- •Введение.
- •Описание объекта управления.
- •Воздухоподогреватель и ввто.
- •Описание и анализ существующей сау.
- •Разработка требований к сау. Описание существующей системы автоматизации.
- •Регулятор топлива.
- •Средства измерения.
- •6. Организация внешних соединений сау.
- •7. Выбор структуры регулятора.
- •Принципы автоматического регулирования.
- •8. Разработка функциональной схемы регулятора.
- •9. Организация безударных переходов в сау.
- •10. Разработка электрической схемы сау.
Введение.
Выбор того или иного способа управления технологическим процессом во многом зависит от типа производственного процесса и структуры промышленного предприятия. Производственный процесс - совокупность процессов труда и естественных процессов, направленных на создание материальной продукции.
Производственный процесс может состоять из технологических операций различных типов: непрерывных, дискретных и др. Тот или иной тип технологического процесса определяет способ управления как основными, так и вспомогательными операциями и процессами объекта управления. Таким образом, целесообразность создания АСУ, глубину охвата производства средствами автоматизации, выбора структуры системы управления, алгоритмов ее функционирования и комплекс технических средств определяется в первую очередь типом классификации производства.
Улучшение динамических и энергетических показателей можно достигнуть, благодаря использованию микропроцессорных средств, позволяющих реализовать алгоритмы управления практически любой сложности. Наряду с этим, применение микропроцессорных средств упрощает выполнение функций диагностики и защиты, позволяет снизить габариты устройств управления, повысить их экономичность и технологичность.
Описание объекта управления.
В качестве объекта управления был выбран котёл паровой БКЗ 75 – 39 ГМА с естественной циркуляцией, который предназначен для получения пара с параметрами на выходе:
Р = 39 кгс/см и температурой t = 440 С при сжигании мазута марки М – 100 или природного газа.
Рис.1. Котельный агрегат.
1.Топочная камера.
2.Переходный газоход.
3.Опускная конвективная шахта.
4.Двухступенчатый пароперегреватель.
5.Водяной экономайзер.
6.Двухступенчатый воздухоподогреватель.
В котле происходит нагрев воды, её испарение и нагрев образовавшегося пара.
Котельный агрегат – однобарабанный, с естественной циркуляцией, с камерным сжиганием топлива, имеет П – образную компоновку (рис 1) и состоит из топочной камеры, переходного газохода и опускной конвективной шахты. Топочная камера котлоагрегата является восходящим ходом газа. В конвективной шахте установлен в рассечку двухступенчатый воздухоподогреватель и водяной экономайзер. В горизонтальном газоходе расположен двухступенчатый пароперегреватель, где пар достигает своих выходных параметров t = 440 С .
Между первой и второй ступенями пароперегревателя установлен пароохладитель впрыскивающего типа. Основное топливо – природный газ.
Основным элементом котла является барабан – паросборник, с внутренним диаметром 1500 мм.
К арматуре котла относится: воздухоуказательные приборы, задвижки, вентили, краны и предохранительные клапаны.
К гарнитуре котла относятся: каркас котла, лестницы, обмуровка, лазы и взрывные клапаны.
паропроизводительность |
|
75 т/ч |
|||||||||||||||||||||||||
давление в барабане |
|
43 атм |
|||||||||||||||||||||||||
давление перегретого пара |
|
39 кгс/см2 |
|||||||||||||||||||||||||
температура перегретого пара |
|
4400С |
|||||||||||||||||||||||||
температура газов на выходе из топки: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
- при работе на газе |
|
12010С |
||||||||||||||||||||||||
|
- при работе на мазуте |
|
11700С |
||||||||||||||||||||||||
температура питательной воды |
|
1450С |
|||||||||||||||||||||||||
объём топочной камеры |
|
400,3 м3 |
|||||||||||||||||||||||||
глубина топки |
|
5,14 м |
|||||||||||||||||||||||||
ширина топки |
|
5,9 м |
|||||||||||||||||||||||||
высота топки |
|
13,2 м |
|||||||||||||||||||||||||
поверхность нагрева: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
- экранов |
|
211 м2 |
||||||||||||||||||||||||
|
- пароперегревателя |
|
560 м3 |
||||||||||||||||||||||||
|
- водяного экономайзера |
|
1070 м2 |
||||||||||||||||||||||||
|
- воздухоподогревателя |
|
2135 м2 |
||||||||||||||||||||||||
водяной объём котла |
|
23,7 м3 |
|||||||||||||||||||||||||
паровой объём котла |
|
11,2 м3 |
|||||||||||||||||||||||||
топливо |
|
природный газ |
|||||||||||||||||||||||||
теплотворная способность |
|
8400 ккал/нм3 |
|||||||||||||||||||||||||
метан |
|
98 % |
|||||||||||||||||||||||||
азот |
|
1,6 % |
|||||||||||||||||||||||||
углекислота |
|
0,38 % |
|||||||||||||||||||||||||
коэффициент избытка воздуха в топке |
|
1,1 |
|||||||||||||||||||||||||
температура уходящих газов: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
- при работе на газе |
|
1360С |
||||||||||||||||||||||||
|
- при работе на мазуте |
|
1860С |
||||||||||||||||||||||||
температура холодного воздуха |
|
300С |
|||||||||||||||||||||||||
температура горячего воздуха |
|
2760С |
|||||||||||||||||||||||||
потеря тепла с уходящими газами |
|
4,629 % |
|||||||||||||||||||||||||
потеря тепла с химическим недожогом |
|
0,5 % |
|||||||||||||||||||||||||
потеря тепла в окружающую среду |
|
0,8 % |
|||||||||||||||||||||||||
КПД брутто котла |
|
94,071 % |
|||||||||||||||||||||||||
Расчётный расход топлива |
|
7600 м3/ч |
Котел оборудован:
1.Трубопроводами топлива.
2.Эликтрифицированной арматурой, исполнительными механизмами и электродвигателями.
3.датчиками и приборами контроля теплотехнических параметров.
Исполнительные механизмы , датчики и приборы контроля теплотехнических параметров образуют согласно функциональной принадлежности и пространственного расположения, следующие технологические (функциональные) подсистемы котла:
1.топливопроводов и газовоздухоходов(ТГВ);
2.нижних газо-мазутных горелок при работе на газе (НГОР);
3.верхних газо-мазутных горелок при работе на газе (НГОР);
4.трубопроводов питательной воды и пара.
Состав и характеристика основного оборудования.
Топочная камера.
Топочная камера имеет призматическую форму с размерами в свету 5190*5900 мм. Стены топочной камеры полностью экранизированы трубами Æ 60*3 мм со следующими шагами: на задней и боковой стенках – 100 мм, на фронтовой – 150 мм. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров, два из них образуют вторую ступень испарения.
Водоподводящие трубы экранов выполнены из труб Æ 83*4 мм, коллекторы экранов из труб Æ219*16 мм. Контур фронтального экрана образован следующим образом: вода из барабана по 6 водоопускным не обогреваемым трубам поступает в коллектор экрана, подъем пароводяной смеси в барабан по 35 экранным трубам.
В контур заднего экрана вода поступает из барабана восемью водоопускным трубами в коллектор экрана, по 53 подъемным трубам пароводяная смесь поступает в барабан. В нижней части топочной камеры трубы заднего экрана образуют наклоненный под углом 12 к горизонтали, закрытый шамотным кирпичом “под”. В верхней части топочной камеры трубы заднего экрана образуют 3 ряда фестона с продольным шагом 200 мм, поперечным – 300 мм.
Каждый боковой экран состоит из трех контуров циркуляции.
В первую ступень испарения включены фронтовые и задние панели экранов. Водоподводящие трубы из барабана подают воду в коллекторы панели: к каждой фронтовой панели - 6 труб, задней - 2 трубы. Фронтовая панель имеет 28 подъемных труб, задняя панель - 9 труб. Трубы задних панелей боковых экранов в верхней части топочной камеры образуют первый ряд фестона.
Два контура циркуляции второй ступени испарения образуют средние панели боковых экранов. Котловая вода поступает из барабана в выносные циклоны (Æ 377мм) одной водоподводящей трубой, из циклона двумя трубами в нижний коллектор панели, пароводяная смесь по 12 экранным трубам собирается в верхний коллектор панели и двумя пароотводящими трубами Æ83*4 мм поступает в циклон. Отсепарированный пар из циклона двумя трубами Æ83*4 мм поступает в барабан котла. Водоподводящие и экранные трубы в барабане к коллекторам приварены. Водоподводящие трубы Æ83*4 мм у барабана имеют насадки Æ108*4,5 мм. Крепления труб экранов на отметке 5795 мм производится следующим образом: к каркасу котла приваривается уголок, к нему привариваются тяги, которые крепятся к каждой трубе.
Трубы заднего экрана на отметке 10050 мм и трубы фронтового и боковых экранов на отметке 10780 мм крепятся к каркасу при помощи приваренных к трубам планок в виде крючков, к каркасу же привариваются крючки труб. Трубы заднего экрана, образующие “под”, крепятся тремя парами уголков, скрепленных между собой при помощи шпилек и гаек.
Нижние коллекторы экранов крепятся к каркасу направляющими опорами и имеют возможность перемещаться при расширении. Коллекторы фронтового и заднего экранов между собой сварены планками. Верхние коллекторы боковых экранов крепятся к каркасу котла хомутами.
Трубы парового экрана на отметках 3500 мм и 4300 мм имеют разводки под горелки. На фронте котла расположены в два ряда 6 горелок по 3 в ряд.
Барабан и паросепарационное устройство.
Котел имеет барабан с внутренним диаметром 1500 мм, толщиной стенки 40 мм и длиной цилиндрической части 8200мм. Барабан изготовлен из листовой стали и лежит на двух роликовых опорах, допускающих его свободное удлинение при расширении. На котле применена 2-х ступенчатая схема испарения.
Пароперегреватель и пароохладитель.
На котле установлен конвективный пароперегреватель вертикального типа. Из барабана пар отводится 65 трубами Æ38*3мм, которые закрывают потолок топки и горизонтального газохода. Потолочные трубы непосредственно переходят в змеевики первой ступени пароперегревателя (второй по ходу газов). Движение пара в ступени противоточное.
Водяной экономайзер.
На котле установлен водяной экономайзер кипящего типа, предназначенный для нагрева питательной воды уходящими газами. Экономайзер гладкотрубный, состоящий из 2-х ступеней, изготовленных из труб Æ32*3мм (сталь 20).
Змеевики горизонтальные, расположены параллельно фронту котла. Трубы расположены в шахматном порядке с продольным шагом 110 мм, поперечным – 75 мм. Движение среды в экономайзере противоточное.