Реферат: Автоматизация парового котла ДКВР 20 - 13

Государственныйкомитет РФ по высшему образованию

Пермский государственныйтехнический университет

Кафедра электрификации иавтоматизации

горных предприятий

Группа ЭПУ-01КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Автоматизация парового котлаДКВР 20 — 13

Выполнил: студент Сопов С. А.

Проверил: преподаватель Сажин Р.А.

Пермь 2005 г.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Разработ.

Сопов С.А.

Проверил

Сажин Г.С.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

ЭПУ-01

<img src="/cache/referats/21163/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175">Содержание

1. Краткое описание котельной.

2. Автоматизация парового котла.

Обоснование необходимости контроля, регулирования и сигнализации технологических параметров.

3. Выбор системы автоматизации

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240">КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОЙ

<img src="/cache/referats/21163/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649 _x0000_s1650 _x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683">
КотельнаяТеплогорского литейно-механического завода предназначена для выработки параотпускаемого для приготовления горячей воды и отопления цехов. Система теплоснабжениязакрытая. Топливом для котельной служит газ теплотой сгорания Qн= 8485 ккал/м3. Котельная оборудованадвумя котлами ДКВР — 20/13 без пароперегревателей. Производительность котла всоответствии с расчетными данными 28 т/час. Давление пара 13 кгс/см2. Максимальное количество тепла,выдаваемого котельной в виде горячей воды составляет 100%. Возврат конденсата10% . Исходная вода для питаниякотлов — речная осветленная или артезианская. Котельный агрегат ДКВР — 20/13 рис.3комплектуется одноходовым чугун

Рис.1Котел марки ДКВР.

1-экранные трубы; 2- верхний барабан; 3- манометр; 4- предохранительные клапаны;5- трубы питательной воды; 6- сепаратор пара; 7- предохранительная пробка; 8-камера догорания; 9- перегородки; 10- конвективные трубки; 11- обдувочное устройство; 12- нижнийбарабан; 13- продувочный трубопровод.

<img src="/cache/referats/21163/image006.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1684">нымэкономайзером системы ВТН с трубами длиной 3м. Регулятор питания установлен доВЭК, неотключаемый как по газу, так и по воде. Предусмотрена сгонная линия савтоматическим устройством для ограничения повышения температуры воды после ВЭКвыше 1740С. Движение газовв экономайзере сверху вниз. Газы из экономайзера направляются к дымососу, установленномув стенах котельной. Дутьевой вентилятор монтируется под котлом. Забор воздухавентилятором осуществляется по металлическому воздуховоду. Нагнетательный воздух к горелочномуустройствам проходит в фундаменте котла. Котел оборудован тремя газомазутнымигорелками ГМГП рис.2.

Номинальная тепловая мощность горелки ГМГП-120- 1,75 МВт. Она предназначена для совместного сжигания газа и мазута. Распылмазута обеспечивается водяным паром. Горелка снабжена диффузором (6), задающимугол раскрытия факела, и имеет раздельные газовые (4) и мазутные (5) сопла.Воздух подается в межсопловое пространство. Благодаря утопленному положениюсопел на выходе горелки создается эжекционный эффект. Конструкция горелкиобеспечивает легкий розжиг печи при пуске установки

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260">(подачатолько газа), хорошее смешение распыленного жидкого топлива с воздухом, подсосдымовых газов в корень факела (эжекционный эффект). Подача воздуха вмежсопловое пространство (между потоков газа и жидкого топлива) создает условиядвухстадийного сжигания топлива.

На рис.2показан профиль пламени форсунки ГМГП-120 с двухфронтальным сгоранием топлива.Первичный воздух подается в межсопловое пространство с коэффициентом избыткавоздуха ~1,0 и смешивается с жидким топливом. Испарившееся горючее и кислородвоздуха поступают во внутренний фронт горения, где происходит неполное сгорание.Продукты химического недожо<img src="/cache/referats/21163/image009.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1687">гапрактически полностью сгорают во внешнем фронте пламени. Кислород во внешнийфронт последнего поступает диффузией из воздуха, подсасываемого через амбразуруфорсунки в топочное пространство. Суммарный коэффициент избытка воздуха а составляет1,10–1,15. Кроме этого, за счет эжекционного эффекта в корень факела подсасываютсядымовые газы, понижая содержание кислорода в подаваемом в межсопловое пространствовоздухе, что приводит к понижению температуры горения на 50–70°С.
Понижение температуры горения замедляет скорость химических реакций и приводитк заметному удлинению факела пламени. Учитывая, что в технологической печиоколо 80% тепла передается радиацией, то радиационный тепловой поток остаетсяпрактически неизменным и сохраняется тепловой баланс печи.

Котлы ДКВРсостоят из следующих основных частей: двух барабанов (верхний и нижний);экранных труб; экранных коллекторов ( камер ).

Барабаны котлов на давление 13 кгс/см2имеют одинаковый внутренний диаметр ( 1000 мм ) при толщине стенок 13 мм.

Для осмотра барабанов и расположенных в нихустройств, а также для очистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы; укотла ДКВР-20 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнегобарабана.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнембарабане установлены два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. Укотлов с длинным барабаном водоуказательные стекла присоединены кцилиндрической части барабана, а у котлов с коротким барабаном к переднемуднищу. Из переднего днища

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

верхнегобарабана отведены импульсные трубки к регулятору питания. В водяном пространствеверхнего барабана находятся питательная труба, у котлов ДКВР 20-13 с длиннымбарабаном — труба для непрерывной продувки; в паровом объеме — сепарационныеустройства. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодическойпродувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спускаводы.

Боковые экранные коллекторы расположены подвыступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Длясоздания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранногоколлектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, азадний конец — перепускной трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по переднимопускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питаниябоковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнембарабане, увеличивает кратность циркуляции.

Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляютиз стали 51´

2.5 мм.

В котлах с длинным верхним барабаном экранныетрубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image011.gif" v:shapes="_x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320"> Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 мм,шаг задних и фронтовых экранов — 80 ¸

130 мм.

Пучки кипятильных труб выполнены из стальныхбесшовных гнутых труб диаметром 51´

2.5 мм.

Концы кипятильных труб паровых котлов типаДКВР прикреплены к нижнему и верхнему барабану с помощью вальцовки.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит засчет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе ктопке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в заднихтрубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Топочная камера в целях предупреждениязатягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потери с уносом ( Q4 — от механической непол

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image012.gif" v:shapes="_x0000_s2311 _x0000_s2312 _x0000_s2313 _x0000_s2314 _x0000_s2315 _x0000_s2316 _x0000_s2317 _x0000_s2318 _x0000_s2319 _x0000_s2320 _x0000_s2321 _x0000_s2322 _x0000_s2323 _x0000_s2324 _x0000_s2325 _x0000_s2326 _x0000_s2327 _x0000_s2328 _x0000_s2329 _x0000_s2330">нотысгорания топлива), разделена перегородкой на две части: топку и камерусгорания. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омываюттрубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке.

Технологические параметры .

Таблица 1

Параметр

ед.изм.

min

норма

max.

Производительность

т/ч

19,5

20,0

20,5

Температура перегретого пара

180

195

210

Давление в барабане котла

МПа

1,2

1,30

1,4

Температура питательной воды после экономайзера

140

150

175

Содержание О в отходящих газах

1,33

1,40

1,47

Температура отходящих газов

180,5

190,0

199,5

Давление газа перед горелками

МПа

0,0475

0,0500

0,0525

Разрежение в топке

мм.вод.ст.

4,75

5,00

5,25

Уровень в барабане относительно его оси

мм

-100

+100

2.АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПАРОВОГО КОТЛА

Обоснование необходимости контроля, регулирования исигнализации технологическихпараметров.

Регулирование питания котельных агрегатов и регулированиедавления в барабане котла главным образом сводится к поддержанию материальногобаланса между отводом пара и подачей воды. Параметром характеризующим баланс,является уровень воды в барабане котла. Надежность работы котельного агрегатаво многом определяется качествомрегулирования уровня. При повышении давления, снижение уровня ниже допустимыхпределов, может привести л нарушению циркуляции в экранных трубах, в результатечего произойдет повышение температуры стенок обогреваемых труб и их пережег.

Повышение уровня также ведет к аварийным последствиям, так как возможен заброс воды в пароперегреватель,что вызовет выход его из строя. В связи с этим, к точности поддержаниязаданного уровня предъявляются оченьвысокие требования. Качество регулирования питания также определяетсяравенством подачи питательной воды. Необходимо обеспечить равномерное питание котла водой, так какчастые и глубокие изменения расхода питательной воды могут вызвать значительныетемпературные напряжения в металле экономайзера .

Барабанам котла сестественной циркуляцией присуща значительная аккумулирующая способность,которая проявляется в переходныхрежимах. Если в стационарном режиме положение уровня воды в барабане котла определяетсясостоянием материального баланса, то в переходных режимах на положение уровнявлияет большое количество возмущений. Основными из

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360">нихявляются.изменение расхода питательной воды, изменение паросъема котла при изменении нагрузки потребителя, изменение паропроизводительности приизменении при изменении нагрузки топки,изменение температуры питательной воды.

Регулирование соотношения газ-воздух необходимо как чистофизически, так и экономически. Известно, что одним из важнейших процессов, происходящихв котельной установке, является процесс горения топлива. Химическая сторонагорения топлива представляет собой реакцию окисления горючих элементов молекулами кислорода. Для горенияиспользуется кислород, находящийся в атмосфере. Воздух в топку подается в определенномсоотношении с газом посредством дутьевого вентилятора. Соотношение газ-воздухпримерно составляет 1.10. При недостатке воздуха в топочной камере происходит неполное сгорание топлива. Несгоревший газ будет выбрасываться в атмосферу, что экономически и экологическине допустимо. При избытке воздуха в топочной камере будет происходить охлаждение топки, хотя газбудет сгорать полностью, но в этомслучае остатки воздуха будут образовывать двуокись азота, что экологическинедопустимо, так как это соединение вредно для человека и окружающей среды.

Система автоматического регулирования разряжения в топкекотла сделана для поддержания топки под наддувом, то есть чтобы поддерживать постоянство разряжения(примерно4мм.вод.ст.). При отсутствии разряжения пламя факела будет прижиматься, чтоприведет к обгоранию горелок и нижнейчасти топки. Дымовые газы при этом пойдут в помещение цеха, что делаетневозможным работу обслуживающего персонала.

В питательной воде растворены соли, допустимое количествокоторых определяется нормами. В процессе парообразования эти соли остаются вкотловой воде и постепенно накапливаются. Некоторые соли образуют шлам –твердое вещество, кристаллизующееся в котловой воде. Более тяжелая часть шламаскапливается в нижних частях барабана иколлекторов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image014.gif" v:shapes="_x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380">Повышениеконцентрации солей в котловой воде выше допустимых величин может привести к уносу их в пароперегреватель. Поэтому соли,скопившиеся в котловой воде, удаляются непрерывной продувкой, которая в данномслучае автоматически не регулируется. Расчетное значение продувкипарогенераторов при установившемся режиме определяется из уравнений балансапримесей к воде в парогенераторе. Таким образом, доля продувки зависит ототношения концентрации примесей в водепродувочной и питательной. Чем лучше качество питательной воды и вышедопустимая концентрация примесей в воде, тем доля продувки меньше. Аконцентрация примесей в свою очередь зависит от доли добавочной воды, в которуювходит, в частности, доля теряемой продувочной воды.

Сигнализация параметров и защиты, действующие на остановкотла, физически необходимы, так как оператор или машинист котла не в силах уследитьза всеми параметрами функционирующегокотла. Вследствие этого может возникнуть аварийная ситуация. Например при упуске воды из барабана, уровень воды внем понижается, вследствие этого может быть нарушена циркуляция и вызванпережег труб донных экранов. Сработавшая без промедления защита, предотвратитвыход из строя парогенератора. При уменьшении нагрузки парогенератора,интенсивность горения в топке снижается. Горение становится неустойчивым иможет прекратиться. В связи с этим предусматривается защита по погашениюфакела.

Надежность защиты в значительной мере определяетсяколичеством, схемой включения и надежностью используемых в ней приборов. Посвоему действию защиты подразделяются на действующие на останов парогенератора;снижение нагрузки парогенератора; выполняющие локальные операции.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image015.gif" v:shapes="_x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400">Согласновышеперечисленного автоматизация работы парового котла должна осуществляться последующим параметрам: по поддержанию постоянного давления пара;

по поддержанию постоянного уровняводы в котле;

по поддержанию соотношения«газ — воздух»;

по поддержанию разрежения втопочной камере.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image016.gif" v:shapes="_x0000_s2051 _x0000_s2052 _x0000_s2053 _x0000_s2054 _x0000_s2055 _x0000_s2056 _x0000_s2057 _x0000_s2058 _x0000_s2059 _x0000_s2060 _x0000_s2061 _x0000_s2062 _x0000_s2063 _x0000_s2064 _x0000_s2065 _x0000_s2066 _x0000_s2067 _x0000_s2068 _x0000_s2069 _x0000_s2070">3. ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1.Дляавтоматизации работы котла выбираем программируемый контроллер семействаМИКРОКОНТ-Р2.

Программируемые контроллеры МИКРОКОНТ-Р2имеют модульную конструкцию, что позволяет произвольно наращивать числовходов-выходов в каждой точке управления и сбора информации.

Высокая вычислительная мощностьпроцессора и развитые сетевые средства позволяют создавать иерархические АСУ ТПлюбой сложности.

3.2.Конструктивноеисполнение микроконтроллера МИКРОКОНТ.

Данныймикроконтроллер имеет модульную конструкцию (рис. 4)

Все элементы (модули) семействавыполнены в закрытых корпусах единого исполнения и ориентированы на установку вшкафах.

Присоединениемодулей ввода/вывода (EXP) к модулю вычислителя (СРU) выполняется с помощьюгибкой шины расширения (плоский кабель) без использования шасси ограничивающеговозможности расширения и снижающего гибкость при компоновке

Рис.4

В состав данного микроконтроллера входятследующие модули:

Модуль процессора.

CPU-320DS центральный процессор, RAM-96 K, EPROM-32 K, FLASH32 K, SEEPROM512.

Модули ввода-вывода

Bi/o16 DC24 дискретныйввод/вывод,16/16 =24 В,Iвх=10мА,Iвых=0,2 А;

Bi 32 DC24 дискретныйввод, 32 сигнала =24 В, 10 мA;

Bi16 AC220 дискретныйввод, 16 сигналов ~220 В, 10 мА;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

<img src="/cache/referats/21163/image019.gif" v:shapes="_x0000_s2071 _x0000_s2072 _x0000_s2073 _x0000_s2074 _x0000_s2075 _x0000_s2076 _x0000_s2077 _x0000_s2078 _x0000_s2079 _x0000_s2080 _x0000_s2081 _x0000_s2082 _x0000_s2083 _x0000_s2084 _x0000_s2085 _x0000_s2086 _x0000_s2087 _x0000_s2088 _x0000_s2089 _x0000_s2090">Bo32 DC24 дискретныйвывод, 32 сигналов =24 В, 0,2 А;

Bo16 ADC дискретныйвывод, 16 сигналов ~220 В, 2,5 А;

MPX64 коммутатордискретных входов, 64 входа, =24 В, 10 мА;

Ai-TC 16аналоговых входов от термопар;

Ai-NOR/RTD-1 20аналоговых входов i или U;

Ai-NOR/RTD-216 входов i или U, 2 термопреобразователейсопротивления;

Ai-NOR/RTD-312 входов i или U, 4 термопреобразователейсопротивления;

Ai-NOR/RTD-48 входов i или U, 6 термопреобразователейсопротивления;

Ai-NOR/RTD-54 входа i или U, 8 термопреобразователейсопротивления;

Ai-NOR/RTD-610 термопреобразователей сопротивления;

PO-16 пульт(дисплей — 16 букв, 24 клавиши).

Модули ввода — вывода имеют разъемыввода-вывода с зажимами под винт, совмещающие функции разъемов и клеммныхсоединений, которые упрощают объем оборудования в шкафу и обеспечивают быстроеподключение/ отключение внешних цепей.

Пульт оператора

РО-04 — пульт для установки на щит. ЖКИ — индикатор (2 строки по 20 знаков), встроенная клавиатура (18 клавиш),возможность подключения 6-ти внешних клавиш, интерфейс RS232/485, питание = нестабилизированное 8¸

15 В;

РО-01 — портативный пульт. ЖКИ — индикатор (2строки по 16 знаков), клавиатура, интерфейс RS232/485, питание: а) = 8¸

15 В; б) батарея.

Для подготовки и отладки прикладныхпрограмм автоматизации технолог

еще рефераты

Еще работы по технике

Реферат по технике

Проект электрической осветительной установки бройлерного цеха

29 Августа 2013

Реферат по технике

Расчёт мощности судовой электростанции

29 Августа 2013