Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Марта 2012 в 11:10, контрольная работа
Модернизация котла путем замены системы автоматики
Введение
1.Паровой котёл Е-1,0-0,9Г3
2. Модернизация котла путем замены системы автоматики
3. Котел как объект автоматизации
4.Цель создания системы автоматизированного управления котлом, ее назначение, задачи управления
5.Структура, техническое и программное обеспечение САУК
6.Реализация архитектуры MAXQ2000
7.Программирование в среде MAXQ
Заключение
Литература
РОСОБРАЗОВАНИЕ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
« ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Факультет «Институт промышленных технологий»
Кафедра «Автоматизация и управление»
Технические средства автоматизации
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Проверил: к. т. н. доцент
Введение
1.Паровой котёл Е-1,0-0,9Г3
2. Модернизация котла путем замены системы автоматики
3. Котел как объект автоматизации
4.Цель создания системы автоматизированного управления котлом, ее назначение, задачи управления
5.Структура, техническое и программное обеспечение САУК
6.Реализация архитектуры MAXQ2000
7.Программирование в среде MAXQ
Заключение
Литература
Автоматизация -это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем . Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
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.
1.Паровой котёл Е-1,0-0,9Г3
Паровой котёл Е-1,0-0,9Г принадлежит к типу вертикально-водотрубных двухбарабанных газоплотных котлов.
Предназначен для выработки насыщенного пара давлением 0,8 МПа, используемого для производственных нужд промышленности и сельского хозяйства.
Система автоматического управления обеспечивает выполнение следующих функций:
Поддержание в заданных пределах уровня воды в котле;
Защиту котла при повышении давления пара выше допустимого, спуске воды ниже низшего аварийного уровня, коротком замыкание или перегрузке электродвигателей;
Подачу звуковой сигнализации при падении уровня воды ниже низшего аварийного уровня, уровня воды в котле выше верхнего аварийного уровня, повышении давления пара выше допустимого;
Световую сигнализацию положения уровня воды и наличия напряжения в сети;
Технические характеристики парового котла Е-1,0-0,9Г3 (топливо-газ) :
Наименование параметров
1 Номинальная производительность, т/ч 1,0
2 Рабочее давление пара, МПа 0,8
3 Влажность насыщенного пара, % 3
4 Расчётная температура насыщенного пара, С 174,5
5 Расчётное топливо и его теплота сгорания, МДж/кг природный газ 35,59
6 Расход топлива: газ, м3/ч 86/82
7 Объём топочного пространства, м3 2,2
8 Диаметр труб, мм 51х4
9 Коэффициент полезного действия, %, не менее 87
10 Установленная электрическая мощность, КВт 6,0
11 Температура питательной воды, 0С 50
12 Масса котла, кг 4300
2. Модернизация котла путем замены системы автоматики
Котел как объект автоматизации. Цель создания системы автоматизированного управления котлом (САУК), ее назначение, задачи управления. Структура, техническое и программное обеспечение САУК
На предприятиях промышленности и ЖКХ, где требуется большое количество тепловой энергии в виде пара и горячей воды, котельные оборудованы разнообразными паровыми и водогрейными котлами, произведенными 30 и более лет назад.
Для управления процессами котлы комплектовались системами, построенными на основе средств релейно-контактной автоматики, которые к настоящему времени морально и физически устарели. Моральное старение связано с тем, что системы, построенные на основе подобной автоматики, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым потребителем к точности регулирования параметров технологических процессов и степени автоматизации процессов управления: розжига и останова, автономной работе, непрерывного контроля текущих значений регулируемых параметров, уровню диспетчеризации. Кроме того, такие системы автоматики не отвечают требованиям существующих СНиПов и правил безопасности. Физическое старение указанных систем обусловлено износом элементов, на основе которых построены системы.
В процессе эксплуатации котлов, оснащенных релейно-контактной автоматикой, нередко возникают аварийные режимы. Для определения предаварийных режимов необходим определенный уровень квалификации обслуживающего персонала, а своевременное регулирование процесса производства тепловой энергии требует постоянного наблюдения за параметрами процесса со стороны оператора. Конечно, промышленность и сейчас выпускает широкий диапазон водогрейных и паровых котлов. Но, к сожалению, большинство систем автоматики, поставляемых в комплекте с котельными установками, по-прежнему реализовано на основе релейно-контактных элементов. Кроме того, большое количество котельных установок, эксплуатируемых практически во всех регионах России, имеют еще достаточный запас ресурса, их полная замена не оправданна.
Для продления сроков службы котлов, эксплуатирующие предприятия вынуждены оснащать агрегаты системами автоматизированного управления в основном импортного производства. Такое оборудование имеет высокую стоимость и, как правило, требует дорогого сервисного обслуживания. Наряду с этим постепенное удорожание топлива потребовало наиболее рационального и вместе с тем эффективного использования энергоресурсов.
В результате возникла необходимость оснащения котлов высоконадежными и быстродействующими системами автоматики, в основе которых используются последние достижения в области микроэлектроники и программного регулирования процессов.
Появление на мировом рынке большого разнообразия быстродействующих и высоконадежных микроконтроллеров для промышленной автоматизации, предназначенных для продолжительной работы в различных условиях, а также развитые компьютерные технологии позволяют создавать системы управления процессами, способные функционировать в автономном режиме.
Внедрение систем автоматизированного управления паровыми и водогрейными котлами, построенных на основе программируемых контроллеров, позволяет автоматизировать процесс производства тепловой энергии в котлах и значительно упростить контроль и управление этим процессом. Применение указанной системы повышает эффективность функционирования котлоагрегата за счет снижения потребления энергоресурсов, рационального сжигания топлива, использования технологического оборудования, оперативного управления оборудованием и технологическим процессом.
Кроме того, внедрение таких систем позволяет снизить влияние человеческого фактора в производственном процессе и вероятность возникновения аварийных режимов функционирования котла, повысить экологические характеристики котельной и культуру производственного процесса. Благодаря программному управлению система автоматически отслеживает все параметры текущих процессов, реализуемых водогрейными и паровыми котлами, и управляет технологическим оборудованием, обеспечивая нормальное и безаварийное функционирование котельной установки. Кроме того, система контролирует исправность оборудования и при возникновении поломок и аварийных ситуаций сигнализирует об этом обслуживающему персоналу.
3. Котел как объект автоматизации
Для создания автоматизированной системы управления процессами выработки пара и горячей воды, реализуемыми паровыми и водогрейными котлами, в первую очередь необходимо определить цель создания системы и ее назначение, а также провести обследование котла и его технологического оборудования как объекта предстоящей автоматизации. В процессе обследования надо составить перечень технологического оборудования, указать на его исправность, определить режимы работы и эксплуатационные характеристики: энергопотребление, вид топлива, производительность и др., а также контролируемые и управляемые параметры, перечень критических и опасных значений параметров процесса.
В качестве примера приведем обследование наиболее сложного в управлении объекта автоматизации – парового котла, представляющего собой довольно сложный технологический агрегат с большим количеством контролируемых и управляемых параметров.
Функционально котел и его оборудование можно разделить на несколько частей (рис. 1):
• система подачи топлива;
• система подачи воздуха;
• горелочные устройства;
• топка;
• система подачи воды;
• барабан котла.
Рис. 1. Функциональная схема котла
Котел имеет следующие режимы функционирования:
• розжиг;
• основной режим;
• останов.
Анализ режимов работы показал, что наиболее сложным с точки зрения управления является основной режим с динамически изменяющимися нагрузками и исправность котла во многом зависит от уровня давления пара и количества воды в барабане котла. Рассмотрим механизм ситуаций, в которых превышения этими параметрами предельных значений приводят к неисправностям котла.
При нормальном течении процесса уровень воды в барабане котла уравновешен давлением подпитки котла водой и давлением пара. При этом он находится выше среза экранных труб, стенки которых
охлаждаются циркулирующей в них водой. Вследствие создания чрезмерно высокого давления в барабане котла уровень воды может снизиться ниже допустимого предела, при котором не обеспечивается циркуляция воды. В результате нарушения циркуляции воды в экранных трубах происходят чрезмерное повышение температуры и пережог их стенок.
Снижение давления пара также может привести к выводу из строя агрегата. В результате резкого снижения давления возможен заброс воды в пароперегреватель, что вызовет выход его из строя.
В связи с этим к точности поддержания заданных значений давления пара и уровня воды в барабане предъявляются высокие требования. Регулирование давления в барабане котла и питания котельных агрегатов главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей воды.
Исправность котельного агрегата во многом определяется качеством регулирования уровня воды. Параметром, характеризующим баланс, является уровень воды в барабане котла. Барабанам котла с естественной циркуляцией присуща значительная аккумулирующая способность, которая проявляется в переходных режимах. Если в статическом режиме положение уровня воды в барабане котла определяется состоянием материального баланса, то в динамике на положение уровня влияет большое количество возмущений. Основными из них являются изменения: