Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Автоматизація котельні (котли ДКВР)
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Дипломна робота
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Дипломна робота
на тему:
Автоматизація котельні (котли ДКВР)
1. Загальна частина.
1.1. Вступ
Автоматика — це область теоретичних і прикладних знань про автоматично діючі пристрої і системи.
Термін „автоматика" походить від грецького „automatos" — „самодіючий" і вказує на те, що пристрій самостійний, без участі людини, виконує доручені операції.
Технічні пристрої, на які переводяться різні функції процесу керування, є автоматичними чи пристроями, засобами автоматики.
Використання методів і засобів автоматики для перетворення неавтоматичних процесів в автоматичні називається автоматизацією.
Автоматизація котельні — це забезпечення потрібного режиму роботи устаткування за допомогою засобів автоматики. У залежності від рівня використання цих засобів автоматизація може бути повною, комплексною і частковою.
При повній автоматизації обслуговуючий персонал відсутній і його функції зведені до періодичного нагляду за роботою устаткування і виправленню виникаючих ушкоджень.
При комплексній автоматизації обслуговуючий персонал постійно доглядає за роботою устаткування.
При частковій автоматизації автоматизовані окремі агрегати або їх частини.
Експлуатація котелень без засобів автоматики забороняється.
У залежності від виконуваних автоматичними пристроями функцій розрізняють наступні основні види автоматизації:
вимірювання і контроль;
сигналізація;
керування;
регулювання;
захист.
Автоматичне вимірювання і контроль дозволяють за допомогою засобів вимірювання безупинно, періодично контролювати кількісні і якісні показники технологічного процесу.
Автоматична (технологічна) сигналізація 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 обслу говуючого персоналу.
аварійною — повідомлення обслуговуючому персоналу про порушення виробничого процесу.
Автоматичне керування 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 призначене для підтримки без участі людини протягом заданого проміжку часу з потрібною точністю заданих режимів технологічного процесу.
У залежності від характеру виміру впливу, що задає, розрізняють системи автоматичного регулювання стабілізації, програмного регулювання і спостереження.
У системах стабілізації вплив, що задає, постійно, у системах програмного регулювання воно змінюється по раніше заданому законі, а в системах, що стежать, воно також змінюється, але закон зміни раніше не відомий і задачею системи є забезпечення спостереження за регульованою величиною по мірі зміни величини, що задає.
Автоматичний захист призначений для запобігання ушкоджень устаткування при виникненні передаварійних режимів. Пристрої автоматичного захисту припиняють контрольований процес (наприклад, процес горіння шляхом відсічення подачі газу) чи забезпечують інші міри ліквідації небезпеки (відкривають запобіжні клапани для зниження тиску в котлі і т.п.).
Автоматичний захист, контроль і сигналізація 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.
1.2. Опис і технічна характеристика технологічного процесу.
Сучасна котлова установка 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 готування гарячої води, чи того й іншого одночасно.
До складу котлового агрегату входять: паровий (водогрійний) котел, 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, паливоподачи, 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.
Сира водопровідна вода проходить через катіонітові фільтри, 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.
По призначенню котлові установки розділяються на опалювальні, виробничо-опалювальні й енергетичні.
Тепловий баланс котлоагрегату
При спалюванні палива в котлоагрегаті не вся кількість тепла, що виділилося в топці, корисно використовується для нагріву води чи одержання пари. Частина тепла губиться з газами, що відходять, хімічним і механічним недопалом і ін. Тому основна задача при експлуатації полягає в зниженні цих утрат до мінімуму.
Тепловим балансом котлоагрегату називається розподіл тепла використаного палива на корисно використовуване тепло і теплові втрати, що виникають у процесі роботи котлової установки. Він складається на 1 кг твердого (рідкого) чи палива 1 м газоподібного палива. Спрощений тепловий баланс котлоагрегату записується у виді рівняння:
при спалюванні твердого палива:
Qрн = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (1.1.)
при спалюванні рідкого і газоподібного палива:
Qрн = Q1 + Q2 + Q5 + Q3 (1.2.)
Якщо обидві частини рівнянь розділити на Орн і помножити на 100, то одержимо рівняння балансу в процентному відношенні:
100 = q1+ q2 + q3 + q4 + q5 + q6 (1.3.)
100 = q1+ q2 + q5 + q3 (1.4.)
Q1 ;q1— корисно використане тепло.
Утрати тепла:
Q1 ;q1 — з димовими газами, що ідуть;
Q1;q1- від хімічної неповноти згоряння;
Q1;q1 - від механічної неповноти згоряння;
Q1;q1 - від випромінювання в навколишнє середовище;
Q1;q1 - з фізичним теплом шлаку.
Коефіцієнт корисної дії — корисно використане в котлоагрегаті тепло;
η = q1 = 100 – q2 – q3 – q4 – q5 – q6 (1.5.)
η = q1 = 100 – q2 – q3 – q5 (1.6.)
К.К.Д. котлоагрегата залежить від величини теплових утрат: чим вони менші, тим К.К.Д. — більший. Значення К.К.Д. може знаходитися в межах η=0,93-0,7 (93-70%), а величина теплових утрат для маленьких котлів: q2=12-15%; q3=2-7%, q4=1-6%, q5=0,4-3,5% q6=0,5-1,5%.
Парові котли ДКВР, їхній будова і робота
Котли ДКВР (двобарабанний котел вертикально-водотрубний реконструйований) призначені для виробництва насиченого і перегрітого пару. Вони реконструйовані з котлів ДКВ і на відміну від них мають менші габарити, але колишню паропродуктивність.
Котли ДКВР випускалися Бійським котловим заводом (Алтайський край) наступних типорозмірів:
ДКВР-2,5-13; ДКВР-4-13;
ДКВР-4-13(250); ДКВР-6,5-13;
ДКВР-6,5-13(250); ДКВР-6,5-23;
ДКВР-6,5-23(250); ДКВР-10-13;
ДКВР-10-13(250); ДКВР-10-23;
ДКВР-10-23(370); ДКВР-20-13;
ДКВР-20-13(250); ДКВР-20-23.
Котли ДКВР-(2,5; 4; 6,5)-13 мають аналогічну будіву і відрізняються тільки розмірами.
Вони складаються з подовжньо розміщених верхнього і нижнього барабанів, з'єднаних рядами кип'ятильних труб, що утворюють конвективну поверхню нагрівання. На рівні нижнього барабана встановлені бічні колектори, від яких йдуть пропускні труби до цього барабана. Верхній барабан з бічними колекторами з'єднується в районі топки екранними трубами, а в передній частині -опускними.
У котлах установлюються дві шамотні перегородки, що утворять топку котла і камеру догорання, а чавунна перегородка поділяє простір конвективного пучка труб на два газоходи — перший і другий. Перегородки виконані таким чином, що продукти згоряння омивають труби конвективного пучка поперечним потоком, що дає можливість ефективніше використовувати тепло. У казанах з пароперегрівателем останній розміщається в першому газоході після другого чи третього ряду кип'ятильних труб. Частина їх для розміщення пароперегрівника не встановлюється. Усередині верхнього барабана розміщене сепараційний пристрій, дві розподільних труби живильної води (у котлах 2,5 т/година — одна).
У верхній частині верхнього барабана встановлений штуцер кріплення двохважільного запобіжного клапана, головний паровідвідний штуцер, штуцера підведення живильної води, штуцер підведення фосфатів і інші допоміжні штуцера.
EMBED Word.Picture.8
У передню частину верхнього барабана уварені дві труби Dу -70 мм у паровий і водяний простір, на яких установлені водовказуючі прилади, манометр і рівнемірний стовпчик.
У нижньому барабані розміщена труба підігріву котла паром від інших котлів, штуцер продувки і випуску води при ремонті котла. Безперервна продувка може вироблятися з верхнього чи нижнього барабанів.
Бічні колектори зі штуцерами періодичної продувки.
Циркуляція води в казанах природна. У казанах паропродуктивністю 2,5; 4; 6,5 т /година вода циркулює по наступним контурах:
1-й: верхній барабан -> права опускна труба -> частина правого бічного колектора -» частина правих екранних труб -> верхній барабан;
Рис. 1.1.Паровий котел ДКВР-6,5-13
2-й: верхній барабан -> ліва водоскидна труба -> частина лівого бічного колектора -> частина лівих екранних труб -> верхній барабан;
3-й: верхній барабан -> останні 2-3 ряди кип'ятильних труб -> нижній барабан -> всі інші кип'ятильні труби -> верхній барабан;
4-й: нижній барабан -> права пропускна труба -> інша частина правого бічного колектора -> всі інші праві екранні труби -> верхній барабан;
5-й: нижній барабан -> ліва пропускна труба -> інша частина лівого бічного колектора -> всі інші ліві екранні труби -> верхній барабан.
КОТЕЛ ДКВР-10-13 має додаткові колектори: передній з'єднується з верхнім барабаном опускними й екранними трубами, задній — з нижнім барабаном опускними трубами, а з верхнім — екранними. Обоє колектори - з лініями періодичної продувки.
У котлах ДКВР-20-13 верхній і нижній барабани однакової довжини, у середині конвективного пучка перегородок ні, тобто використана пролітна схема руху продуктів згоряння.
Котли ДКВР-20-13 складаються з трьох основних стельових блоків.
У перший блок входять фронтовий і два передніх бічних екрани, що переходять з верхньої частини в стельовий.
Рис. 1.2. Котел ДКВР-10-13 з газомазутною топкою:
1 -труби фронтового екрана, 2 — колектор фронтового екрана, 3 — верхній барабан, 4 — нижній барабан, 5 — труби заднього екрана, 6 — колектор заднього екрана.
В другий блок входять два задніх бічних екрани, що також переходять у верхній частині в стельовий і задній екрани.
У третій блок входять верхній і нижній барабани і конвективний пучок труб.
Усі котли ДКВР із робочим тиском 13 кгс/см2 мають:
верхні і нижні барабани 1026 х 13 мм;
конвективные й екранні труби діаметром 51 х 2,5 мм;
опускні труби мають радіус заокруглення 400 мм і діаметр;
діаметром 127 х 4 мм — ДКВР-2,5-13;
діаметром 140x4,5 мм — ДКВР-4-13;
діаметром 159x4,5 мм — ДКВР-(6,5;10)-13;
- усі колектори котлів виконуються з труб діаметром 219 х 10 мм. В усіх котлах ДКВР (за винятком ДКВР-20-13) на нижній частині верхнього барабана над стельовою камерою встановлені дві контрольні легкоплавкі пробки.
Рис.1.3. Котел ДКВР-20-13:
1 — газомазутная пальник, топкові блоки: 1 — передній, 5 — задній; 3 — виносні циклони; 4 — вибухові клапани; 6 — труби конвективного пучка; барабани: 7 — верхній, 8 — нижній; 9 — задній екран.
1.3. Характеристика і аналіз існуючої схеми управління
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.1.4. Принципова схема комплексу засобів керування КСУ-1-Г: 1 — шафа комплексу; 2, 3 — клапани, що відтинають; 4 - клапан-відсікач запальника; 5, 17 -виконавчі механізми; 6 - реле температури; 7, 10,11, 18 реле тяги, напору, тиску; 8 - электрозапальник; 9 - котушка запалювання; 12 - пальник; 13 - контрольний електрод; 14 - манометр электроконтактный; 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 - .Стіп", КЗ — .Відключення звукової сигналізації", К4 — „Виключення сигналізації світлоої", 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 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 (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);
світлозвукову робочу й аварійну сигналізацію;
автоматичний пуск і зупинку котла.
Електронні схеми КСУ-1-Г побудовані на базі елементів дискретної автоматики, реалізованої за допомогою мікросхем, транзисторів і інших электрорадіоелементів.
Функціональну основу комплекту складають переважно багатоканальні блоки, кожен канал якого чи сам блок виконує визначену логічну функцію.
Комплект розміщений у начіпній шафі розміром 620 х 910 х 395 мм. Маса комплекту не більше 70 кг. Органи оперативного керування і сигналізації розміщені у верхній частині лицьової сторони дверок шафи.
Автоматичне регулювання
Автоматичне регулювання може виконуватися в двох режимах: разом із загальказановим пристроєм і без нього. Вибір режиму регулювання проводиться тумблером.
При роботі без загальнокотлового пристрою датчиком у системі регулювання є манометричний термометр типу ТПГ-СК.
Якщо температура гарячої води знаходиться в інтервалі між нижчою і вищою заданими значеннями (стрілка знаходиться між нерухомими контактами і контакти розімкнуті), газ до пальника надходить через два відкритих клапани: „великого" і „малого" горіння блоку БПГ, заслінка на повітрепроводі і шибер на димоході цілком відкриті.
Замикання контакту при досягненні вищого заданого значення температури відключає клапан „великого" горіння, відпрацьовують електровиконавчі механізми, частково прикриваючи повітрепровід і димохід. Положення максимального і мінімального відкриття заслінки на повітрепровіді і шибера на димоході регулюють у процесі налагодження, встановлюючи оптимальне співвідношення „газ-повітря". Котел переходить у режим „мале горіння".
При подальшому зниженні температури води знову відкривається клапан „великого" горіння і міняється положення заслінки на повітрепровіді і шибера на димоході, тобто регулювання проводиться в режимах 100 і 40% теплової потужності пальника. При цьому клапан „малого" горіння постійно відкритий.
При роботі з загалькотловим пристроєм комплект виконує наступні команди:
сигнал на зупинку котла;
сигнал на пуск котла;
сигнал відкриття регулювальних органів на „велике" горіння;
сигнал відкриття регулювальних органів на „мале" горіння. Вклю ченя пристрою регулювання потужності при першому пуску (як із загалькотловим пристроєм, так і без нього) здійснюється вручну тумблером; включення супроводжується загорянням відповідної сигнальної лампи, при цьому відключення дозволяється тільки після прогріву котла (120 сек).
Автоматика безпеки і сигналізація
Таблиця 1.1.
Продовження табл. 1.1.
При спрацьовуванні датчиків, що контролюють параметри автоматики безпеки, а також при про паданні напруги живлення пропадає струм на виконавчих реле, розриваючи коло живлення клапанів, що відтинають, і подача газу до котла припиняється. Одночасно загоряється табло „аварія" і сигнальна лампа, першопричини аварії, замикається коло живлення джерела звукового сигналу.
Зняття звукового сигналу виробляється натисканням кнопки „Відключення сигналізації звукове".
Відключення світлової сигналізації повинне здійснюватися тільки після усунення причини появи аварійного сигналу натисканням кнопки „Відключення сигналізації світлове".
Пуск і зупинка котлаа з автоматикою КСУ-1-Г
Перед кожним пуском комплекту необхідно:
Включити автоматичний вимикач мережі (при цьому загоряє ся лампа „Мережа").
Перевірити справність світлової і звукової сигналізації натисканням кнопки „Контроль сигналізації".
Переконатися у відсутності аварійних параметрів.
Вибрати режим роботи комплекту шляхом установки тумблера в положення „Без загально котлового пристрою".
Відкрити „контрольний" кран до БПГ.
Натиснути на кнопку „Пуск", після чого включається лампа „Пуск" і комплект починає відпрацьовувати програму розпалу.
Після розпалу запальника відкрити „робочий" кран і розпалити основний пальник.
Перед розпалом пальника включити циркуляційний насос.
Закрити продувну „свічу".
10. Зробити запис у змінному журналі про розпал котла із указівкою часу.
Для зупинки котла оператору досить натиснути на кнопку „Стоп" і при повному закінченні роботи закрити „контрольний" і „робочий" крани, відкрити „свічу", відключити автоматичний вимикач мережі і зробити запис у змінному журналі з указівкою часу зупинки котла.
Основні задачі, виконувані пристроями автоматики в котелені, зводяться до наступного: автоматизація процесів регулювання живлення котла водою; забезпечення безпеки; теплотехнічний контроль; дистанційне керування електроприводами.
Виконання зазначених функцій пристроями автоматики розглянемо на прикладі котельні, обладнаної каотлами типу ДКВР-4-13, на газовому паливі.
Автоматичне регулювання процесу горіння в котлі містить у собі регулювання подачі палива (газу) по тиску пари в барабані котла, регулювання подачі повітря за схемою
Продуктивність котла 4т. пари в годину, тиск — 13 атм (13-105 Па).
Автоматика безпеки повинна спрацьовувати при порушенні нормальної роботи котлоагрегату, тобто при зниженні тиску газу в газопроводі до котла; зниженні (підвищенні) рівня води в барабані котла; підвищенні тиску пари в барабані котла; зменшенні розрідження в топці; загасанні пальника зниженні тиску повітря перед пальниками.
З появою кожної зі згаданих несправностей спрацьовує відповідний сигналізатор:
сигналізатор падіння тиску — при зниженні тиску газу в живильному газопроводі;
дифманометр рівнемір — газ понижений чи підвищенні рівня в барабані котла;
електроконтактний манометр — при підвищенні тиску пари;
сигналізатор падіння розрідження — при зменшенні розрідження в топці.
Регулювання співвідношення обсягу газу і повітря, що надходять у топку «газ-повітря», регулювання розрідження в топці котла. Для цієї мети служить спеціальний електронно-гідравлічний регулятор.
У залежності від тиску пари в барабані котла манометр подає імпульс на транзисторний підсилювач з виходу якого посилений імпульс надходить на гідравлічний виконавчий механізм , що повертає заслінку.
Зміна витрати газу контролюється витратоміром з електричним індукційним датчиком, імпульси якого надходять на транзисторний підсилювач регулятора повітря, на який, крім того, надходять імпульси з диференціального тягоміра, що контролює перепад тиску за дуттьовим вентилятором.
Гідравлічний виконавчий механізм, з’єднаний направляючим апаратом цього вентилятора, одержує імпульс регулятор і змінює кількість подаваного повітря.
Продуктивність димососа, що створює необхідне розрідження повітря в топці котла, регулюється регулятором, що складаються з диференціального тягоміра, транзисторного підсилювача і гідравлічного виконавчого механізму; який задіює на направляючий апарат димососа.
Заданий рівень води в барабані котла підтримується регулятором рівня, що складає з мембранного дифманометра з електричним індукційним датчиком, транзисторного підсилювача і гідравлічного виконавчого механізму, що діє на живильний клапан на лінії живильної води .
Автоматика безпеки повинна спрацьовувати при порушенні нормальної роботи котлоагрегату, тобто при зниженні тиску газу в газопроводі до котла; зниженні (підвищенні) рівня води в барабані котла; підвищенні тиску пари в барабані котла; зменшенні розрідження в топці; загасанні пальника; зниженні тиску повітря перед пальниками.
З появою кожної зі згаданих несправностей спрацьовує відповідний сигналізатор:
сигналізатор падіння тиску — при зниженні тиску газу в живильному газопроводі;
манометричний рівнемір — газу пониженні чи підвищенні рівня в барабані котла;
електроконтактний манометр — при підвищенні тиску пари;
сигналізатор падіння розрідження — при зменшенні розрідження в топці;
1.4. Обґрунтування теми проекту.
Усі комплектні системи в обов'язковому порядку містять у собі автоматику регулювання, безпеки і світлозвукову сигналізацію.
Автоматика безпеки незалежна від автоматики регулювання, має автономні датчики і спрацьовує при виході за припустимі межі включених у схеми параметрів.
Світлова сигналізація дозволяє обслуговуючому персоналу визначити причину відсічення газу.
Електрична схема автоматики безпеки дійсних комплектних систем дозволяє виконувати дистанційний розпалювання пальників, що дозволяється тільки у випадку, якщо всі параметри автоматики безпеки знаходяться в нормі.
Автоматичне регулювання котлів після їх розпалювання можна включати, коли продуктивність котла досягне не менш 40% для котлів із двопозиційним регулюванням і нижньою границею стійкої роботи — для котлів з іншим регулюванням.
Найбільш перспективними з розроблених у даний час комплектних систем автоматики є комплекти способів керування (КСУ). Розробкою цих способів з 1977 р. займається Чебоксарске спеціальне конструкторське бюро систем промислової автоматики (СКБ СПА). Принципові відмінності КСУ від раніше розроблених систем:
засоби КСУ наділені функціональною повнотою, що забезпечує реалізацію не тільки традиційних для автоматики котель них функцій (регулювання, захисту, сигналізації і контролю), але і нетрадиційних (програмне керування пуско-зупиночними операціями, зв'язок із пристроями верхнього рівня ієрархії керування);
блочно-модульний пристрій комплектів і легко знімні зі ставних частин дозволяє обслуговуючому персоналу оперативно заміняти несправні блоки.
2. Розрахунково-технологічна частина.
2.1. Вибір і обґрунтування структурної схеми автоматизації.
Вхідні сигнали центральної частини комплекту блоку керування і сигналізації БУС6 (надалі БУС):
логічні стан зовнішніх контактів, здатних комутувати постійний струм від 3 до 20 мА при напрузі від 20 до 30 В;
контроль полум'я - - сигнали про наявність пульсацій полум'я від фото датчиків.
Вхідний сигнал блоку запального пристрою БЗУ1 (надалі БЗУ) мережа змінного струму 220 В, часто 50 чи 60 Гц. Вхідні логічні сигнали блоку кому таційних елементів БКЕ (надалі БКЕ) стан вихідних контактів блоку БУС.
Вихідні сигнали блоку БУС — стан контактів внутрішніх реле. Комутаційна здатність контактів — 0,5 кВА при напрузі 220 В постійного чи змін ного струму.
Навантаження блоку БЗУ — котушка запалювання Б115 чи їй подібна Комутаційна здатність контактів магніт ного пускача блоку БКЕ –
2 кВА при напрузі двох фазного перемінного струму 220 В.
Комплект забезпечує два режими керування котлом:
автономне керування від блоку БУС; керування через блок БУС з верхнього рівня ієрархії керування.
Режим керування з верхнього рівня ієрархії являє два способи керування:
з диспетчерського пункту;
за допомогою загально котлового керуючого пристрою.
У всіх режимах роботи комплект забезпечує ви конання наступних функцій:
аварійна зупинка котла при виникненні ситуацій,
автоматичні пуск і зупинка котла;
автоматичне регулювання розрідження в топці котла (для казанів із примусовою тягою); закон регулювання позиційний;
світлозвукова сигналізація в обсязі
В автономному режимі роботи комплект додатково забезпечує автоматичне регулювання температури на виході котла; закон регулювання -- позиційний.
При керуванні з диспетчерського пункту комплект виконує усі функції, передбачені для автономного режиму роботи, а також забезпечує зв'язок з диспетчерським пунктом. При керуванні за допомогою загально котлового керуючого пристрою комплект виконує усі функції, перечисленні, а також забезпечує зв'язок з загально котельним пристроєм.
Блок БЗУ разом з котушкою запалювання забезпечує одержання іскрового розряду довжиною не менш 8 мм і частотою проходження 100 чи 120 Гц.
Час затримки формування блоком БУС команди на аварійне відключення котла — не більш 1 с.
Передбачено можливість збільшення до 10 із часу затримки формування блоком БУС команди на відключення котла при аварійних ситуаціях. У блоці БУС передбачений автоматичний контроль справності пристроїв захисту.
Діапазони завдання тимчасових інтервалів програм пуску й зупинки — від 1 до 63 із з дискретністю 1 з і від 1 до 63 хв. з дискретністю 1 хв.
У блоці БУС передбачений автоматичний контроль правильності ходу програм пуску й зупинки.
Передбачено можливість перевірки справності світлових індикаторів відключення напруги їхнього живлення.
Живлення блоку БУС і БКЕ від мережі двофазного змінного струму з номінальною напругою 220 В и часто ти 50 чи 60 Гц.
Споживана блоком БУС потужність не більш 50 В. А.
Потужність, споживана на вході блоку БЗУ — не більш 30 В.А,
Габаритні розміри, м-м:
блоку БКс\— 300X400X160,
блоку БУС — 300X480X300,
блоку БЗУ — 140X160X96.2.22. Маса, кг:
блоку БУС — не більш 17, блоку БКЕ — не більш |1» блоку БЗУ — не більш 2.
СКЛАД КОМПЛЕКТУ
Комплект КСУМ1 складається з блоку керування і сигналізації БУС блоку запального пристрою БЗУ крім КСУМ1-Г-1 двох фотоелектричних датчиків ФД1 і (крім модифікації КСУМ1-0-1) інших датчиків і виконавчих пристроїв. Крім того поставляються приналежності і запасні частини, що містять елементи заміни, необхідні при технічному обслуговуванні протягом гарантійного терміну експлуатації (одиночний комплект запчастин).
Для ремонту протягом усього періоду експлуатації і після закінчення гарантійного терміну КСУМ1 забезпечені груповим і ремонтним комплектами запчастин, що виготовляються і поставляються самостійно за заявками споживачів КСУМ1 за окрему плату. Груповий комплект запчастин містить у собі одиночний комплект і по одному типі функціональних блоків, а ремонтний додатково містить комутаційні елементи (кнопки, перемикачі, рознімання і т.п.).
КСУМ1-Г-7 додатково містить блок БКЭ з вхідним у нього блоком БЗУ1.
Будова і принцип роботи блоку БУС.
Блок БУС виконаний на блочно-модульному принципі в на. вагомому кожусі, призначеному для монтажу на чи стіні іншій вертикальній площині. Оперативні органи керування і сигналізації розташовані на лицьовій панелі кожуха, шарнірно з'єднаної з корпусом. Після відкриття замка лицьова панель може бути повернена вниз на 180°, що забезпечує доступ до функціональних блоків, розташованих у корпусі в два ряди. Функціональні блоки виконані у виді незахищених друкованих плат із установленими на них радіотехнічними елементами. Кожна плата з лицьової сторони має ручку, а з задньої друковані панелі для електричного зчленування з розніманням прямого контактування типу РПП72. У корпус блоки вставляються по напрямних. Блок живлення виконаний у тих же конструктивах, але на захищеній друкованій платі і встановлюється в спеціальні коритоподібні напрямні. Рознімання РПП72 упаюються в ген-монтажну друковану плату, що забезпечує електричні з'єднання між блоками. Задня стінка з корпусом з'єднана шарнірно. Після відкриття двох замків, розташованих у верхній частини усередині кожуха, корпус повертається вниз. Дві тяги, розміщені на задній стінці, фіксують корпус у поверненому стані під кутом 90°, забезпечуючи доступ до ген-монтажної друкованої плати, провідному монтажу між платою і вихідними розніманнями типу РП10. Для підтримки потрібного теплового режиму корпус у верхній і нижній площинах має вентиляційні жалюзі.
Блок комутаційних елементів БКсЧ виконаний так само як і блок БУС в начіпному кожусі. На лицьовій панелі розміщений автоматичний вимикач мережі, запобіжник світловий індикатор. Після відкривання замка лицьова панель може бути повернена вниз на 180°, що забезпечує доступ до магнітного пускача, блоку запального пристрою і клемним колодкам зовнішніх підключень. До блоку БУС блок БКЭ підключається за допомогою рознімань і гнучких з'єднань, що дозволяють установлювати БКЕ під БУС на відстані не менш 250 мм.
Блок запального пристрою БЗУ виконаний у виді друкованої плати, розміщеної в литому корпусі. Блок може монтуватися як на вертикальні, так і горизонтальні площини. На лицьовій панелі розташована клемна колодка для зовнішніх підключень, що закривається пластмасовою кришкою.
Фотоелектричний датчик ФД1 виконаний на фото резисторі типу ФР1-3, розміщеному усередині литого циліндричного корпуса, що має з однієї сторони візирний отвір, захищений склом. Для охолодження корпус має ребристу поверхню і штуцер для підведення охолодного повітря від тяго дуттьових пристроїв. Електричне підключення до датчика здійснюється за допомогою двох клем, розташованих усередині корпуса. Датчик розрахований для монтажу на пальниковому пристрої котла.
Органи оперативного керування, сигналізації і будівництва.
На лицьовій панелі блоку БУС встановлені:
світлові індикатори аварійної, попереджувальної і робочої сигналізації;
тумблер МЕРЕЖА для включення електроживлення блоку БУС;
кнопки ПУСК і СТОП для включення програм пуску останова казана;
кнопки відключення звукової і світлової сигналізації;
кнопка перевірки справності світлових індикаторів (КОНТРОЛЬ);
кнопка відключення харчування світлових індикаторів (СИГНАЛІЗАЦІЯ, ВКЛ.);
кнопка вибору режиму керування (АВТОНОМНИЙ — ВІД ДИСПЕТЧЕРА (ОК).
На лицьових панелях блоків БАЗ і БФК розташовані індикатори, що сигналізують про вихід з ладу цих блоків.
На ген монтажній платі блоку БУС (усередині корпуса) розташований перемикач вибору (настроювання) алгоритму роботи функціональної групи пристроїв аварійної захисти.
Інші органи настроювання (перемички, перемінні резистори) розташовані в блоках ВВС, БЗС, БКП, БПТ, БФВ.
Методика виконання настроечных операцій приведена в додатку 1.
Алгоритм роботи.
Алгоритм роботи комплекту представлений у виді тимчасових діаграм станів пристроїв комплекту і котла.
Якщо в схемі автоматизації котла передбачена замкнута система регулювання розрідження в топці, то стан шибера димоходу, керованого електричним виконавчим механізмом, у період, позначений на діаграмі заштрихованою ділянкою, залежить від сигналів датчиків верхнього і нижнього значень розрідження в топці. У цьому випадку шибер з електромагнітним приводом не встановлюється.
У тому випадку, коли окремий регулятор розрідження схемою автоматизації не передбачений, замість шибера з електричним виконавчим механізмом установлюється шибер з електромагнітним приводом, що у період, позначений на діаграмі заштрихованою ділянкою, відкривається і закривається одночасно з повітряною заслінкою і паливним клапаном «великого горіння» (№ 3 чи № 6). При роботі від загально котлового пристрою керування конкретні положення перерахованих виконавчих органів у цей період визначаються командами загально котлового пристрою, а при роботі регулятора температури води за котлом - - сигналами датчиків нижнього і верхнього значенні температури.
Якщо в процесі зупинки (протягом t9) надійде сигнал про не закриття паливного клапана, у БУС формується заборона на відключення електроприводів вентилятора, димососа і на закриття повітряної заслінки і шибера димоходу, що залишається доти, поки не надійде сигнал про закриття клапана поки не буде виключене живлення БУС.
При надходженні сигналу про аварійне відключення димососа після розпалювання котла (після моменту В) у БУС формується заборона на закриття повітряної заслінки і шибера димоходу до надходження сигналу про включення димососа чи до вимикання живлення БУС.
Передбачено можливість наступних змін в алгоритмі роботи;
введення з моменту появи команди 18 заборони на відключення каналу захисту по загасанню полум'я запальни ка, що дає можливість після відключення запальника ре зервувати контроль основного полум'я пристроєм захис ту по загасанню полум'я запальника;
введення з моменту появи команди 18 заборони на відключення паливного клапана № 4 і відключення кана лу захисту по загасанню полум'я запальника (наприклад, для роботи з постійно включеним запальником);
введення заборони на включення паливного клапана № 3 у період часу *3 (наприклад, для виключення продмувши ділянки паливо проводу за цим клапаном).
2.2. Вибір і обгрунтування вибору контрольно вимірювальних приладів, регуляторів і апаратури управління.
Рис . 2.1. блок-кран
Блок-кран (Рис . 2.1) складається простих пробкових кранів 1 і 4, які з’єднанні металічною пластиною і кондуктором 6 так, що кран 4 неможливо відкрити швидше ніж кран 1, а при відключенні газу неможливо закрити кран 1 раніше крану 4. таке блокування виключає можливість вибуху газів в топці котла, через появу в ній палива при відсутності в топці вогня ві запальника конструктивно крани з’єднані наступним шляхом: на кондукторі 6 посередині між важелями 2 і 3 кранів 1 і 4 на кронштейні 5 встановлений гойдаючийся кулачок 7, який входить своїм виступом в заглиблення важеля 2 який притискується до важеля 3.щоб вкючити газ, повертають важіль 3 і відкривають кран 1 пальника. Виступкулачка 7 вийде з заглиблення крана 4, що дозволить повернути важіль 2 відкрити кран 4 для газу, який поступає в основний газовий пальник. При відключенні газу спочатку важіль 2 і закривають кран 4, так як кулачок 7, відкинутий в сторону важеля 5, заважає його повороту, а значить, і закритю крану 1. В момент закривання крану 4 кулачок 7 своїм виступом ввійде в заглиблення важеля 2 і можливість поворотом важеля 3 закрити кран 1.
Клапан-відсікач КО (рис. 2.2.) використовуються в системах автоматики безпеки котлів ипу ДКВР для аврійного відімкнення подачі газу.
Рис. 2.2. клапан-відсікач КО
Він скскладається з корпуса 1 і мембраної коробки 3, розділений мембраною 5 на дві частини. Нижня частина з’єднана з газопроводом через калібровані отвори в втуках, запресованих в стойку 2. Верхня частина через штуцер 4 з’єднана з атмосферним повітрям, а при спрацюванні датчиків автоматики безпеки – з газопроводом до клапана-відсікача. Мембрана штоком 6 з’єднюється з запірним клапаном 7, який має шарнірний пристрій, яке забезпечує щільну посадкуклапана на сідло.
Під час роботи котла клапан-відсікач знаходиться в відкритому положенні під дією тиску газу, який поступає в нижню частину мембранної коробки. Тиск в верхній частині при цьому рівний атмосферному. В аварійних випадках, коли спрацьовують командні прилади, газ по імпульсному газопроводу поступає в верхню частину мембранної коробки. Тиск в обох коробках зрівноважується, і клапан під дією сил власного тяжіння закривається. Якщо причини, які викликали спрацювання автоматики безпеки, усуваються, газ з верхньої частини виходить в атмосферу і клапан під дією тиску газу в нижній частині відкривається.
Термозапобіжний клапан (Рис. 2.3.). Для закінчення подачі газу в основний пальник при несподіваному закінченні подачі газу в пальник, порушення тяги і інших випадках, які ведуть до згасання основного і запального газового пальника, в отоплюючи котлах для водогрійних установок з дифузійними пальниками застосовують Термозапобіжний клапан.
Рис. 2.3. Термозапобіжний клапан
Клапан складається з регулюючого газового клапана, який знаходиться на штоці 5, і біметалічної пружини 2. пружина представляє собою дві прилягаючі один до одного пластин, які виготовлені з різних матеріалів або їх сплавів з різними коефіцієнтами лінійного розширення при нагріванні.
При згасанні запального запальника 1 біметалічна пружина 2 охолоне і її верхній вільний кінець, виготовлений з матеріалу з великим коефіцієнтом лінійного розширення, розгинається до верху і при піднімає шток 4 разом з клапаном який знаходиться на ньому 5, притискуючи його до сідла, - доступ газу до основного пальника 3 зупиняється. В випадку пуску і нормальної роботи запального пальника 1 верхній вільний кінець біметалічної пружини прогинається всередину і опускає шток 4 і клапан 5, відкриваючи доступ газу до основного газового пальника.
Термоелектричний запобіжник (електромагнітний клапан), являється приладом безпеки, зупиняє подачу газу при згасанні полум’я і запобігає загорянню пальника і запальника запалювання запальника запобіжника він складається з термопари і електромагнітного клапана (рис 2.4.).
Рис. 2.4. термоелектричний запобіжник
Якщо термоелектричний запобіжник знаходиться в неробочому стані, клапан прижимається нижньою тарілкою 10 знизу вверх до сідла пружиною 11, не допускаючи газ до пальникового запальника 3 і пальника термопари 2.
При ввімкненні його в роботу натискають кнопку 5 і, проходячи через опір пружини 11, опускають шток 8 з верхньою 9 і нижньою 10 тарілками вниз. Верхня тарілка 9 сідає на верхнє сідло, а нижня, опустившись, відкриє нижнє сідл...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора