Автоматизація котельних установок

2. Автоматизація котельних установок

Опалювальні та опалювально-виробничі котельні є одним із перших місць серед споживачів паливних ресурсів, причому їх частка в загальному енергетичному балансі країни становить близько 50%.

В даний час в містах експлуатуються понад 120 тис. Котелень, і в перспективі вони будуть мати важливе значення. Індустріалізація сільського будівництва також вимагає значної кількості котелень малої потужності.

Технічна експлуатація котелень «малої енергетики» пов'язана з трудомісткими процесами. Для її вдосконалення потрібно автоматизація і механізація основних технологічних процесів. Найважливішим завданням автоматизації та механізації є забезпечення енергетичного і матеріального балансу установки при оптимальному ККД, мінімальних споживанні паливно-енергетичних ресурсів, забруднення навколишнього середовища, при економічній і безпечній роботі на будь-яких навантаженнях.

Історія автоматизації почалася саме з регулювання парових котлів. Її сучасний стан дозволяє, збільшивши економічність котлоагрегатів, підвищити безпеку, надійність і точність роботи обладнання, забезпечити зниження чисельності обслуговуючого персоналу, полегшення його праці.

Найбільша ефективність автоматичної експлуатації котелень передбачається при повній і комплексної автоматизації пристроїв основного і допоміжного обладнання. Як відомо, до першого відноситься сам котел, димососи і вентилятори, до другого - насосно-деаераторна установка, хімводоочищення, теплофікації установка, станція перекачування конденсату, ГРС, склад мазуту (вугілля) і топлівоподача.

Рівень автоматизації котелень залежить від наступних основних технічних факторів:

- призначення котла. По виду і параметрам енергоносія котли діляться на парові, водогрійні, з високотемпературним органічним теплоносієм (ВОТ). Як ОСЬ застосовуються діфенільная суміш (ДФС), дітолілметан (ДТН) і дікулілметан (ДКМ) з температурою не більше 310 ... 380 ° С. Сюди входять стаціонарні та пересувні котли, котли-Боилер і котли-утилізатори;

- конструкції котла і його обладнання (барабанний, прямоточний, чавунний секційний з наддувом, мікрокотел), виду тяги і т.п .;

- виду палива (тверде, рідке, газоподібне, пиловидне, комбіноване (газомазутних)) і типу паливоспалювальним пристрої (ТСУ);

- виду споживача (виробничий, опалювальний, індивідуальний і т.п.);

- числа котлів в котельні.

При складанні схеми автоматизації передбачають основні підсистеми автоматичного регулювання, технологічного захисту, дистанційного керування, теплотехнічного контролю, технологічної блокування і сигналізації.

Автоматичне регулювання забезпечує нормальний режим роботи котла (матеріальний і енергетичний баланс) незалежно від навантаження. Дистанційно керують допоміжними механізмами, а також розпалом котла (іноді на відстані до 20 км і більше). Технологічні захисту запобігають виникненню аварійних режимів котлоагрегату та допоміжного обладнання. За допомогою приладів теплотехнічного контролю ведуть безперервне спостереження за процесами, що протікають в котельні. Технологічні блокування забезпечують задану послідовність операцій управління, виключаючи можливість неправильних операцій, взаємодіють з технологічним захистом. Звукова і світлова сигналізація інформує обслуговуючий персонал про стан устаткування, попереджає про виникнення аварійної ситуації. Обсяг автоматизації залежить від виду котлоагрегату, схеми котельні та визначається СНиП II-35-76.

3. Автоматизація парогенераторів

автоматизація теплогенератор котельний установка

Технологічний процес отримання пара в барабанному парогенераторі (паровому котлі) загального призначення забезпечується АСР харчування (регулювання рівня води в барабані), АСР горіння і навантаження (регулювання тиску пара, повітря і розрідження в. Топці) і АСР перегріву пара і продувки. Кожна АСР має свої особливості.

Рівень води в барабані котла відноситься до числа головних регульованих величин, що визначають безпеку і надійність роботи самого агрегату і пов'язаних з ним установок. Зміна рівня відбувається внаслідок збільшення або зменшення витрати пари, зміни теплового навантаження топки і тиску пара. Рівень повинен підтримуватися в межах допустимого, вихід за ці межі (перепітка і спуск води) призводить до занедбаності води в економайзер, пароперегрівача і інші частини котла або до оголення і пережогу екранних трубок - до виходу котла з ладу.

При плавних навантаженнях, майже статичних режимах завданнярегулювання успішно вирішувала «автоматика по Ползунову» - поплавковий датчик зраджував подачу живильної води переміщенням клапана або впливом на поживний насос. Зі збільшенням потужності котлів, появою великої кількості споживачів зі змінними, різко змінюються навантаженнями виявилася одна особливість експлуатації барабанних котлів, що змусила змінити принцип регулювання.

При різкому відборі пара, тобто при D ^> D0, падає тиск в барабані р <§Сро, що призводить при тій же тепловим навантаженням до закипання пароводяної суміші, явищу «набухання». Це викликає підйом рівня Н>> # о, на що поплавковий регулятор реагує зменшенням притоку води GnB <G0, причому в момент великого споживання пара, коли необхідно підживлювати котел. Відбувається реверс зворотного зв'язку: замість негативної утворюється позитивна, і «набухання» стає тим більше, чим сильніше екранований котел і менше тиск пара. До того ж об'єкт не володіє самовирівнюванням і має ємнісний запізнювання. Динамічна характеристика з кривими: астатической Hx (t) - від різниці витрат пара і води, статичної - від «набухання» і результуючої H (t) представлена ​​на рис. 18.1, а. На рис. 18.1, б показаний трьох- імпульсний (є і двухімпульсний) регулятор харчування LC з сигналом по рівню і додатковими - витраті пара і надходженню (тиску) живильної води в котел. Регулятори цього типу широко поширені в автоматиці сучасних котлів завдяки стабільному підтримці рівня.

Таким чином, імпульс по тиску пари визначає теплопродуктивність котла і використовується для зміни подачі палива.

Разом з паливом повинен бути поданий необхідний для горіння повітря, співвідношення між ними показує коефіцієнт надлишку повітря.

Співвідношення «паливо-повітря» можна регулювати ло двома схемами: змінювати витрата палива, відповідно змінюючи витрату повітря, і навпаки. Досвід підтверджує велику економічність другого способу. При спалюванні газу в інжекційних пальниках використовується перша схема. Існує і схема «пар-повітря», при якій на регулятор повітря подається імпульс по витраті пара. Її застосовують для котлів, що працюють з постійним навантаженням, і при частій зміні палива, наприклад в газомазутних котлах. За такою схемою може використовуватися коригувальний імпульс по витраті палива, що підвищує ефективність процесу його згоряння.

Матеріальний баланс «пальне + повітря = димової газ» забезпечується відповідним розрідженням в топці, яке регулюється зміною напрямних апаратом подачі димососів або їх частотою обертання. Таким чином, в автоматику горіння включають три основних регулятора: палива (навантаження), повітря (співвідношення) і тяги. Іноді в ролі регулятора навантаження виступає регулятор повітря.

При паралельній роботі блоку котлів на загальну магістраль заданий тиск в ній підтримує головний, або провідний, регулятор, який управляє навантаженням всіх котлів.

Автоматичне регулювання перегріву пара виробляється з умов надійності спільної роботи котла і турбіни одним з трьох способів - паровим, газовим і парогазовим. Найчастіше використовується паровий спосіб, коли в поверхневому Переохолоджувач пара охолоджується живильною водою. Газовий спосіб заснований на зміні тепловіддачі пароперегрівача перепуском димових газів, минаючи його, парогазовий - на комбінації зазначених способів.

Розгорнута схема автоматизації парогенератора з великою кількістю комунікацій і ліній зв'язку досить складна, тому на рис. 18.2 наведена спрощена схема автоматизації газомазугного котла з нанесенням блоків регулювання основними процесами.

Ведучий регулятор VII по імпульсу рк тиску пара в общекотельного колекторі передає команду регулятору теплової потужності III, що змінює подачу палива. Одночасно регулятор палива отримує інформацію про витрату пари від датчика FT (1) і від дифференциатора PC - відомості про тиск в самому котлі, яке може бути відмінним від рк.

Регулятор повітря IV отримує сигнал від провідного регулятора разом з сигналами FT (3) по витраті повітря Вз, палива Т і за вмістом кисню 02 в димових газах. При зміні режиму регулятор пускає в хід направляючий апарат дутьевого вентилятора ДВ. Регулятор харчування VI змінює подачу живильної води в залежності від її витрати Gn.B, витрати пари D і рівня в барабані Н.

Регулятор тяги V збільшує подачу димососа ДС впливом на його направляючий апарат при зміні розрідження (-р) і синхронізуючого імпульсу від регулятора повітря. Регулятор перегріву пара VIII змінює температуру пара 6П. п уприскуванням живильної води в пароперегрівач ПП за сумарним сигналом про температурах пара 6Пц і 6К.

Регулятори тиску палива I і його температури II управляють байпасним клапаном паливного насоса ТН і подачею теплоносія в топлівоподогреватель ТП, забезпечуючи параметри рт і 6т, необхідні для нормальної роботи паливоспалюючих пристроїв.

Для котлів, які працюють на твердому паливі, регулятор подачі палива діє на плунжер пневмозабрасивателя (топки ПМЗ-ЛЦР, ПМЗ-РПК і ін.), Крім топок з ланцюговими решітками типу ЧЦР, що не дозволяють плавно змінювати подачу.

Автоматичне регулювання прямоточних котлів практично не відрізняється від барабанних. Винятком є ​​відсутність регулятора рівня в барабані. Однак передбачаються обов'язкова синхронізація між подачею палива і живильної води і регулятор температури пара. Зважаючи на високу напруженості теплових і гідроаеродинамічні процесів велика увага приділяється технологічним захистах, сигналізації і блокування.

В аварійних ситуаціях пристрої технологічного захисту повинні або зупинити котел, або перевести його на режим зниженого навантаження або здійснити деякі локальні операції. Потім виявляється і ліквідується причина порушення, повторний пуск в дію здійснюється черговим персоналом.

Зупинка котла необхідно проводити в наступних випадках: зниження температури пара, падіння тиску палива, згасання факела в топці, перепіткі котла вище 2-го межі, упускаючи води, зупинки обох димососів або вентиляторів. Керуючий вплив - останов дуттєвих вентиляторів і припинення подачі палива, димососи працюють для вентиляції газоходів.

Переводити котел на часткової режим (близько 50% навантаження) необхідно при підвищенні тиску і температури пари, останове одного димососа або вентилятора. Керуючий вплив - відключення половини ТСУ і блокування регулятора палива в бік збільшення подачі. Локальними операціями можуть бути: включення засобів пожежогасіння при загорянні сажі, відкриття робочих і контрольних запобіжних клапанів при підвищенні тиску пари на виході і в барабані і ряд інших впливів.

При зупинці регенеративних підігрівачів повітря котел зупиняють або переводять на часткової режим. Зупинка прямоточних котлів проводиться також автоматичним захистом при припиненні подачі живильної води. Особлива увага приділяється граничного регулювання тиску.

Список літератури

1. Благовіщенська М.М. Автоматика та автоматизація харчових виробництв. - М .: Агропромиздат, 1991. - 239 с.

2. Бородін І.Ф., Судник Ю.А. Автоматизація технологічних процесів. - М.: Колос, 2003. - 344 с .: іл. - (Підручники і навч. Посібник для студентів вищ. Навч. Закладів).

3. Загинайлов В.І., Шеповалова Л.Н. Основи автоматики. - М .: Колос, 2001..

4. Шавров А.І., Коломієць А.П. Автоматика. - М .: Колос, 2000..

розділ: фізика
Кількість знаків з пробілами: 21865
Кількість таблиць: 0
Кількість зображень: 2

... засобів автоматизації. 61 11. Економічний розрахунок. 65 12. Безпека і екологічність роботи .. 87 Висновок. 95 Conclusion. 96 Література. 97 Реферат Дипломний проект на тему «Автоматизація котельної установки виробництва мономерів» складається з 81 сторінки. У ній міститься 2 малюнки, 8 таблиць і додаток. Для складання цієї роботи було використано 20 джерел літератури, ...

... і розрахунок основного обладнання 4.1 Характеристика котлів марки ДЕ-4-14ГМ У зв'язку з Розширення котельні вінікає потреба Вибори котельного агрегату. Зважаючі на ті, что котли ДЕ-4-14ГМ ма ють високий ККД та добро зарекомендувалі собі в работе, а такоже підходять для Розширення своєю потужністю, Обираємо самє цею котел. Газомазутні парові вертикальні водотрубні котли типу ДЕ прізначені для ...

... і сигналізація порушень та аварійних ситуацій зі своїми протоколированием; Можливість дистанційного керування регулюючими виконавчими механізмами; Надійність. Для більш ефективного функціонування системи автоматизації можна пред'явити до Scada-пакету наступні вимоги: Контроль над технологічним процесом, стан технологічного обладнання і управління процесами і ...

... потужності воздухоподогреватели зазвичай відсутні, і холодне повітря в топку подається або вентилятором, або за рахунок розрідження в топці, створюваного димарем. Котельні установки обладнають Водопідготовчі пристроями (на схемі не показані), контрольно-вимірювальними приладами і відповідними засобами автоматизації, що забезпечує їх безперебійну і надійну експлуатацію. ...