Проект автоматизації котельної установки в колективному підприємстві “Меткабель”

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Диплом

Проект  автоматизації котельної  установки в колективному підприємстві “Меткабель” 

 

 

    1. Загальна частина 

    1.1. Вступ

    Автоматизація котельної — це забезпечення потрібного режиму роботи устаткування за допомогою засобів автоматики. У залежності від рівня використання цих засобів автоматизація може бути повною, комплексною і частковою.

    У залежності від виконуваних автоматичними пристроями функцій розрізняють наступні основні види автоматизації:

1. вимірювання і контроль витрат газу і води котельної установки;
2. сигналізація температури води;
3. керування температурою води;
4. регулювання витрат газу і води котельної установки;
5. захист від перегріву та перевищення тиску котельної установки.

    Автоматичне вимірювання і  контроль витрат газу і води котельної установки виконується за допомогою засобів вимірювання безупинно, періодично контролювати кількісні і якісні показники технологічного процесу.

    Автоматична (технологічна) сигналізація температури води призначена для передачі сигналів, що інформують обслуговуючий персонал (оператора, диспетчера) про стан технологічного обладнання і відхилення параметрів, що контролюються.

    Сигналізація  буває світловою і звуковою, а за інформацією:

• попереджувальною — сигналізація моменту пуску обладнання, початку технологічного процесу і т.д.;
• виконавчою — контроль виконання розпоряджень обслуговуючого персоналу.
• аварійною — повідомлення обслуговуючому персоналу про порушення виробничого процесу.

    Автоматичне керування температурою води призначене для пуску і зупинки котлів, насосів, вентиляторів, димососів і т.д. По ступені участі людини у включенні і відключенні пристрою автоматичного керування поділяють на напівавтоматичні й автоматичні.

    У першому випадку приведення в дію автоматичного пристрою проводиться шляхом натискання на кнопку чи поворотом ручки ключа з пульта керування (дистанційне керування) чи безпосереднє біля агрегату (місцеве керування).

    В другому випадку імпульси посилаються датчиками, що контролюють режим роботи. Наприклад, автоматичне включення підживлюючого насоса при витіканні води з мережі. Автоматичне регулювання витрат газу і води котельної установки призначене для підтримки  

без участі людини протягом заданого проміжку часу з потрібною точністю заданих режимів технологічного процесу.

    У залежності від характеру виміру задаючого впливу, розрізняють системи автоматичного регулювання стабілізації, програмного регулювання і спостереження.

    У системах стабілізації задаючий вплив, постійнмй, у системах програмного регулювання він змінюється по раніше заданому законі, а в слідкуючих системах, він також змінюється, але закон зміни раніше не відомий і задачею системи є забезпечення спостереження за регульованою величиною по мірі зміни задаючої величини.

    Автоматичний  захист від перегріву та перевищення тиску призначений для запобігання ушкоджень устаткування при виникненні передаварійних режимів. Пристрої автоматичного захисту припиняють контрольований процес (наприклад, процес горіння шляхом відсічення подачі газу) або забезпечують інші міри ліквідації небезпеки (відкривають запобіжні клапани для зниження тиску в котлі і т.п.).

    Автоматичний  захист, контроль і сигналізація витрат води та газу на котельнях зв'язані між собою. Спочатку подається сигнал про відхилення контрольованого параметра від заданого значення, а потім, коли відхилення перевищить припустимий рівень, спрацьовує автоматичний захист (відсікається подача газу) і видається відповідний сигнал.

    Тема  дипломного проекту є актуальною і економічно доцільною. Економічний ефект від впровадження проекту на КП “Меткабель” одержано за рахунок кращого контролю витрат котельної установки ( газу, води). Введення нових більш економічних засобів.

 
1.2. Характеристика технологічного процесу

    Котельна  установка в колективному підприємстві “Меткабель” являє собою складне технічне спорудження. Вона складається з котлового агрегату і допоміжного котлового устаткування, розміщеного в приміщенні котельні чи поза нею, яке призначено для виробництва пари з необхідними параметрами, для отримання гарячої води, чи того й іншого одночасно.

    До  складу котлового агрегату входять: паровий (водогрійний) котел ДКВР1, топка, паронагрівач, водяний економайзер, повітропідігрівник, обмуровування, каркас зі сходами і площадками, а так само арматура і гарнітура.

    До  допоміжного устаткування відносяться: тягодутьові і живильні пристрої, устаткування водопідготовки, паливоподачі, а також контрольно вимірювальні прилади і системи автоматизації.

      

    Технологічний процес одержання пари здійснюється в наступній послідовності. Паливо за допомогою газомазутных пристроїв вводиться в топку, де воно і згоряє. Повітря, необхідне для згоряння палива, подається в топку дутьевым вентилятором при штучній тязі чи підсмоктується через колосникові ґрати — при природній тязі.

    Для поліпшення процесу згоряння палива і підвищення економічності роботи котлоагрегата повітря перед подачею в топку попередньо підігрівається димовими газами в повітропідігрівнику.

    Димові  гази, віддавши частину свого тепла радіаційним поверхням нагрівання, розміщеним у топковій камері, надходять у конвективну поверхню нагрівання, прохолоджуються і димотягом видаляються через димар в атмосферу.

    Водопровідна вода проходить через катіонітові фільтри водопідготовки, зм'якшується і далі надходить у деаераційну колонку, де з неї видаляють агресивні гази (0₂ і СО₂) і стікає в бак деаерованної води. З бака живильної води вона живильним насосом подається в паровий котел.

    Пройшовши по поверхнях нагрівання, вода випаровується і під робочим тиском пари збирається у верхньому барабані. З котла пар подається в загалькотловий паровий колектор і відтіля подається споживачам. 

1.3. Характеристика і  аналіз існуючих  схем автоматичного  контролю і регулювання

    Комплект  випускається модернізованим у двох модифікаціях: КСУ-1-Г-2 — для водогрійних котлів теплопродуктивністю до 1 Гкал/година, що працюють на газі низького тиску. КСУ-1-Г-3 — так само на газі середнього тиску. 

    Рис.1.1. Принципова схема комплексу засобів керування КСУ-1-Г: 1 — шафа комплексу; 2, 3 — відсікачі, клапани, що відтинають; 4 - клапан-відсікач запальника; 5, 17 -виконавчі

механізми; 6 - реле температури;  

    7, 10, 11, 18 реле тяги, напору, тиску; 8 - електрозапальник; 9 - котушка запалювання; 12 - пальник; 13 - контрольний електрод; 14 – манометр електроконтактний; 15, 16 - термометри манометричні; Т1 — табло .Аварія"; Т2 — табло „Робота"; Л1-Л14 — лампи: Л! — .Мережа", Л2 — .Немає полум'я", ЛЗ — .Розрідження низьке", Л4 — „Тиск повітря низький", Л5 — .Тиск води низький", Л6 — .Тиск води високий", Л7 — „Температура води висока", Л8 — .Тиск газу низький", Л9 — „Тиск газу високий", Л10 — .Комплект несправний", Л11 — „Немає резервування", Л12 — .Температура газів, що ідуть, висока", Л13 - „котел відключений загалькотловим пристроєм", Л14 - „включено"; К 1-К 5 - кнопки: К1 - „пуск", К2 - .Стоп", КЗ — .Відключення звукової сигналізації", К4 — „Виключення сигналізації світлової", К5 — .Контроль сигналізації"; П1 перемикач „Работа з загалькотловим пристроєм"; ЛС-1 — „Мережа живлення 380/220В", 50 Гц, ЛС-2 — „Сигнали диспетчеру (а — „Включення  напруги живлення", б — „Аварія"), ЛС-3 — .Дистанційне керування (у — „Пуск", м — „Зупинка", д — „Включенне регулювання"), ЛС-4 — .Сигнали від загалькотлового пристрою регулювання" (е — „Пуск-стоп", ж — .Мале горіння — велике горіння").

    Комплект засобів керування КСУ-1-Г забезпечує:

• двопозиційне регулювання і підтримку в заданих межах (температури води на виході з котла, подачі повітря в відповідності з подачею газу, розрідження в топці);
• автоматику безпеки котла (подача газу до котла припиняється 
  при:

    відхиленні тиску газу від заданих значень; зниженні тиску повітря; зниженні розрідження; загасанні полум'я пальника; підвищенні температури гарячої води; чи підвищенні зниженні тиску води; несправності комплекту; підвищенні напруги);