Автоматизация водогрейного котла реферат
Обновлено: 05.07.2024
К вспомогательным службам КС газопроводов относятся котельные установки, система водоснабжения, система пожаротушения, источники энергоснабжения. В данной курсовой работе будет рассматриваться автоматизация котельных установок.
Системы отопления являются крупнейшим потребителем топлива в народном хозяйстве. Ежегодно в городах и поселках страны на отопление зданий расходуются десятки миллионов тонн топлива. В связи с этим осуществление мероприятий, направленных на сокращение расходов топлива в отопительных установках, имеет большое народнохозяйственное значение.
Содержание работы
Введение…………………………………………………………………4
Описание технологического процесса…………………………………6
Анализ технологического процесса с целью выбора параметров контроля и управления………………………………………………….9
Построение математической модели технологического процесса…..11
Выбор критерия оценки эффективности средств контроля и управления…………………………………………………………….12
Определение закона распределения технологических параметров…14
Определение обьеденяемости выборок по различным пунктам рассматриваемого участка производства……………………………..15
Выбор структуры регулирования и расчета САР…………………….16
7.1. Определение передаточной функции по кривой разгона……….16
7.2. Моделирование одноконтурной САР…………………………….17
7.3. Моделирование каскадной САР…………………………………..21
8. Расчет исполнительного механизма…………………………………. 22
9. Выбор комплекса технических средств……………………………… 27
Заключение………………………………………………………………30
Используемой литературы………………………………………. 31
Файлы: 1 файл
курсовик атк.doc
- Описание технологического процесса…………………………………6
- Анализ технологического процесса с целью выбора параметров контроля и управления…………………………………………………. 9
- Построение математической модели технологического процесса…..11
- Выбор критерия оценки эффективности средств контроля и управления…………………………………………………… ……….12
- Определение закона распределения технологических параметров…14
- Определение обьеденяемости выборок по различным пунктам рассматриваемого участка производства……………………………..15
- Выбор структуры регулирования и расчета САР…………………….16
7.1. Определение передаточной функции по кривой разгона……….16
7.2. Моделирование одноконтурной САР…………………………….17
7.3. Моделирование каскадной САР…………………………………..21
8. Расчет исполнительного механизма…………………………………. 22
9. Выбор комплекса технических средств……………………………… 27
Используемой литературы………………… ……………………. 31
Заказная спецификация на средства автоматизации ….………………..32
К вспомогательным службам КС газопроводов относятся котельные установки, система водоснабжения, система пожаротушения, источники энергоснабжения. В данной курсовой работе будет рассматриваться автоматизация котельных установок.
Системы отопления являются крупнейшим потребителем топлива в народном хозяйстве. Ежегодно в городах и поселках страны на отопление зданий расходуются десятки миллионов тонн топлива. В связи с этим осуществление мероприятий, направленных на сокращение расходов топлива в отопительных установках, имеет большое народнохозяйственное значение.
Эффективным средством для решения этой задачи является внедрение автоматизации процессов регулирования расхода тепла. Если принять, что автоматизация отопительных установок и систем даст возможность уменьшить перегрев отапливаемых помещений всего на 1˚С, то для средних климатических условий страны это составит около 4% от общего годового расхода топлива на нужды отопления. В действительности размер экономии топлива при правильной организации автоматического регулирования расхода тепла превышает 10 %. В связи с этим представляется возможным получить годовую экономию топлива, как минимум, 4-5 млн.т.
Комплексная автоматизация котельных может быть наиболее успешно осуществлена лишь при наличии недорогих высоконадежных, по возможности универсальных средств автоматизации, серийно освоенных промышленностью.
До 1965г. Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА) для промышленных котельных выпускалась автоматика типа АГКММ (автоматика горения котлов малой мощности): электрогидравлическая система автоматики, включающая регуляторы давления пара, воздуха и разрежения. Начиная с 1964 г., завод МЗТА перешел на
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Назначение котельного агрегата состоит в получении пара для целей технологии и отопления производственных помещений. Получение пара из воды слагается из трех физических процессов: а) подогрева воды до температуры кипения; б) кипения воды, когда жидкая фаза переходит в насыщенный пар; в) перегрева пара до заданной температуры.
Необходимое для этого тепло выделяется при сгорании топлива в топочной камере; Передача тепла от продуктов сгорания к поверхностям нагрева происходит в результате всех видов теплообмена: радиационного, конвективного и теплопроводности.
Подогрев воды происходит в экономайзере, парообразование — в экранах, перегрев пара — в пароперегревателе. Каждый из этих конструктивных элементов котлоагрегата участвует в превращении теплоты сгорания топлива в тепловую энергию водяного пара. Теплообмен во всех этих элементах происходит при высоких температурах стенок поверхностей нагрева, находящихся одновременно и под действием давления воды или пара. Тяжелые условия работы ставят особые требования к поддержанию температуры металла стенок труб в пределах допустимых величин по условиям прочности. Это достигается путем создания устойчивого движения воды и пара внутри трубной системы котлоагрегата за счет разности удельных весов вышеуказанных компонентов.
Процесс получения пара протекает в следующем порядке. Центробежными насосами питательная вода непрерывно подается в барабан котла, ее давление выше давления вырабатываемого пара. Прежде чем попасть в барабан котла, питательная вода проходит через экономайзер, подогреваясь в нем до температуры кипения. Барабан котла служит распределителем котловой воды и сборником образующегося пара. С помощью опускных (необогреваемых) труб вода из барабана поступает в нижние коллекторы (их два), к которым присоединяются трубы экранов, вертикально установленные по внутренним стенкам топочной камеры. Другим концом экранные трубы присоединяются к барабанам котла. Как уже говорилось, экранные трубы представляют поверхность нагрева котла и предназначены для получения пара, кроме того, они защищают стенки топочной камеры от воздействия высоких температур и вредного влияния расплавленной золы. В результате радиационного нагрева экранных труб находящаяся в них вода закипает, образовавшиеся пузырьки пара стремятся вверх, увлекая за собой еще не вскипевшую воду.
По направлению к барабану котла в трубах экрана образуется поток пароводяной смеси. Так как гидростатическое давление пароводяной смеси (эмульсии) в экранных трубах меньше, чем вес столба воды в опускных трубах, то в замкнутой гидравлической системе (барабан котла — опускные трубы — нижние коллекторы — экранные трубы -барабан котла) образуется устойчивое движение — естественная циркуляция.
Пар из барабана котла направляется в пароперегреватель, предназначенный для повышения температуры пара до заданного значения за счет охлаждения продуктов сгорания. Поддержание допустимой температуры металла стенок труб достигается выбором соответствующих скоростей пара в змеевиках, а также расположением наиболее опасных участков в зоне не очень высоких температур.
Итак, продукты сгорания, образующиеся в результате горения топлива, сначала охлаждаются в топочной камере, отдавая тепло радиацией экранным трубам, затем они охлаждаются за счет конвекции, проходя пароперегреватель и экономайзер. Дымовые газы (продукты сгорания) из топки отсасываются дымососом и выбрасываются через дымовую трубы в атмосферу. Для обеспечения нормального режима горения топлива в топку вентилятором подается воздух. Таким образом, в топку котла подаются топливо и воздух, а отсасываются дымовые газы; в барабан котла подается питательная вода, а отбирается водяной пар.
Проектируемые в последнее время паровые котельные чаще всего предназначены для одновременного отпуска пара и горячей воды, поэтому в их тепловых схемах имеются установки для подогрева воды. Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами для потребителей пара и горячей воды представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами.
1 — паровой котел; 2 — деаэратор питательной воды; 3 — деаэратор подпиточной воды; 4 — охладитель выпа-ра; 5 — насос сырой воды; 6 — насос питательный; 7 — насос подпиточный; 8 — насос сетевой; 9 — насос кон-денсатный; 10 - бак конденсатный; 11 — охладитель продувочной воды; 12 — подогреватель сырой воды; 13 — подогреватель химически очищенной воды; 14 — охладитель подпиточной воды; 15 — охладитель конденсата; 16 — подогреватель сетевой воды; 17 — РОУ; 18 — сепаратор непрерывной продувки.
Сырая вода поступает из водопровода с напором в 30-40 м вод. ст. Если напор сырой воды недостаточен, предусматривают установку насосов сырой воды 5.
Сырая вода подогревается в охладителе непрерывной продувки из паровых котлов 11 и в пароводяном подогревателе сырой воды 12 до температуры 20—30° С. Далее вода проходит через водоподготовительную установку (ВПУ), и часть ее направляется в подогреватель химически очищенной воды 13 этого потока (часть проходит через охладитель выпара деаэратора 4) и поступает в головку деаэратора питательной воды 2. В этот деаэратор направлены также потоки конденсата и пар после РОУ (17) с давлением 1,5
кгс/см2 для подогрева деаэрируемой воды до 104° С. Деаэрированная вода при помощи питательных насосов 6 подается в водяные экономайзеры паровых котлов и к охладителю РОУ. Часть выработанного котлами пара редуцируется в РОУ и расходуется для подогрева сырой воды и деаэрации. Вторая часть потока химически очищенной воды подогревается в подогревателе 14, частично в охладителе выпара 4 и направляется в деаэратор подпиточной воды для тепловых сетей 3. Так как температура подпиточной воды обычно ниже 100° С, вода после этого деаэратора проходит водо-водяной теплообменник 14 и подогревает химически очищенную воду. Подпиточным насосом 7 вода подается в трубопровод перед сетевыми насосами 8, которые прокачивают сетевую воду сначала через охладитель конденсата 15 и затем через подогреватель сетевой воды 16, откуда вода идет в тепловые сети. Деаэратор подпиточной воды 3 также использует пар низкого давления.
При закрытой системе теплоснабжения расход воды на подпитку тепловых сетей обычно незначителен. В этом случае довольно часто не выделяют отдельного деаэратора для подготовки подпиточной воды тепловых сетей, а используют деаэратор питательной воды паровых котлов.
На приведенной схеме (рисунок 1) предусматривается использование теплоты непрерывной продувки паровых котлов.
Для этой цели устанавливается сепаратор непрерывной продувки 18, в котором вода частично испаряется за счет снижения ее давления от 14 до 1,5 кгс/см2. Образующийся пар отводится в паровое пространство деаэратора, горячая вода направляется в водо-водяной подогреватель сырой воды 11. Охлажденная продувочная вода сбрасывается в продувочный колодец.
Ахметшин Р.Р. Проектирование автоматизации водогрейного котла КВ-МГ-10.
Усть-Катав: ЮУрГУ, 2010, 45 с.
Библиография литературы – 10 наименований. 3 листа чертежей ф. А3, 1 лист чертежа ф. А4.
Проведены характеристики объекта автоматизации, технологического оборудования, применяемых в процессе материалов, затем описано обоснование выбора: регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий, контролируемых и сигнализируемых величин, средств автоматизации.
В результате был автоматизирован водогрейный котёл КВ-ГМ-10, для которого была разработана система автоматического контроля и регулирования температуры прямой воды, также описана работа электрических схем импульсной сигнализации и защиты водогрейного котла. Проведены расчеты автоматических устройств.
теплообменный автоматизация водогрейный котел
1. Характеристика объекта автоматизации
1.1 Описание технологического процесса
1.2 Характеристика технологического оборудования
1.3 Характеристика применяемых в процессе материалов
2. Обоснование выбора регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий
3. Обоснование выбора контролируемых и сигнализируемых величин
4. Обоснование выбора средств автоматизации
5. Спецификация на средства автоматизации
5.1Спецификация на приборы и средства автоматизации
6. Система автоматического контроля и регулирования температуры прямой воды
7. Описание принципиальной электрической схемы
7.1 Описание работы принципиальной электрической схемы импульсной сигнализации водогрейного котла
7.2 Описание работы принципиальной электрической схемы защиты водогрейного котла
8. Расчеты автоматических устройств
8.1 Расчет сужающего устройства
8.2 Расчет регулирующего клапана
8.3 Расчет измерительной схемы потенциометра
Литература и нормативно-техническая документация
ообменный автоматизация водогрейный котел
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. В последние годы все большее внимание уделяется вопросам комплексной автоматизации промышленных котельных. И это не случайно: в какой энергетике сжигается свыше 50% всего топлива, добываемого в стране. Учитывая, что автоматизация процессов горения дает до 10% экономии топлива, становится ясным повышенный интерес к комплексной автоматизации котельных.
1. Характеристика объекта автоматизации
1.1 Описание технологического процесса
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 в следствии 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 (поз.7 рис. 1.1.) 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 (поз.1, рис.1.1) 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 (поз. 3 рис. 1.1). 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 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.
на входе в котел 75 0С;
на выходе из котла 150 0С.
на входе 16 кгс/см2;
на выходе 10 кгс/см2.
Давление газа перед горелками 2330 кгс/м2.
Ширина котла 3,84 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.
1.3 Характеристика применяемых в процессе материалов
Исходные продукты – вода, воздух, газ. Готовый продукт – горячая вода.
Вода – жидкость, не имеющая цвета и запаха. Химическая формула – H 2 O . 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 O 2 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 CH 4.
Жаропроизводительность газа2040 0С. Плотность газа – в 2 раза легче воздуха. Теплота сгорания: QH =8500 ккал/м3, Q В=9500 ккал/м3. Пределы воспламенения: нижний 5%, верхний 15%.
В состав воздуха входят:
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.
Похожие страницы:
Электрооборудование здание для содержания 414 телок с автоматизацией водогрейного котла ВЭП-
. мероприятий осуществляемых на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. Среди . варианта технологического процесса, подлежащего автоматизации. В связи с тем, . разрабатываем схему автоматизации объекта. 9.2 Схема автоматизации водонагревателя ВЭП .
Перевод на природный газ котла ДКВР 20/13 котельной Речицкого пивзавода
. котельные, а также котельные с паровыми и водогрейными котлами. 1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ 1.1 Выбор производительности и типа котельной . необходимого для обслуживания средств автоматизации. Однако внедрение автоматизации и повышение при этом .
Построение современных систем автоматизации теплоэнергетического оборудования на базе свободно-программируемых контроллеров (ПЛК)
. раздел. 2.1. Цели и задачи дипломного проектирования. Цель дипломного проектирования: разработка проектного решения по . отказов разработанного щита автоматизации. Список литературы. Зыков А. К. Паровые и водогрейные котлы: Справочное пособие. —М.: .
Производственно-отопительная котельная установка с паровым котлом и водяным экономайзером
. процессов и возможность их автоматизации. Недостаток – неустойчивость работы . парового или теплопроизводительности водогрейного котла. Снижения потерь теплоты . расчёта котлоагрегата необходимо при проектировании и реконструкции теплогенерирующих установок .
Проектирование участка сборки-сварки корпуса клиновой задвижки для автоматической сварки
. данные для проектирования 61 5.3 Проектирование компоновочной схемы 62 5.4 Проектирование конструктивных . снижением трудоемкости за счет автоматизации процесса сварки; 2. Высокое . РД2730.940.102-92. Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и горячей .
Читайте также: