Проект автоматизації котельної установки в колективному підприємстві “Меткабель”

    Формування  витримки часу t₆ (із застосуванням резервування) є найбільш відповідальною операцією, тому що з закінченням t₆ повинні обов'язково виникнути Z6=0 і Z6=1, а команда Z6=1 за допомогою елементів АКУД23 і А10/Д29 включає канал захисту по загасанню полум'я контрольованого по входу 1 (наприклад, запальника), і якщо полум'я виникло (запальник розпалився), через елемент А10/Д26 відкриває клапан № 6 (відсікач), закриває клапан безпеки. Починається відлік витримки часу 1у, необхідної для розпалювання полум'я (основного пальника), контрольованого по входу Z.

    По  закінченні і формується Z7 — 0 і Z7=1. По команді Z7=1 елемент А10/Д32 включає канали захисту по підвищенню і зниженню тиску палива, по загасанню полум'я, контрольованого по входу 2 (наприклад, основного смолоскипа), виключає блок запального пристрою і за допомогою елемента А10/Д31 включається регулятор розрідження "(елементи А10/ДЗЗ і А10^/Д34) у топці, якщо він передбачений пd технологічну схему. Одночасно починається відлік витримки  часу t_8.

    Після закінчення t₇ установлюються Z8 = 0 і Z8=1. По команді 28-1 на виході А10/Д27 виникає 0, па виході АЮ'ДЗО 1, у результаті чого елемент А10/Д18 за допомогою реле А12/ДО51 закриває клапан № 4 (запальники), а елемент А10/Д29 виключає канал 

      

захисту по загасанню полум'я, контрольованого по входу 1 (запальника). Якщо по технологічній схемі передбачена робота з постійно включеним послу моменту виникнення Z5=1 клапаном № 4 (запальником), перемичка Х4 у блоці БФВ не встановлюється, тому по команді 28=1 клапан № 4 і канал захисту по загасанню його полум'я не відключаються. З виникненням Z8=1 починається також відлік витримки часу -t необхідної для прогріву котла.

    З закінченням t₈ формуються Z9=0 і Z9=1. Команда 29=1 формує на виході А10/Д36 логічний 0, що в автономному режимі роботи (коли на вході А10/Д42 має місце 0) дозволяє проходження через елементи А10/Д39 і А10/Д41 сигналів з виходу тригера А10'Д40, керованого датчиками температури води, підключеними до клем 21 і 22 роз’єму XI. При цьому сигнали з виходів елемента А10/Д39 керують клапанами № 3 і № 6 («великого» горіння) за допомогою реле А12/КЮ.1 і А12/КИ.1, сигнали з виходів елемента А10/Д41 за допомогою реле А12/ДО7.1 і А12/ДО8.1 керують шибером димоходу (якщо немає регулятора розрідження) і повітряною заслінкою. Таким чином, включається в роботу регулятор температури води на виході казана. Одночасно за допомогою елементів А10/Д37, А10/Д35 і А10/Д38 виключається індикатор ПУСК, включається індикатор РОБОТА, виключається реле А11/К. 1 і включається реле А11/К2.1, що формують сигнали на верхній рівень керування про завершення програми пуску. У момент появи Z9=1 тригер А10/Д44 перекидається в стан 1, його вихідний сигнал за допомогою елемента А10/Д43 відключає реле А11/10.1, що своїм контактом знімає напруга харчування з блоків БПТ і БФК. Таким чином, блоки ці ставляться в режим збереження, що підвищує їхню довговічність. Тому що цей же сигнал тригера А10'Д44 надходить на входи елементів Д1, Д4, Д7, Д14, Д17, Д23, Д27, Д31, Д36 блоки БФВ, вихідні контакти всіх реле блоку БУС залишаються в станах, необхідних для роботи казана в базовому чи регулювальному режимах.

    При виникненні аварійної чи ситуації при зупинці котла за допомогою кнопки СТОП блоку БУС з лівого висновку обмотки пускового реле А7/ДО1.1 знімається позитивний потенціал, а при зупинці за допомогою органів зупинка пристрою верхнього рівня керування ланцюг обмотки пускового реле розривається з боку правого висновку обмотки. Але в будь-якому випадку реле А7/ДО1.1 виключаються, його контакти ДО1-2, ДО1.3 розмикаються, виникає Z10=1, у результаті чого тригер А10/Д44 встановлюється в стан 0, на виході елемента АШД43 формується 0 (Z1=0), включається реле

    А11/К10.1 і на блоки БФК і БПТ подається напруга живлення. Тому що при цьому всі Z1=0 (Г=2,..,., 9), відбувається вимикання каналів захисту, гасне лампа РОБОТА, виключається реле А11/К.2.1, закриваються клапани №1—№6 (контрольний газовий клапан, клапани  
«малого» і «великого» горіння, клапан-відсікач), виключається двигун форсунки .(при роботі на мазуті). Одночасно відкривається клапан безпеки, і якщо до зупинки тригер А10/Д20 знаходився в стані 1, відкривається шибер димоходу (при наявності регулятора розрідження включається механізм на відкриття шибера), відкривається шибер повітряної заслінки і залишається включеним димосос. Сигналом 21 = 0 тригер А8/Д21 підготовляється до переходу в стан 0. Включається в роботу канал попереджувальної сигналізації про не закриття клапана-відсікача (сигнал з виходу А10/Д46 надходить на вхід А7/Д6). Пари команд Z10 = Z11 = 1 запускає блок БПТ на відлік витримки часу t₉, необхідної для після зупинки вентиляції.

    По  закінченні t₉ формуються Z11 = 0, Z11 = 1. Якщо до цього моменту не було аварії димососа, а клапан-відсікач закрився, на виході А8/Д38 виникає 1, формується Z12=1, спрацьовує тригер А10<Д48 і за допомогою елемента А10/Д43 і реле АН'КЮЛ знімається напруга харчування з блоків БФК і БПТ, у результаті чого закриваються шибери димоходу, повітряна заслінка, відключаються двигуни вентилятора і димососа. Біли ж до виникнення Z11 = 1 було аварійне відключення димососа і (чи не закрився клапан-відсікач) Z12=0, харчування на блоках БФК і БПТ залишається, шибери і повітряна заслінка залишаються відкритими, виробляється природна вентиляція багнисті. При цьому горить індикатор ДЫМОСОС НЕ ПРАЦЮЄ і (чи) індикатор КЛАПАН ПАЛИВА НЕ ЗАКРИВСЯ. При працюючому димососі включений і вентилятор, тому що живлення пускача .вентилятора повинне вироблятися від пускача димососа.

    У тому випадку, якщо зупинка була почата до надходження команди Z5=1 (до відкриття клапана № 4), тригер А10/Д20 знаходиться в стані 0 і в процесі зупинки вентиляції топки не виробляється.

    4. Енергетична частина

      4.1. Розрахунок витрат енергоносіїв на засоби автоматизації

    В даному розділі відображено всі  розрахунки на витрату енергоносіїв на засоби автоматизації.

Таблиця 4.1

Споживання  електроенергії засобами автоматизації

    

      

 

    Щоб знайти витрату електроенергії на даний  засіб автоматизації, необхідно дізнатися, скільки часу працює комплект КСУМ на протязі доби, враховуючи, що 1 година на добу відводиться на простій.

    Отже, витрата електроенергії за добу становить:    

W_добова=W_д*t/1000  (кВт./год)                              (4.1.)   

де W_д – загальна потужність яку споживає комплект;

t – час роботи в добу;

50 Вт  •*23 год. =1150Вт/год.  або 1,15 кВт./год.           

    Щоб знайти витрату електроенергії за рік, нам потрібно помножити спожиту електроенергію за добу на 212 днів тому, що це сезон коли працює обладнання і помножимо на коефіцієнт, який враховує втрати в електромережі становить 0,9.

    Отже, одержимо:

W_добова=W_д*T*h       (кВт./год) (4.2.)

    T – кількість днів які обладнання працює в рік

    h - коефіцієнт втрат велектромережі

212 *1,15*0,9 =219,42 кВт • год/рік      

    5. Охорона праці

    5.1. Заходи техніки  безпеки в виробничій  дільниці 

    Наявність високого тиску і температури  води та пари у водогрійних і парових  установках створюють підвищену небезпеку при їх експлуатації. ДНАОП 0.00-1.08.94 “Правила будови і безпечної експлуатації парових і водогрійних колів”  встановлює вимогои до проектування, будови, виготовлення, монтажу, ремонту і експлуатації парових котлів, автономних перегрівачів і економайзерів з робочим тиском більше 0,07 МПА (0,07 кгс/см²), водогрійних колів і автономних економайзерів з температурою води вище 115⁰ С. Дані Правила не поширюються на котли з електричним підігрівом, коли з об’ємом парового і водяного простору 0,01 м³ (л) не перевищує 0,02 (200), пароперегрівачі трубних печех підприємств хімічної, нафтопереробної та нафтохімічної промисловості та деякі інші.

    Котли до пуску роботи повинні бути зареєстровані  в органах Держнаглядохоронпраці.

 

    

    Такої реєстрації не підлягають котли, у яких

    (t_s – 100) * V < 5,

    де       t_s – температура насиченої пари при робочому тиску, ⁰ С;

      V – водяний об’єм котла, м³.

    Кожен котел піддається технічному опосвідченню інспектором (експертом) органів Держнаглядохоронпраці  до пуску в роботу, періодично в процесі експлуатації, а в необхідних випадках – позачерговому опосвідченню. Технічне опосвідчення котлів складається із зовнішнього і внутрішнього оглядів (не рідше одного разу в 4 роки) та гідравлічного випробовування (не рідше одного разу в 8 роки). Мінімальна величина пробного тиску Р_п при гідравлічному випробуванні приймається:

• при робочому тиску р не більше 0,5 МПа (5 кгс/см²) Р_п = 1,5р, але не меньше 0,2 МПа;
• при робочому тиску р не більше 0,5 МПа   Р_п = 1,25р, але не меньше р±0,3 МПа.

    Час витримки під пробним тиском повинен  бути не меньшим ніж 10 хв. Після цього  тиск знижується до робочого, при якому  і проводиться огляд всіх зварних, вальцювальних, клепальних і роз’ємних з’єднань. Результати технічного опосвідчення записується в паспорт котла із зазначенням термінів наступного технічного опосвідчення.

    Основні заходи щодо запобігання аварій та вибухів спрямоване на точне дотримання норм експлуатації парових і водогрійних  котлів. Для забезпечення безпечних  умов і розрахункових режимів експлуатації та керування роботою всі котли повинні бути оснащені: запобіжними клапанами (не меньще двох); манометрами; термометрами; покажчиками рівня води (не меньше двох, за винятком прямоточних котлів); запірною та реглювальною апаратурою; приладами безпеки і пристроями, для живлення котлів водою.

    Парові  і вводогрійні котли при камерному  спалюванні палива повинні бути обладнані  автоматичними пристроями для припинення подачі палива у топку в наступних  випадках; погасання факела у топці; вимкнення всіх димососів; вимкнення всіх дуттєвих вентиляторів; зниження рівня води (для прямоточних котлів – витрати води через котел) нижче допустимого. На котлах необхідно встановити звукові сигналізатори верхнього і нижнього граничних рівнів води, які вмикаються автоматично.

    Причинами аварій (вибухів) балонів із зрідженим, стисненими та розчиненими газами є: дефекти та неточності, допущені при їх виготовленні (дефекти зварних швів, різьби вентиля, горловини балона); перевищення тиску газу в балоні внаслідок його заповнення понад норму; нагрівання балона під дією сонячних променів, нагрівальних приладів, відкритого вогню, надзвичайно швидкого наповнення газом; падіння та удари балонів; помилкове наповнення балону іншим газом; швидкий відбір газу з балона, який може викликати іскри в  

струмені  газу; попадання газу на вентиль  кисневого балона та інші. Нещасні  випадки (травмування), зазвичай, стаються при транспортуванні, завантаженні та падінні балонів.

    Основними причинами аварій при експлуатації парових та водогрійних котлів можуть бути: різке зниження рівня води внаслідок порушення герметичності системи; перевищення робочого тиску при несправних запобіжних пристроях та контрольно-вимірювальних пристроях; порушення водного режиму (утворення накипу внаслідок використання води); дефекти, допущені при виготовленні та ремонті котлів; зниження механічної міцності котлів в процесі експлуатації (корозія металу); поуршення правил експлуатації та режимів роботи котлів. Нащасні випадки, в основному, пов’язані з дотрканням до нагрітих поверхонь котлів та інших частин систем теплопостачання.