из-за отсутствия запасных частей, а замена на аналогичные морально устаревшие не спасает от «грубости» регулирования и оценки рабочего состояния. Зачастую такие приборы входят в конфликт с установленными новыми приборами, являющимися более мобильными и быстродействующими. Решение указанных проблем видится в модернизации устаревших контрольно измерительных средств на основе использования относительно недорогих, но обладающих существенными преимуществами устройств микропроцессорной техники. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ Общие сведения о типах котельных установок В зависимости от характера тепловых нагрузок котельные установки принято разделять на следующие типы: производственные котельные – котельные, предназначенные для снабжения теплотой технологических потребителей; производственно-отопительные котельные – котельные, осуществляющие теплоснабжение технологических потребителей, а также дающие теплоту для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленных сооружений. В зависимости от характера производства и работы агрегатов, установленных на предприятии, снабжение теплотой для технических нужд требуется периодически на время двух или одной смены. В котельной установке установленная тепло производительность всех агрегатов должна соответствовать максимальной нагрузке. В производственных котельных расход пара или горячей воды зависит от мощности производственных установок и характера их работы. Эти котельные при непрерывной работе всех цехов и установок предприятия обычно имеют сравнительно мало меняющийся суточный график нагрузки. Производственно-отопительные котельные снабжают паром потребителя чаще всего в течение двух или одной смены. Потребление горячей воды на вентиляцию и технологические нужды ограничено теми же сменами, когда потребляется пар, а жилищно-коммунальные нужды требуют круглосуточной подачи горячей воды. К основным показателям работы водогрейных котлов относятся: тепло производительность, МВт (или Гкал/ч); температура воды на входе и выходе из котла, °С; давление воды на выходе из котла, Мпа. Краткое описание котлов КВГМ-100 Водогрейный котѐл КВГМ-100 выполнен по П-образной схеме и может быть использован как в основном (70÷1500 °С), так и пиковом (100÷1500°С) режимах. Котлы могут быть использованы также для подогрева воды до 200°С.  Рисунок 1-Водогрейный котѐл КВГМ-100 Топочная камера котлов объемом 388 м3 предназначена для сжигания высокосернистого мазута. Луче принимающая поверхность экранов 325 м2. Стены топочной камеры и промежуточного экрана экранированы трубами d = 60х4 (сталь 20) с шагом 64 мм. Трубы экранов соединены с камерами d = 273х10 (сталь 20). Топочная камера котла и задняя стена конвективной шахты закрыты экранами из труб диаметром 60x3 мм с шагом 64 мм. Конвективная поверхность нагрева котлов состоит из трех пакетов. Каждый пакет набирается из U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28x3 мм. Ширмы в пакетах расположены параллельно фронту котла и расставлены таким образом, что их трубы образуют шахматный пучок. Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами диаметром 83х3,5 мм с шагом 128 мм, служащими одновременно стояками ширм. Стояки сдвинуты относительно друг друга на 64 мм, что обеспечивает возможность размещения ширм в плане шахты в виде гребенок с шагами шахматного конвективного пучка. Все трубы, образующие экранные поверхности котла, вварены непосредственно в коллекторы диаметром 273х11 мм. Для удаления воздуха из трубной системы при заполнении котла водой на верхних коллекторах установлены воздушники. Взрывные редохранительные клапаны установлены на потолке топочной камеры.Для удаления наружных отложений с труб конвективных поверхностей нагрева котел оборудован дробеочистительной установкой. Котел выполнен бескаркасным. Нижние коллекторы фронтового, промежуточного и заднего экранов, а также боковых стен конвективной шахты опираются на портал. Опора, расположенная в середине нижнего коллектора промежуточного экрана, является неподвижной. Нагрузка от боковых экранов топочной камеры передается на портал через переднюю и заднюю стенки котла и частично через специальную ферму, установленную на портале. Помосты котла крепятся к стойкам, опирающимся на кронштейны портала. На фронтовой стенки котла устанавливаются три газомазутные горелки с ротационными форсунками. Для создания жесткой и прочной конструкции топочная камера снаружи обвязана горизонтальными поясами жесткости. Трубная часть котла вместе с обмуровкой опирается непосредственно на портал и при нагревании расширяется вверх. Принципиальными конструктивными отличиями котла, являются установка циклонных предтопков с боковых стенок топки, мощностью 70 МВт каждый. Циклон предтопок ДВПИ является высокофорсированной камерой сгорания, обеспечивающей сжигание основной части топлива в объеме предтопка с минимальными избытками воздуха (= 1,01 - 1,03). Интенсивное сгорание топлива обеспечивается использованием центробежного эффекта: интенсивной закруткой воздуха в объеме циклонной камеры и мелкодисперсным распылом топлива, за счет центробежно- вихревой низконапорной форсунки ДВПИ. Предтопок выполнен воздухоохлаждаемым и комбинированным, т.к. 25% воздуха подается через торцовый завихритель, остальной холодный воздух, прежде чем вступить в реакцию горения, охлаждает обмуровку циклона, поступая через сопла с большой скоростью.  Рисунок 2 - Схема движения воды и расположения экранных труб котла КВГМ-100 1-фронтовой экран; 2-боковые экраны; 3-промежуточный экран; 4- конвективная часть и боковые экраны; 5-задний экран конвективной шахты; 6-коллектор дренажа. |
