close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Poyasnitelnaya zapiska(139)

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ"
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
Специальность 220301: Автоматизация технологических
процессов и производств
Автоматизация котла
ПТВМ - 180
Пояснительная записка
КП 220301.10.00.00 ПЗ
Руководитель проекта: Выполнил студент Иванова В.А. группы 302: Михайлов Д.А.
2013
Содержание
Введение...................................................................4 1. Общая часть1.1 Описание технологического процесса1.1.1 Описание технологического процесса по структурной схеме........................................................................61.1.2 Основные данные о перерабатываемых веществах........81.1.3 Описание основного аппарата, эскиз..........................132. Специальная часть2.1 Выбор регулируемых параметров................................152.2 Выбор контролируемых, сигнализируемых параметров и параметров защиты и блокировки.................................162.3 Выбор системы приборов.......................................242.4 Выбор конкретных типов и модификаций приборов.........253. Расчётная часть........................................................294. Мероприятия по охране окружающей среды....................355. Монтаж прибора......................................................376. Список используемой литературы.................................40
ВВЕДЕНИЕ.
Под автоматизацией понимают применение методов и средств автоматики для управления производственными процессами.
Понятие "управление производственным процессом" подразумевает целенаправленное воздействие на этот процесс, которое обеспечивает оптимальный или заданный режим его работы.
Процесс управления складывается из многих элементарных операций, которые по их назначению можно объединить в три группы: получение и обработка информации о фактическом состоянии управляемого технологического процесса; анализ полученной информации и принятие необходимого решения о воздействии на процесс; осуществление принятого решения, т.е. воздействие на технологический процесс изменением материальных или энергетических потоков.
Автоматизация производства - этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.
Автоматизация котельной обеспечивает требуемый режим работы оборудования с помощью средств автоматики, при этом в зависимости от уровня сложности автоматизация может быть: полной (автоматизация всего оборудования с выводом обслуживающего персонала и сведением его функций к периодическому наблюдению за работой оборудования и устранению возникающих неполадок), комплексной (автоматизация всего оборудования при его эксплуатации с постоянным обслуживающим персоналом), частичной (автоматизация отдельных агрегатов или даже частей).
Качество получаемой продукции зависит от ряда величин, определяющих нормальное протекание производственного процесса. Поэтому при построении автоматических систем регулирования необходимо прежде всего определить величины, подлежащие регулированию и контролю.
Автоматизация котлов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.
Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в котле (питание водой, горение, нагрев воды и др.).
Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать котельную установку, а так же переключать и регулировать её механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.
Теплотехнический контроль над работой котла и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в котельной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.
Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при пусках и остановках механизмов парогенераторной установки, а так же в случаях срабатывания технологической защиты.
Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования, предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния котла и его вспомогательного оборудования. Применяются световая и звуковая сигнализации.
Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда.
Эксплуатация котла должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 1.1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЯ ЕГО ПО СТРУКТУРНОЙ СХЕМЕ.
Водогрейный котёл - котёл для нагрева воды под давлением. "Под давлением" обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше и атмосферного давления).
Водогрейные котлы применяются в основном для нужд теплоснабжения в частных домах, на котельных различной мощности и на ТЭЦ. В последнем случае они обычно используются как пиковое оборудование в дни максимальных тепловых нагрузок, а также для резервирования тепла от отборов турбины.
Котёл водогрейный газомазутный предназначен установки в отопительных котельных в качестве основного источника теплоснабжения для получения горячей воды температурой 150 °С, используемой в системах отопления, горячего водоснабжения промышленного и бытового назначения.
Котел - прямоточный с П-образной сомкнутой компоновкой поверхностей нагрева. Топка котла полностью экранирована трубами Ø60x3 мм, расположенными с шагом S=64 мм, и оборудована шестью газомазутными горелками МГМГ - 6, установленными встречно на боковых стенках. Котёл ПТВМ-180 оборудован 20 газомазутными горелками МГМГ-8 - по восемь с каждой стороны.
Котлы ПТВМ-180 предназначены для повышения температуры воды, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, а также в качестве отопительных котлов; в системах вентиляции и горячего водоснабжения.
Рисунок 1. Структурная схема технологического процесса.
1.1.2 ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ О ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ ВЕЩСТВАХ.
Природный газ
Основным компонентом природного газового топлива является метан-СН4, содержание которого в отечественном природном газе может достигать 98-99% (по объему). Для метана Qн составляет 8500 ккал/м3, а Qв-9500 ккал/м3.
Кроме метана в составе газового топлива, в общем случае, могут содержаться: тяжелые углеводороды этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12, сероводород Н2S, углекислый газ (диоксид углерода) СО2, азот N2. Азот и углекислый газ образуют негорючую часть газового топлива (балласт).
Основные свойства метана: метан не имеет цвета, вкуса, запаха, оказывает удушающее действие на организм человека, по токсикологической характеристике метан относится к веществам 4 класса опасности по ГОСТ12.1.007-76; плотность метана составляет 0,72-0,75 кг/м3 (т.е. меньше плотности воздуха, которая равна 1,29 кг/м3); температура воспламенения - составляет около 600°С и зависит от соотношения количества газа и воздуха в газовоздушной смеси, давление, под которым находится смесь, и других факторов; максимальная температура горения метана составляет 2000-2100°С; пределы воспламенения-минимальная или максимальная объемная концентрация метана в неподвижной смеси с воздухом (кислородом), достаточная для воспламенения её от источника зажигания - составляет: нижний предел 5% по объему, верхний - 15%.
По физико-химическим показателям природные горючие газы должны соответствовать требованиям и нормам ГОСТ5542-87 "Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения".
В газовое топливо вводят вещество с сильным характерным запахом, называемое одорантом, для обнаружения газа в воздухе по запаху. В качестве одоранта применяется этилмеркаптан - С2Н5SH. Этилмеркаптан по степени воздействия на организм человека относится ко 2 классу опасности (является высокоопасным веществом) по ГОСТ12.1.007-76.
По сравнению с другими видами топлива газовое топливо имеет преимущество: является наиболее благоприятным для смешения с воздухом, необходимым для горения, так как и топливо, и воздух находятся в одинаковом (газообразном) агрегатном состоянии; для доставки природного газа к потребителю не нужен транспорт, а также не требуется склад в пределах города для хранения газа; ; поскольку при сжигании газа не образуется шлак, то нужен транспорт для его вызова; условия труда обслуживающего персонала при использовании в котельных газа улучшаются, чище становятся территории вокруг котельных и воздушный бассейн в городах; газовое топливо не требует подготовки перед сжиганием, как твердое (дробление, сортировка) или жидкое (подогрев, перекачка к месту горения), и позволяет наилучшим образом организовать процесс горения и автоматизировать регулирование расхода газа; при сжигании газа уменьшаются потери от химического недожога и отсутствуют потери от физической неполноты сгорания (вынос тепла со шлаком), по этой причине КПД котла на газообразном топливе, по сравнению с котлом на твердом топливе при прочих равных условиях, оказывается выше. Основными недостатками газового топлива являются: повышенная взрывоопасность и пожароопасность газовоздушных смесей; природные газы оказывают удушающее действие на организм человека, а при неполном сгорании газа в продуктах сгорания образуется угарный газ (СО), который оказывает отравляющее действие на организм человека; газовое топливо обладает свойствами, которые определяют особые требования к конструкциям газового оборудования, устройству и установке горелок, правилам обслуживания газоиспользующих установок.
Мазут
Жидким природным топливом является нефть - ценное сырье, идущее на переработку и получение бензина, керосина, дизельного топлива. Мазут представляет собой продукт прямой перегонки нефти или высокотемпературной переработки её промежуточных фракций (крекинг-процесс). По способу производства различают прямогонные и крекинговые мазуты. Прямогонный мазут представляет собой смесь тяжелых нефтяных остатков прямой перегонки нефти. Мазут относится к высококалорийному топливу (Qн=9100 ккал/кг). По элементарному составу мазут характеризуется содержанием углерода С-87%, водорода Н-11%, кислорода О и азота N до 1%. По содержанию серы S мазут делят на два класса: малосернистый (с содержанием серы до 1%) и высокосернистый (2,5%). Мазут обычно содержит некоторое количество воды, которое увеличивается при разогреве в цистернах паром. В соответствии с ГОСТ10585-99 мазут подразделяют на марки: Ф5, Ф12 (флотский мазут); М40, М100 (на котельных). Эти цифры означают вязкость в условных градусах наиболее вязкого мазута данного сорта при температуре 50°С. Мазут бывает маловязким и высоковязким с большим содержанием смолистых веществ и парафина. Для поддержания вязкости мазута в пределах требований стандарта к тяжелому остатку подмешивают дистилляты. Мазут по степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности на ГОСТ12.1.007-76. Является резервным топливом.
Воздух
Атмосферный воздух представляет собой смесь газов следующего состава, в % (по объему): азот N2 - 78%, кислород О2 - 21%, инертные газы (аргон, неон, гелий, углекислый газ и др.) - 1%. Вблизи крупных промышленных городов в воздухе могут находиться и другие примеси, в том числе и вредные.
Азот и кислород не имеют цвета, вкуса и запаха. Азот не горит и горение не поддерживает. Кислород легко вступает в реакцию и является основным окислителем, обеспечивающим горение всех видов топлива. Плотность воздуха при 0°С и 760 мм рт.ст. равна 1,26 кг/м3. С ростом температуры плотность воздуха уменьшается.
В воздухе содержатся также водяные пары, количество которых меняется в зависимости от атмосферных условий. Чем выше температура, тем больше водяных паров содержит окружающий воздух. Каждому значению температуры соответствует максимальное количество водяных паров, которое может содержаться в воздухе, и определенное парциальное давление (давление газа (пара) в смеси, которое он оказывал бы при данной температуре, если бы он один занимал объем смеси) этих паров.
Температура, при которой начинается конденсация избыточного количества водяных паров, называется температурой "точки росы", а воздух, в котором начинается конденсация, называется насыщенным. Содержащиеся в воздухе водяные пары являются сильно перегретыми. Конденсация водяных паров происходит на поверхностях труб или сосудов, температура которых значительно ниже температуры окружающего воздуха. По этой причине температура воды на входе в экономайзер и в водогрейный котёл не должна быть меньше 70°С, т.к., в противном случае, водяные пары, содержащиеся в продуктах сгорания (отходящих газах), будут конденсироваться на поверхностях труб, что приведет к их коррозии (низкотемпературная коррозия). Температура "точки росы" для отходящих газов находится в пределах от 50 до 60°С. Для организации процесса горения к каждой грелке помимо топлива
должен поступать и воздух, предварительно очищенный от пыли и влаги. Воздух может использоваться для горения метана. Он берется из помещения котельной зимой и из окружающей среды летом. Подача воздуха к котлу осуществляется при помощи дутьевого вентилятора. Забор холодного воздуха производится в верхней части котельной. В зимний период воздух подогревается с помощью калориферов, установленных в коробах вентиляторов.
Вода
По химическому составу вода представляет собой соединение водорода - 11% и кислорода - 89%. Химическая формула воды - Н2О. Очищенная от всех примесей, вода является жидкостью без цвета, запаха и вкуса.
Вода обладает хорошей теплопроводностью и относительно низкой стоимостью. Она имеет большую теплоёмкость. Так, в системах теплоснабжения расчетная температура воды на выходе из котельной может быть 150°С, а на входе 70°С. Следовательно, 1 кг воды "переносит" 80 ккал. Удельную теплоёмкость воды, с достаточной для практических расчетов точностью, принимают равной 1ккал/(кг*°С) или 4,2 кДж/(кг*К). Малая вязкость воды обеспечивает небольшие, по сравнению с другими жидкостями, расходы энергии на ее перемещение. Она является практически несжимаемой жидкостью. Наименьший объем вода занимает при 4°С. Плотность воды составляет 1000 кг/м3.
Вода характеризуется наличием растворенных примесей и способностью расширяться при нагревании и замерзании.
Расширение воды при нагревании учитывают в системах трубопроводов установкой специальных устройств - мембранных расширительных баков закрытого типа.
Температура замерзания воды - 0°С. Замерзание воды в системах водоснабжения отопления при несоблюдении правил эксплуатации этих систем может явиться причиной разрыва труб и нагревательных приборов.
В зависимости от участка трубопроводов котельной, по которому проходит вода, она имеет разные параметры (температуру и давление), химический состав и название.
Исходная вода - от источника городской воды (водопровод, река, озеро и др.). Питательная вода - вода, прошедшая через систему водоподготовки и предназначенная для подачи в паровой котёл.
Водоподготовка включает в себя очистку воды от механических примесей, взвешенных частиц (песка, глины, остатков растений и др.) в резервуарах - отстойниках фильтрах, а также с помощью коагуляции. Кроме того, она предусматривает умягчение воды и деаэрацию (дегазацию). Для умягчения воды с целью предотвращения образования накипи используются ионитные натрий - катионитовые фильтры ХВО, а для удаления из воды коррозионно - активных газов (кислород, углекислый газ) применяется термическая деаэрация воды в специальных установках - деаэраторах.
Котловая вода - вода, циркулирующая по контурам котла и предназначенная для получения пара или горячей воды.
Продувочная вода - вода, удаляемая при продувке котла с целью поддержания заданного солесодержания котловой воды (содержит шлам и растворы солей). Продувкой называется отвод из котла части котловой воды и замена ее питательной. Подпиточная вода - вода, используемая для восполнения потерь в теплосети.
Сетевая вода - вода, циркулирующая в теплосети.
Конденсат - вода, полученная в результате охлаждения пара в теплообменниках.
Основные показатели качества воды для котельных и тепловых сетей: прозрачность, жёсткость, окисляемость, щёлочность, сухой остаток, концентрация водородных ионов (рН), содержание кислорода и диоксида углерода.
Качество используемой в котельной воды должно обеспечивать работу котлов и тепловых сетей без отложений накипи и шлама, без коррозионных повреждений и получение пара и горячей воды с содержанием в них вредных примесей, не превышающих допустимых норм.
1.1.3 ОПИСАНИЕ ОСНАВНОГО АППАРАТА, ЭСКИЗ.
Техническое описание водогрейных котлов ПТВМ-180
Котлы водогрейные предназначены для получения горячей воды температурой 150 °С в отдельно стоящих котельных, используемой в системах отопления, горячего водоснабжения промышленного и бытового назначения и на ТЭЦ.
Котлы ПТВМ-180 могут эксплуатироваться как в основном режиме, так и в пиковом (для подогрева сетевой воды) соответственно от 70 до 150 °С и от 110 до 150 °С.
Котлы имеют башенную компоновку: над вертикальной топочной камерой располагается конвективная поверхность нагрева. Топочная камера экранирована трубами Ø60х3 мм.
Конвективная поверхность нагрева котлов ПТВМ- состоит из восьми пакетов, набирается из U-образных ширм из труб Ø28х3 мм. Боковые стены конвективного газохода закрыты трубами Ø83х3,5 с шагом 128 мм и являются одновременно стояками конвективных полусекций.
Трубные системы котлов подвешиваются к каркасу за верхние коллекторы и свободно расширяются вниз. Котёл ПТВМ-180 оборудован 20 газомазутными горелками по восемь с каждой стороны. разделены на четыре группы. Группа горелок состоит из одной растопочной горелки и трех основных горелок. Растопочная горелка оснащена датчиком контроля факела и защитно-запальным устройством (ЗЗУ). Основные горелки воспламеняются от растопочной горелки. Контроль факела основных горелок ведется по контролю пламени растопочной горелке. Каждая горелка снабжена индивидуальным дутьевым вентилятором.
По согласованию котлы также могут быть оборудованы зарубежными и отечественными газовыми горелками соответствующей производительности (имеющими необходимые технические характеристики, сертификат соответствия и разрешение на применение Ростехнадзора).
Обслуживание горелочного устройства, его описание и технические характеристики приводятся в документации, прилагаемой к горелочным устройствам. Котлы имеют облегченную обмуровку и теплоизоляцию.
Рисунок 2 - Эскиз котла ПТВМ-180.
2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 ВЫБОР РЕГУЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ.
Водогрейный котел ПТВМ - 180 предназначен для нагрева воды, которая идет на нужды населения и промышленных предприятий.
Объектом управления является котельная установка, состоящая из котла, вентилятора и дымососа.
Показателем эффективности является температура прямой воды 150°С.
Цель управления - поддержание температуры прямой воды на заданном значении.
В объект управления поступают внешние и внутренние возмущающие воздействия. Внешние возмущающие воздействия возникают вследствие изменения входных параметров, а также параметров окружающей среды. Одним из важнейших параметров, которые могут привести к изменению протекания процесса, является изменение расхода прямой и обратной воды, воздуха, газа, давление прямой и обратной воды, воздуха, газа, температура прямой и обратной воды.
К внутренним возмущающим воздействиям относятся загрязнения и коррозия труб котла, которые устраняются путем остановки котла на ремонт.
Для достижения цели управления, ликвидации возмущающих воздействий и нормального ведения технологического процесса регулируют:
1. Давление газа с воздействием на подачу топлива;
2. Разрежение в топке котла с воздействием на направляющий аппарат дымососа.
2.2. ВЫБОР КОНТРОЛИРУЕМЫХ, СИГНАЛИЗИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ И БЛОКИРОВКИ.
Контролю подлежат все те параметры, знание текущих значений которых обеспечивает пуск, наладку и ведение технологического процесса. К таким параметрам относят регулируемые величины, нерегулируемые внутренние параметры, входные и выходные параметры, при изменении которых в объект могут поступать возмущающие воздействия, все параметры, изменение которых может привести к аварии или нарушению технологического процесса.
Контролируют:
- температуру прямой 140°С и обратной 110°С воды;
- давление газа перед горелками (перед первой 10 кПа, перед второй 10 кПа, перед третьей 10 кПа, перед четвертой 10 кПа);
- разрежение в топке 0,05 кПа;
- расход топлива 11400 м3/ч;
- расход прямой воды и обратной воды 4400 т/ч;
- контроль наличия пламени;
- содержание СО и СН4 в помещении котельной.
Сигнализируют:
- давление обратной воды;
- давление воздуха за вентилятором;
- давление топлива перед котлом;
- давление прямой воды;
- разрежение в топке;
- погасание факела на горелках;
- содержание СО и СН4 в помещении котельной.
В соответствии с Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления предусматривается ряд технологических защит и блокировок.
ЗАЩИТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОСТАНОВКУ КОТЛА:
- понижение давления обратной воды;
- погасание факела в топке;
- отключение дымососа;
- отключение дутьевого вентилятора;
- понижение давления газа.
ЗАЩИТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДАЧИ ТОПЛИВА К КОТЛУ ИЛИ ГОРЕЛКЕ:
- невоспламенение или погасание факела любой горелки растопочной группы при растопке котла без ПЗК у газовых горелок;
- невоспламенение или погасание факела всех газовых горелок, оснащённых ПЗК и ЗЗУ при растопке котла;
- невоспламенение или погасание факела газовой горелки, оснащённой ПЗК и ЗЗУ;
- превышение концентрации СО и СН4 ПДК р.з.
БЛОКИРОВКИ:
- запрет подачи топлива к котлу при не закрытии хотя бы одного устройства с электроприводом при подводе этого топлива перед горелкой;
- запрет розжига любой газовой горелки, не относящейся к растопочной группе, и все горелки растопочной группы не будут включены в работу - для котлов без ПЗК у газовых горелок;
- прекращение и запрет подачи топлива в горелку в случае полного закрытия шибера в подводе воздуха к этой горелке;
- запрет подачи топлива в горелку при отсутствии факела запального устройства этой горелки;
- запрет подачи топлива в горелку при наличии ложного сигнала от датчика факела горелки;
- запрет открытия второго запорного устройства по ходу топлива перед горелкой при неоткрытом первом;
- блокировка запорного устройства на трубопроводе безопасности газовой горелки.
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ЗАЩИТ И БЛОКИРОВОК.
Защиты, действующие на остановку котла
- Погасание факела в топке
Факел в топке контролируется на водогрейных котлах одним комплектом приборов.
Защита срабатывает, если все приборы, контролирующие факел в топке, зафиксировали его погасание. Она вводится автоматически, если все приборы контроля факела показали о наличие и выполнено одно из следующих условий:
1) При растопке на газе котлов, газовые горелки которых оснащены ПЗК и ЗЗУ - расход газа составляет 35% номинального.
2) При растопке на газе котлов, газовые горелки которых не оснащены ПЗК, открыты вторые запорные устройства на газе ко всем горелкам растопочной группы.
На газовых и газомазутных котлах, оснащённых ПЗК и ЗЗУ, с количеством горелок менее 8 допускается выполнение защиты с контролем факела каждой горелки. Защита срабатывает при погасании факела всех горелок и действует на останов котла. Защита вводится в начале растопки и выводится при остановке котла. При этом защита "Невоспламенение при растопке" не выполняется.
- Отключение дымососа
Защита срабатывает при отключении выключателя электродвигателя дымососа и действует на останов котла. Вводится автоматически при начале растопки и выводится при остановке котла или срабатывании защиты "Невоспламенение при растопке".
- Понижение давления газа
На действующих водогрейных котлах защита выполняется с одним датчиком. На вновь проектируемых котлах количество и схема включения датчиков определяется заводом. Давление контролируется за регулирующим клапаном на общем подводе газа к котлу. На котлах, работающих под наддувом, контролируется разность давлений: газа за регулирующим клапаном на общем подводе к котлу и дымовых газов в топке.
На котлах сжигающих, несколько видов топлива, защита действует на отключение подачи газа:
- закрытие задвижки и предохранительно-запорного клапана на подводе
газа к котлу;
- закрытие запорных устройств на подводе газа к каждой горелке;
- открытие запорного устройства на трубопроводе безопасности каждой горелки.
Кроме того, если газ является преобладающим топливом, защита действует на останов котла. Действие защиты на останов котла вводится автоматически на газовых котлах - при начале растопки.
ЗАЩИТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДАЧИ ТОПЛИВА К КОТЛУ ИЛИ ГОРЕЛКЕ
- Невоспламенение или погасание факела любой горелки растопочной группы при растопке котла без ПЗК у газовых горелок.
Защита срабатывает при погасании факела или невоспламенение газа в процессе розжига.
Контроль факела осуществляется через промежуток времени до 9 с. после начала открытия второго запорного устройства на подводе газа к данной горелке и продолжается, пока защита введена.
Защита действует на отключение всех запальных устройств и закрытие запорных устройств на общей линии подвода газа к ним, а также на отключении подачи всех видов топлива к котлу и горелкам: закрытие запорных устройств на подводе жидкого и газообразного топлива к котлу, запрет открытия первого устройства и закрытие обоих запорных устройств на трубопроводе безопасности каждой газовой горелки.
Защита вводится автоматически при давлении газа перед котлом, превышающим установку защиты. Защита вводится либо при вводе защиты "Погасания факела в топке".
- Невоспламенение или погасание факела всех газовых горелок, оснащённых ПЗК и ЗЗУ при растопке котла.
Защита срабатывает при отсутствии факела всех контролируемых горелок в топке. Защита действует на отключение всех запальных устройств и закрытие запорных устройств на общей линии подвода газа к ним, а также на отключение подачи всех видов топлива к котлу и горелкам: закрытие запорных устройств на подводе жидкого и газообразного топлива к котлу, запрет открытия первого устройства и закрытие обоих запорных устройств на подводе топлива к каждой горелке, отключение подачи твердого топлива в котел, открытие запорных устройств на трубопроводе безопасности каждой газовой горелки.
Защита вводится либо при закрытии задвижки на подводе данного топлива к котлу, либо при вводе защиты по погасанию общего факела в топке.
- Невоспламенение или погасание факела газовой горелки, оснащённой ПЗК и ЗЗУ.
Защита срабатывает при погасании факела горелки или невоспламения топлива в процессе розжига горелки. Действует на отключение запального устройства данной горелки, закрытие запорных устройств на подводе топлива к данной горелке.
- Превышение концентрации СО 5 ПДК р.з.
На каждые 200 м2 помещения котельного зала следует установить 1 датчик к прибору контроля, но не менее 1 датчика на каждое помещение.
Датчики приборов контроля необходимо устанавливать не ближе 2 м от мест подачи приточного воздуха и открытых форточек. При установке датчиков следует учитывать требования инструкции завода - изготовителя по монтажу, которой должно быть максимально исключено отрицательное влияние на точность измерения концентрации СО от движущихся потоков воздуха, относительной влажности в помещении котельной и тепловых облучений. Повторный пуск котла в работу производится после устранения причин повышенной концентрации. Блокировка
- Запрет подачи топлива к котлу при незакрытии хотя бы одного устройства с электроприводом на подводе этого топлива перед горелкой.
Запрет налагается на открытие запорной задвижки на подводе топлива к котлу при незакрытом положении хотя бы одного первого запорного устройства на подводе этого топлива к любой горелке.
- Запрет розжига горелки при растопке котла без вентиляции топки.
Запрет налагается на включение запальных устройств и на открытие первого запорного устройства по ходу топлива, на котором ведётся растопка, для всех горелок. Топка считается провентилированной. Если в течение промежутка времени не менее 10 мин. расход воздуха через котёл соответствовал 25% расхода при номинальной нагрузке, был включён электродвигатель дымососа рециркуляции газов и открытие его направляющей аппарата соответствовало нагрузке не менее 25%. На котлах, где газы вводятся в воздухоотводы, кроме того, должны быть полностью открыты клапаны на подводе воздуха к точке его смешения с газами.
В случае невозможности измерения расхода воздуха топка считается провентилированной, если в течение промежутка времени не менее 10 мин. Были включены электродвигатели дымососа, дутьевого вентилятора и дымососа рециркуляции газов и величина открытия их направляющих аппаратов соответствовала нагрузке не менее 25%.
Запрет вводится автоматически при превышении давления любого топлива, на котором может вестись растопка, уставки защиты по понижению давления этого топлива. Давление контролируется одним датчиком.
Запрет снимается, либо после окончания вентиляции, либо после останова котла или срабатывании защиты "Невоспламенение при растопке".
Если после того, как топка была провентилирована, отключились дымосос или дутьевой вентилятор, запрет налагается вновь.
-Запрет розжига любой газовой горелки, не относящейся к растопочной группе, и все горелки растопочной группы не будут включены в работу для котлов без ПЗК у газовых горелок.
Запрет налагается на открытие первого запорного устройства на подводе газа к каждой горелке, не относящейся к топочной группе, и на включение запальных устройств этих горелок.
Запрет вводится автоматически при превышении давления газа установки защиты по понижению давления газа.
Запрет снимается, если открыты вторые запорные устройства на подводе газа ко всем горелкам растопочной группы, либо введена защита "Погасание факела в топке".
- Прекращение и запрет подачи топлива в горелку в случае полного закрытия шибера в подводе воздуха к этой горелке.
Формируется команда на закрытие всех запальных устройств на подводе топлива к горелке и запрет открытия первого из них, если полностью закрыт шибер на подводе воздуха к этой горелке. Запрет вводится при начале растопки и выводится при останове котла.
-Запрет подачи топлива в горелку при отсутствии факела запального устройства этой горелки.
При незакрытой задвижке на подводе топлива к котлу налагается запрет на открытие первого по ходу топлива запорного устройства перед каждой горелкой, если есть информация об отсутствии факела запального устройства этой горелки.
Для горелок, разжигаемых при аварийном переводе котла на пониженную нагрузку, запрет отменяется при срабатывании защиты, переводящей котёл на эту нагрузку.
- Запрет подачи топлива в горелку при наличии ложного сигнала от датчика факела горелки.
Налагается запрет на открытие первого по ходу топлива запорного устройства перед горелкой, оснащённой ЗЗУ, если при закрытых первых запорных устройствах на подводе всех видов топлива к горелке есть информация о наличии факела этой горелки. Запрет снимается при вводе защиты "Погасание факела в топке".
- Запрет открытия второго запорного устройства по ходу топлива перед горелкой при неоткрытом первом.
При незакрытой задвижке на подводе топлива к котлу второе запорное устройства на подводе топлива к горелке не может быть открыто, если не открыто первое запорное устройство по ходу этого топлива. Со щита управления оба запорных устройства на подводе топлива к горелке могут управляться одним ключом, управление им по месту - раздельное.
- Блокировка запорного устройства на трубопроводе безопасности газовой горелки. Запорное устройство на трубопроводе безопасности автоматически открывается с запретом на закрытие, если закрыты оба запорных устройства на подводе газа к горелке.
Запорное устройство автоматически закрывается с запретом на открытие, если открыто первое запорное устройство по ходу газа к горелке.
2.3 ВЫБОР СИСТЕМЫ ПРИБОРОВ.
В данном проекте применена электрическая ветвь ГСП за счёт следующих преимуществ: высокая чувствительность связей; точность; быстродействие; дальность связи; обеспечение высокой схемной конструктивной унификации приборов.
Построение государственной системы приборов (ГСП) основано на применении определённых системно-технических принципов, позволяющих решать проблему обеспечения техническими средствами разнообразных систем контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Одна их важнейших задач, решаемых ГСП, состоит в создании ограниченной номенклатуры унифицированных устройств, способных максимально удовлетворить потребности народного хозяйства.
Устройства ГСП по роду вспомогательной энергии носителя сигнала в канале связи, применяемой для приёма и передачи команд управления, делятся на: электрические, пневматические и гидравлические. Устройства, питающиеся при эксплуатации энергией одного вида, образуют единую структурную группу в ГСП или ветвь ГСП. ГСП представляет собой нормализованный ряд унифицированных блоков, приборов и узлов, составленных из минимального числа блок-модулей, на основе которых строится любое устройство, входящее в ГСП.
ГСП предусматривает преобразование измеряемых параметров (температуры, давления и тому подобных) в единую форму информации, удобную для передачи на расстояние. Основные требования к изделиям ГСП, обеспечивающие их совместимость в автоматизированных системах управления указаны в государственных и отраслевых стандартах.
В ГСП нормируются также метрологические характеристики изделий: виды погрешностей, методы нормирования погрешностей отдельных устройств, классы точности и методы аттестации.
2.4 ВЫБОР КОНКРЕТНЫХ ТИПОВ И МОДИФИКАЦИЙ ПРИБОРОВ.
Первый контур осуществляет контроль температуры обратной воды 110°С при помощи биметаллического термометра прямого исполнения с жидким наполнением, длина верхней части 260 мм, нижней - 66 мм, с ценой деления 2°С, диапазон измерений от 0 до 200°С, с оправой защитной прямой, верхняя часть 285 мм, нижняя - 63мм.
Второй контур осуществляет контроль температуры обратной воды 140°С при помощи технического термометра прямого исполнения с жидким наполнением, длина верхней части 260 мм, нижней - 66 мм, с ценой деления 2°С, диапазон измерений от 0 до 100°С, с оправой защитной прямой, верхняя часть 285 мм, нижняя - 63мм.
Третий контур осуществляет многоточечный контроль с помощью следующего комплекта приборов: контроль температуры обратной воды 110°С при помощи термопреобразователя сопротивления медного ТСМ-0193-01-80 НСХ50М, длина погружаемой части 80 мм, класс допуска В, схема соединения трехпроводная; контроль температуры прямой воды 140°С при помощи термопреобразователя сопротивления медного ТСМ-0193-01-80 НСХ50М, длина погружаемой части 80 мм, класс допуска В, схема соединения трехпроводная; температура дымовых газов 138°С при помощи термопреобразователя сопротивления медного ТСМ-0193-01-80 НСХ50М, длина погружаемой части 80 мм, класс допуска В, схема соединения трехпроводная; многоканальный регистратор трехканальный Метран 910: входной сигнал по первому каналу НСХ50М, входной сигнал по второму каналу НСХ50М, входной сигнал по третьему каналу НСХ50М, выходной сигнал 4 - 20 мА.
Для отображения результатов измерений применен жидкокристаллический цветной дисплей (ЖКЦД) с размером по диагонали 10,4″(211,2˟158,4 мм). Разрешение экрана 640˟480 точек. Угол обзора в горизонтальной плоскости ±65°.
Прибор обеспечивает отображение результатов в виде:
- графика для группы каналов;
- графика для одного канала;
-вертикальных столбиковых диаграмм для группы каналов;
- цифровых показаний по всем каналам.
Четвертый контур осуществляет регулирование температуры прямой воды при помощи комплекта приборов: Контроллер; усилитель мощности трехпозиционный У-300; механизм электрический однооборотный МЭО-16/63-0,25У-94; клапан регулирующий 25с50нж, установленный на трубопроводе воды.
Пятый контур осуществляет сигнализацию и контроль давления газа при помощи измерителя давления многопредельного типа АДН-50.2 изм. от 0 до 25кПа.
Шестой ,Седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый контуры осуществляют контроль давления газа перед горелками (10 кПа) при помощи при помощи напоромера мембранного показывающего НМП-52, предел измерений от 0 до 60 кПа, класс точности 1,5. Четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, двадцатый, двадцать первый контуры осуществляют контроль давления газа перед горелками (0,6 кПа) при помощи при помощи напоромера мембранного показывающего НМП-52, предел измерений от 0 до 60 кПа, класс точности 1,5.
Двадцать второй контур осуществляет сигнализацию и контроль разрежения в топке 0,03кПа при помощи измерителя давления многопредельного типа АДН-0,25.2 изм. от 0 до 100кПа.
Двадцать третий контур осуществляет сигнализацию и измерение давления обратной воды 1,1 МПа при помощи манометра показывающего ДМ 2005СГ, диапазон показаний манометра 0 ÷ 2,5 Мпа класс точности 1,5.
Двадцать четвертый контур осуществляет сигнализацию и измерение давления прямой воды 1 МПа при помощи манометра показывающего ДМ 2005СГ, диапазон показаний манометра 0 ÷ 2,5 Мпа класс точности 1,5.
Двадцать пятый контур осуществляет регулирование давления газа 10кПа с помощью следующего комплекта приборов: Контроллер; Датчик избыточного давления Метран-100-ДИ 1133 верхний предел изм. 25кПа, класс точности 0.5, выходной сигнал 4-20mA; усилитель мощности трехпозиционный У-300; механизм электрический однооборотный МЭО-16/63-0,25У-94; клапан регулирующий 25с50нж, установленный на трубопроводе топлива.
Двадцать шестой контур осуществляет осуществляет регулирование давления разрежения 0,05кПа с помощью следующего комплекта приборов: Контроллер; Датчик давления-разряжения Метран-100-ДИВ 1310 , верхний предел измерения ±0,125кПа класс точности 0.5, выходной сигнал 4-20mA;
усилитель мощности трехпозиционный У-300; механизм электрический однооборотный МЭО-16/63-0,25У-94; клапан регулирующий 25с50нж, установленный на трубопроводе дымовых газов.
Девятнадцать седьмой контур осуществляет контроль расхода газа 11400 м3/ч при помощи следующего комплекта приборов: Контроллер; диафрагма камерная стандартная ДКС0,6-300; датчик разности давления Метран-100-ДД-1410, предельно допустимое рабочее избыточное давление 0,25 МПа, класс точности 0,5, выходной сигнал 4 - 20 мА.
Двадцать восьмой контур осуществляет контроль расхода прямой воды 4400 т/ч при помощи следующего комплекта приборов: Контроллер; диафрагма камерная стандартная ДКС10-300; сосуд конденсационный СК-4-1Б, условное давление 4 МПа; датчик разности давления Метран-100-ДД-1412, предельно допускаемое рабочее избыточное давление 4 МПа, класс точности 0,5, выходной сигнал 4 - 20 мА.
Двадцать девятый, тридцатый, тридцать первый, тридцать второй, тридцать третий, тридцать четвертый, тридцать пятый, тридцать шестой контуры осуществляют контроль наличия пламени перед горелками при помощи следующего комплекта приборов: фотодатчик низкочастотный ФДЧ; прибор контроля наличия пламени Ф34.2.
Тридцать седьмой контур осуществляет контроль наличия СО и СН4 в помещении котельной при помощи газоанализатора стандартного Хоббит-Т-1СО-1СН4 в комплекте: блок датчиков; блок сигнализации и коммутации.
Многоканальный регистратор четырехканальный Метран - 910. Входной сигнал по первому каналу - давление газа 10кПа, входной сигнал по второму каналу - давление разряжения 0,05кПа, входной сигнал по третьему каналу - расход газа 11400м3ч, входной сигнал по четвертому каналу - расход прямой воды 4400 т/ч.
Для отображения результатов измерений применен жидкокристаллический цветной дисплей (ЖКЦД) с размером по диагонали 10,4″(211,2˟158,4 мм). Разрешение экрана 640˟480 точек. Угол обзора в горизонтальной плоскости ±65°.
Прибор обеспечивает отображение результатов в виде:
- графика для группы каналов;
- графика для одного канала;
-вертикальных столбиковых диаграмм для группы каналов;
- цифровых показаний по всем каналам.
4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Защите окружающей среды уделяется в настоящее время исключительно большое значение во всём мире.
При сжигании на котельных органического топлива (угля, мазута, газа) в атмосферу выбрасываются продукты сгорания: зола, оксиды серы, газы, которые, накапливаясь в атмосфере в больших количествах, приводят к нарушению экологического равновесия и вызывают серьёзные последствия.
Для снижения выброса в атмосферу вредных веществ, котельные переводят на сжигание газового топлива и мазутного.
Для снижения концентрации вредных веществ в приземленном слое атмосферы дымовые газы выбрасываются через высокие трубы в верхние слои атмосферы. Высота трубы 185 метров.
С целью экономии водных ресурсов в проекте предусмотрена оборотная система водоснабжения котельной.
Для предотвращения загрязнения водного бассейна площадки, запроектированы очистные сооружения сточных вод. Сточные воды с примесью мазута отводятся с обвалованной территории резервуаров для мазута с площадки для слива мазута, а так же с площадки теплообменников мазутонасосной. Перед очистными сооружениями предусматриваются колодцы с отключающими задвижками и гидрозатвором. Очищенные стоки сбрасываются в сеть дождевой канализации. В целях защиты почвы, предусматривается: сбор мазута из очистных сооружений в металлическую бочку, установленную в мазутосборном колодце с последующей утилизацией на нужды котельной, удаление осадка из очистных сооружений после гидроциклонов в передвижной контейнер и вывоз автотранспортом, котельная экранирована от жилых застроек существенными зелеными ограждениями.
5. МОНТАЖ ПРИБОРА.
Регулирующий клапан.
Манометры. При внешнем осмотре приборов обращают внимание на наличие защитных колпачков на штуцерах предохраняющих внутренние полости манометров от загрязнения и резьбы от механических повреждений. Не допускается применять манометры, если истек срок их поверки; отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведения поверки; при отсутствии давления стрелка не возвращается к нулевой отметке, значение которой превышает половину допускаемой погрешности для данного манометра; разбито стекло или имеются другие повреждения, которые могут отразиться на правильности показания прибора. Манометры для измерения давления пара или горячей воды (рис.3) предохраняют от высокой температуры измеряемой среды, для чего последнюю подводят к прибору не прямой, а кольцеобразной или U-образной трубками. Устанавливают их на уровне не ниже места отбора давления. В противном случае в показание прибора необходимо вносить постоянную поправку на высоту столба жидкости мужду манометром и местом отбора.
Для продувки проверки манометров по контрольному манометру перед ними устанавливают трехходовые краны или вентили.
При изменении давления до 0,025мПа в чистых средах и при измерении давления нефтепродуктов, агрессивных и взрывоопасных сред трехходовые краны не применяют, а используют только вентили.
При монтаже манометров непосредственно на трубопроводах или технологическом оборудовании необходимо обеспечить герметичность соединений. Присоединительный ниппель и сам манометр уплотняют, прокладками из кожи, фибры, паронита, свинца, или отожженной меди. При дистанционном измерении давления и вакуума длина трубных соединительных линий для манометров, мановакуумметров и вакуумметров с одновитковой пружиной не должна превышать 100 м, с многовитковой и сильфоном -30м. Соединительную трубную линию у места отбора прокладывают с уклоном 1:50 в сторону технологического трубопровода или от него. На расстоянии 500 мм от места отбора устанавливают запорный вентиль. Соединительную трубную линию присединяют к манометру с помощью ниппеля и накидной гайки. Перед прибором устанавливают трехходовой кран для продувки соединительной трубной линии и проверки показаний манометра.
Электронные манометры и мановаккумметры устанавливают, как правило, на индивидуальных (рис.4) или групповых конструкциях. Монтировать их непосредственно на отборном устройстве запрещается, так как вибрации могут привести к ложному срабатыванию контактного устройства. Список используемой литературы.
1. Карауш С.А. Современные котлы малой и средней мощности: Учебное пособие. Томск: Издательство Томского государственного архитектурностроительного университета,2002
2. Комков В.А., Тимахова Н.С. Энергосбережение в ЖКХ: учебное пособие/ В.А.Комков, Н.С.Тимахова - СПб.: ЛАНЬ,2012
3. Сергеев А.В. Справочное пособие для персонала котельных: Тепломеханическое оборудование котельных/ А.В.Сергеев - СПб ЛАНЬ, 2012
4. Соколов Б.А. Контрольно-измерительные приборы и автоматика котлов: учебное пособие/ Б.А.Соколов - СПб.: ЛАНЬ, 2012
5. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления - СПб.: ДЕАН,2003
6. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. ПБ 03-576-03, 2012
7. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. ПБ 10-574-03, 2012
8. РД 12-341-00 9. РМ4-2-96 10. РМ4-206-95
11. РМ4-107-82
12. РМ4-6-92
13. Техническое описание и инструкция по эксплуатации регулирующий клапан.
14. ГОСТ 16.443-70
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
321
Размер файла
1 187 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska, 139
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа