Описание технологического процесса конденсатора

Расход жидкости в трубопроводе от деаэратора до ПНД-4 контролируется с помощью комплекта средств автоматизации (поз. FIR-21), который включает в себя первичный измерительный преобразователь  (чувствительный элемент)  для измерения расхода, установленный по месту  (поз. FE 21–1); прибор для измерения давления с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. FT 21–2); преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. FY 21–3).

Температура конденсата, поступающего в деаэратор контролируется комплектом средств автоматизации (поз. TIR- 22), который включает в себя первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (поз. TE 22–1); преобразователь сигнала, установленный на щите (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический) (поз. TY 22–2).

 От надежной работы  деаэратора зависит надежность  работы питательных насосов и  блока в целом. Давление  конденсата в трубопроводе по направлению к насосам типа СН-А, Б контролируется  с помощью комплекта средств автоматизации (поз. PIR-35), который включает в себя прибор для измерения давления с дистанционной передачей показаний, установленный по месту  (поз. PT 35–1); преобразователь сигнала, установленный по месту  (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. PY 35–2).

Упрощённая схема автоматизации  представлена в приложении А.

Развёрнутая схема автоматизации  представлена в приложении Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор и обоснование  средств автоматизации

3.1 Анализ существующего  уровня автоматизации

 

В качестве регулирующего  контроллера на конденсационной  установке применяется контроллер Ремиконт Р-130.

 Ремиконт Р-130 – это малоканальный многофункциональный микропроцессорный контроллер, предназначенный для автоматического регулирования и логического управления технологическими процессами. Он предназначен для применения в электрической, энергетической, химической, металлургической, пищевой, цементной, стекольной и других отраслях промышленности.

Ремиконт Р-130 эффективно решает как сравнительно простые, так и сложные задачи управления. Благодаря малоканальности Ремиконт Р-130 позволяет, с одной стороны, экономичности управлять небольшим агрегатом и, с другой, - обеспечить высокую живучесть систем управления.

Ремиконт Р-130 имеет две модели – регулирующую и логическую. Регулирующая модель предназначена для решения задач автоматического регулирования, логическая модель – для реализации логических программ шагового управления.

Регулирующая модель Ремиконта Р-130 позволяет вести локальное, каскадное, супервизорное, многосвязное регулирование. Архитектура этой модели обеспечивает возможность вручную или автоматически включать, отключать, переключать и реконфигурировать контуры регулирования, причем все эти операции выполняются не зависемо от сложности структуры управления. В сочетании с обработкой аналоговых сигналов эта модель позволяет выполнять также логические преобразования сигналов и вырабатывать не только аналоговые или импульсные, но и дискретные команды управления.

Логическая модель Ремиконта Р-130 формирует логическую программу шагового управления с анализом условий выполнения каждого шага, заданием контрольного времени на каждом шаге и условным или без условным переходом программы к заданному шагу. В сочетании с обработкой дискретных сигналов эта модель позволяет выполнять также разнообразные функциональные преобразования аналоговых сигналов и вырабатывать не только дискретные, но и аналоговые управляющие сигналы.

Как регулирующая, так и  логическая модель Ремиконта Р-130 содержит средства оперативного управления, расположенные на лицевой панели контроллера. Эти средства позволяют вручную измерять режимы работы, устанавливать задание, управлять ходом выполнения программы, вручную управлять исполнительными устройствами, контролировать сигналы и индицировать ошибки.

Стандартные аналоговые и  дискретные датчики и исполнительные устройства подключается к Ремиконту Р-130 с помощью индивидуальных кабельных связей. Внутри контроллера сигналы обрабатываются в цифровой форме.

Ремиконты  Р-130, могут объединяться в локальную управляющую сеть «Транзит». Через сеть контроллеры могут обмениваться информацией цифровой форме по витой паре проводов. С помощью шлюза сеть «Транзит» может взаимодействовать с любым внешним абонентом, имеющим интерфейс RS232. Для решения задач с высокой надежностью Ремиконты Р-130 регулирующей и логической модели могут работать в режиме резервирования. В этом случае при отказе основного контроллера происходит переключение на резервный контроллер.

Ремиконт Р-130 программируемое устройство, но для работы с ним не нужны программисты. Процесс программирования сводится к тому, что путем последовательного нажатия нескольких клавиш из библиотеки, защитой в постоянной памяти, извлекаются нужные алгоритмы, эти алгоритмы объединяются в системы заданной конфигурации и в них устанавливаются требуемые параметры настройки.

С помощью встроенной батареи  запрограммированная информация сохраняется при отключении питания. Запрограммированная информация может быть записана в ППЗУ.

Ремиконт Р-130 представляет собой комплекс технических средств. В его состав входит центральный микропроцессорный блок контроллера и ряд дополнительных блоков. Центральный блок преобразует аналоговую и дискретную информацию в цифровую форму, ведет обработку цифровой информации и вырабатывает управляющие воздействия. Дополнительные блоки используются для предварительного усиления сигналов термопар и термометров сопротивления, формирование дискретных выходных сигналов на напряжение 220 В., организация внешних переключателей и блокировок и т. п.

В Ремиконт Р-130 встроены развитые средства самодиагностики, сигнализации и идентификации неисправностей, в том числе при отказе аппаратуры, выходе сигналов за допустимые границы, сбое в ОЗУ, нарушении обмена по кольцевой сети и т. п. Для дистанционной передачи информации об отказе предусмотрены специальные дискретные выходы.

Регуляторы уровня (РУ) в  барабане котла реализованы на двух микроконтроллерах Р-01 (основной) и Р-10 (резервный). Дополнительно для повышения надежности предусмотрен РУ, на аппаратуре «Каскад-2», выполняющий роль пусконаладочного РУ. Регулятора уровня на базе микроконтроллеров Р-130 обладают свойством динамической самобалансировки.

 Каждый из регуляторов  в ПНД и ПВД получает  импульс  по уровню в своем подогревателе  от датчика - дифманометра типа ДММ. Одновременно регулятор получает импульс от датчика перемещения ДП, соответствующей КДУ (жесткая обратная связь).

Регуляторы уровня в баке низких точек получают импульс от дифманометров – уровнемеров ДЭМ и по положению регулирующего клапана от датчика перемещения МЭО.

Для измерения температуры пара применяются хромель-алюмелевые термопары типа ТХА-284 (ТХА-0515). Сигнал по скорости измерения температуры за впрыском формируется электронным  дифференциатором типа ДЛТ на блоке № 10; Д-05.3 на блоке № 7; Д-05 с измерительным преобразователем Ш-72 на блоках № 6, 8, 9, 11. Электронные регуляторы используются типа РПИБ-Т на блоке № 10; Р-27.3 на блоке № 7; Р-27 с нормирующим преобразователем Ш-72 на блоках № 6, 8, 9, 11.

 

 

  3.2 Выбор современных технических средств автоматизации

3.2.1 Выбор и обоснование  средств измерения температуры

 

 

На основании параметров технологического процесса, температура жидкости в конденсаторе равна 36°С, температура конденсата в трубопроводе равна 34-36°С, температура в подогревателях ПНД (1, 2, 3, 4) равна 150-152 °С, температура в подогревателях высокого давления (ПВД - 6, 7,8) равна 155-161 °С, температура конденсата, поступающего в деаэратор равна150-152 °С. В качестве первичного измерительного преобразователя (чувствительного элемента) для измерения температуры выбираем термопреобразователь сопротивления медный ТСМ-0193 ( 3-1, 31-1, 32-1, 33-1, 34-1, 8-1, 9-1, 10-1, 22-1), предназначенный для измерения температуры жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности. Рабочий диапазон измеряемых температур: от-50°С до 180°С. Длина монтажной части, мм: 80, 100,120,160,200,250,320,400,500,630,800,1250,1600,2000,2500,3150. Материал защитной арматуры – сталь 12Х18Н10Т или 08Х13 [1].

В качестве нормирующего преобразователя  выбираем преобразователь измерительный Ш-703М1 (ТУ25-7528.0005-88 42 2713) (поз. 3-2, 31-2, 32-2, 33-2, 34-2, 8-2, 9-2, 10-2, 22-2),для преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления в унифицированные сигналы постоянного тока 0-5 или 4-20 мА или напряжения постоянного тока 0-10В. Быстродействие - 0,5с. Класс точности – 0,25. Питание переменным током, В – 220, 50Гц, 240, 60Гц. Потребляемая мощность, ВА, не более – 7. Габаритные размеры, мм. – 60х160х350, масса – не более 2,5 кг [2].

 

3.2.2 Выбор и обоснование средств измерения давления

 

 

На основании параметров технологического процесса, давление в конденсаторе не должно превышать  значения 1,5-1,7 МПа (15-17 кгс/), давление конденсата, поступающего на всас центробежных насосов типа 16 КСВ 11-4, не должно превышать значения 1,5-1,7 МПа (15-17 кгс/), давление пара в деаэраторе не должно превышать значения 1,5-1,7 МПа (15-17 кгс/), давление конденсата в трубопроводе по направлению к насосам типа СН-А,Б  не должно превышать значения 1,5-1,7 МПа (15-17 кгс/). В качестве прибора для измерения давления (разрежения) бесшкального, с дистанционной передачей показаний выбираем преобразователь измерительный избыточного давления САПФИР-22М-ДИ (ТУ25-2472.0049-89), модель 2150 (42 1281 5488) с верхним пределом измерения давления – 1,6 МПа, что не более чем на 25% выше номинального значения (поз. 1-1, 1-2, 6-1, 6-2, 19-1, 19-2, 35-1, 35-2), предназначенный для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами, а также обеспечения непрерывного преобразования избыточного давления нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал. Исполнение: виброустойчивое, сейсмостойкое, пылеводозащищенное. Предел допускаемой основной погрешности: 0,25; 0,5. Выходной сигнал – 0,5; 4,20 мА. Питание постоянным током – 36 В. Питание переменным током – 220 В, и частотой 50 Гц рекомендуется использовать блок питания 4БП-36. Габаритные размеры – 112х245х110 мм. Масса – 3 кг. [3].

3.2.3 Выбор и обоснование  средств измерения уровня

 

На основании параметров технологического процесса, давление в ПНД (1,2,3,4), в ПВД (6,7,8), в конденсаторе, и в деаэраторе не должно превышать значения 1,5-1,7 МПа (15-17 кгс/); температура жидкости в конденсаторе равна 36°С, температура конденсата в трубопроводе равна 34-36°С, температура в подогревателях ПНД (1, 2, 3, 4) равна 150-152 °С, температура в подогревателях высокого давления (ПВД - 6, 7,8) равна 155-161 °С, температура конденсата, поступающего в деаэратор равна150-152 °С; уровень в конденсаторе, в ПНД (1,2,3,4), в ПВД (6,7,8), в деаэраторе составляет Н=3200 мм. В качестве прибора для измерения уровня бесшкального, с дистанционной передачей показаний выбираем преобразователь измерительный уровня буйковый взрывозащищенный САПФИР-22ДУ-Вн (ТУ25-0472.0009-87) модель 2620 (42 1421 1488) с верхним пределом измерения 4,0 м. (поз. 4-1, 4-2, 11-1, 11-2, 13-1, 13-2, 15-1, 15-2, 17-1, 17-2, 23-1, 23-2, 25-1, 25-2, 27-1, 27-2, 29-1, 29-2), предназначенный для работы в системах контроля и регулирования уровня жидкости. Предел допускаемой основной погрешности: ± 0,5; ± 1%. Диапазон измерения температуры контролируемой жидкости от -50 до +120 ⁰С и от 200 до 450⁰С . Предельные значения выходного сигнала: 0 и 5 или 0 и 20, или 4 и 20 мА постоянного тока. Материал: мембраны исп. 01, 02 – 36НХТЮ; буйка, корпуса: исп. 01 – 08Х22Н6Т, исп. 02 – 12Х18Н10Т. Габаритные размеры: 292x307x 305 мм. Предельно допускаемое рабочее избыточное давления и масса: 4 МПа, 12,0 кг. Исполнение: О.Э.Т [4].

 

3.2.4 Выбор и обоснование  средств измерения расхода

 

На основании параметров технологического процесса, расход жидкости  в трубопроводе от деаэратора до ПНД-4 и расход конденсата равен 1000 кг/ч. Измеряемая среда – смесь: вода. В качестве прибора для измерения расхода бесшкального с дистанционной передачей показаний выбираем преобразователь измерительный разности давления САПФИР-22М-ДД (ТУ25-2472.0049-89) модель 2410 (42 1281 5504) с верхним пределом измерения 0,63 кПа, что не более чем на 25% выше номинального значения (поз. 2-2, 2-3, 21-1, 22-2), предназначенный для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечения непрерывного преобразования разности давлений жидкости и газа в унифицированный токовый сигнал. Исполнение: виброустойчивое, сейсмостойкое, пылеводозащищенное. Предельно допускаемое рабочее, избыточное давление: 4,0 МПа. Предел допускаемой основной погрешности: 0,5; 0,5; 0,25 0,5; 0,25 0,5. Выходной сигнал – 0-5, 4-20, 5-0, 20-4 мА. Питание постоянным током – 36 В. Питание переменным током – 220 В и частотой 50 Гц. Габаритные размеры – 205 х 225 х 185. Масса – 5,8 кг. В качестве первичного измерительного преобразователя используется диафрагма ДК6-350 (поз. 2-1, 21-1). Выбор диафрагмы камерной обусловлен следующими параметрами: условное давление равно 5,0 кгс/см²; диаметр условного прохода трубопровода равен 320 мм. [5].

 

 

3.2.5 Выбор и обоснование пусковой аппаратуры

 

В качестве кнопки выбираем выключатель кнопочный ВК50 (поз. 4-3, 11-3, 13-3, 15-3, 17-3, 19-3, 23-3, 25-3, 27-3, 29-3), предназначенный для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжением до 660 В, частотой 50 и 60 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В и применяются для комплектации панелей, пультов, постов и шкафов управления в стационарных установках. Номинальный ток: 10 А. Наличие фиксации: фиксация отсутствует. Степень защиты по ГОСТ 14255-69: IР54. Климатическое исполнение (УХЛ, Т) и категория размещения по ГОСТ 15150-69[6].

В качестве пускателя выбираем пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (ТУ25-02.120123-81 42 1898 0094 04) (поз. 4-4, 11-4, 13-4, 15-4, 17-4, 19-4, 23-4, 25-4, 27-4, 29-4), предназначенный для бесконтактного управления электрическим исполнительным механизмом с однофазным конденсаторным электродвигателем. Входной сигнал – 24 В постоянного пульсирующего тока, или замыкание ключей. Входное сопротивление – не менее 750 Ом[7].

 

4 Выбор системы сбора  данных и управления

4.1 Обзор применяемых на электростанциях ПТК

 

 

Экономический рост России требует постоянного роста производства электрической и тепловой энергии, повышения ее качества. Радикальным  способом решения проблемы энергодефицита является ввод в эксплуатацию новых объектов генерации.