Проектування автоматизації водогрійного котла

Міністерство з освіти і науки Російської Федерації

Державна освітня установа вищої професійноїосвіти

Південно-Уральський державний університет

Філія в м. Усть-Катаве

Факультет Автоматизація технологічних процесів івиробництв

Кафедра ТП і ОМП

Пояснювальна записка до курсового проекту

з дисципліни: Автоматизація технологічних процесіві виробництв

на тему: Проектування автоматизації водогрійного котла

Анотація

Ахметшин Р.Р. Проектування автоматизації водогрійного котла КВ-МГ-10.

Усть-Катав: ЮУрГУ, 2010, 45 с.

Бібліографія літератури - 10 найменувань. 3 листа креслень ф. А3, 1 листкреслення ф. А4.

Проведено характеристики об'єкту автоматизації, технологічного обладнання,застосовуваних у процесі матеріалів, потім описано обгрунтування вибору: регульованихвеличин і каналів внесення регулюючих впливів, контрольованих і сігналізіруемихвеличин, засобів автоматизації.

В результаті був автоматизований водогрійний котел КВ-ГМ-10, для якогобула розроблена система автоматичного контролю і регулювання температури прямоїводи, також описана робота електричних схем імпульсної сигналізації і захисту водогрійногокотла. Проведено розрахунки автоматичних пристроїв.

теплообмінний автоматизація водогрійний котел

Зміст

Введення

1.Характеристика об'єкта автоматизації

1.1 Опистехнологічного процесу

1.2Характеристика технологічного обладнання

1.3Характеристика застосовуваних у процесі матеріалів

2. Обгрунтуваннявибору регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів

3. Обгрунтуваннявибору контрольованих і сігналізіруемих величин

4. Обгрунтуваннявибору засобів автоматизації

5. Специфікаціяна засоби автоматизації

5.1Спеціфікаціяна прилади і засоби автоматизації

6. Системаавтоматичного контролю і регулювання температури прямої води

7. Описпринципової електричної схеми

7.1 Описроботи принципової електричної схеми імпульсної сигналізації водогрійногокотла

7.2 Описроботи принципової електричної схеми захисту водогрійного котла

8. Розрахункиавтоматичних пристроїв

8.1 Розрахунокзвужуючого пристрою

8.2 Розрахунокрегулюючого клапана

8.3 Розрахуноквимірювальної схеми потенціометра

Література інормативно-технічна документація

ообменний автоматизація водогрійний котел

Введення

Сучасне промислове виробництво неможливе без автоматизації. Широтаавтоматизації управління різними процесами на тому чи іншому підприємстві або об'єктібагато в чому характеризує загальний рівень і культуру виробництва на даному підприємстві,або ж рівень і досконалість даного технічного об'єкта. Передові галузі промисловостіта енергетики немислимі без широкої і повної автоматизації управління. Полегшуючи працюлюдини, підвищуючи культуру людської праці у всіх її видах, усуваючи відмінностіміж фізичною та розумовою працею. Автоматизація в той же час в сотні разів підвищуєпродуктивність праці, дозволяє повніше задовольняти різноманітні потребилюдини. Автоматизація робить практично здійсненним цілий ряд таких виробництві нових видів технологій, які без неї були б неможливі.

При автоматизації котельної автоматизуються всі основні і допоміжнітехнологічні процеси. Це веде до звільнення обслуговуючого персоналу від необхідностірегулювати ці процеси вручну. Впровадження спеціальних автоматичних пристроївсприяє безаварійної роботи устаткування, виключає випадки травматизму, попереджаєзабруднення атмосферного повітря. В останні роки все більша увага приділяєтьсяпитань комплексної автоматизації промислових котелень. І це не випадково: вякий енергетиці спалюється понад 50% всього палива, що добувається в країні. Враховуючи,що автоматизація процесів горіння дає до 10% економії палива, стає яснимпідвищений інтерес до комплексної автоматизації котельних.

1.Характеристика об'єкта автоматизації 1.1 Опис технологічного процесу

Водогрійний котел КВ-ДП-10 призначений для нагрівання води, яка використовуєтьсядля гарячого водопостачання та опалення. Вода, що йде до споживача, називається прямий ,а повертає назад від споживача в котел - зворотного . Вода використовуєтьсяхімічно очищена, тому що містяться в природній воді розчинні гази (кисеньі вуглекислота) руйнують метал котельного агрегату і трубопроводи. Також використанняприродної води призводить до відкладення накипу, яка викликає перегрів металу вслідстві погіршення відводу тепла. Для заповнення неминучих втрат води, потрібновода для підживлення зворотної води. Живильна вода застосовується хімічно очищена.Нагрівання води відбувається за рахунок тепла, що виділяється при спалюванні палива. Вода вкотел (поз.7 рис. 1.1.) надходить із температурою 750С і нагрівається до температури1500С.

Горіння - це процес хімічної реакції сполук горючих елементів газуз киснем, що сприяв підвищенню температури і відбувається з виділеннямтепла. Процес горіння газоподібного палива складається з утворення горючої суміші,нагріванні її до температури займання і горіння.

До пальнику котла підводять газ і повітря. Повітря подається дутьевих вентилятором(Поз.1, рис.1.1) Горюча суміш, яка утворюється в пальнику, загорається і віддаєтепло в топкову камеру. В результаті процесу горіння утворюються газоподібні продукти- Димові гази. Їх відсмоктує димосос, а потім викидає в атмосферу (поз. 3 рис.1.1). Спалювання здійснюється факельним способом. При спалюванні газового паливанеобхідно забезпечити: гарне попереднє перемішування газу з повітрям, веденняпроцесу з малими надлишками повітря, поділ потоку суміші на окремі струмені.Підігрів газоповітряної суміші і хімічна реакція горіння протікають дуже швидко.Основним чинником тривалості горіння є час, витрачений на перемішуваннягазу з повітрям у пальнику. Від швидкості і якості перемішування газу з необхіднимкількістю повітря, залежить швидкість і повнота згоряння газу, довжина факела топкиі температура полум'я. Для процесу горіння димососом створюється необхідне розрядженняі забезпечується повне видалення продуктів згоряння. Якщо досягти співвідношеннявитрати повітря у відповідності з подачею палива, процес спалювання буде здійснюватисяз максимальною економічністю.

1.2 Характеристикатехнологічного обладнання

Водогрійний котел КВ-ГН-10 являє собою теплообмінний пристрій з примусовоюциркуляцією води, обладнаний окремим димососом типу ДН12, 5У і вентиляторомВДН10У.

Теплопродуктивність 10 Гкал/год

Площа поверхні нагріву:

радіаційна 89 м2;

конвективна 141,9 м2.

Температура води:

на вході в котел 75 0С;

на виході з котла 150 0С.

Тиск води:

на вході 16 кгс/см2;

на виході 10 кгс/см2.

Тиск газу перед пальниками 2330 кгс/м2.

Ширина котла 3,84 м

Довжина 4,90 м

Висота 4,75 м.

Маса металевої частини 11,8 т.

Особливістю конструкції котла є наявність трьох східчастих екранів,які ділять топку на чотири відсіки. Крім того, в топці розміщені бічні і стельовіекрани, останній переходить частічново фронтовий екран. Ширина відсіків 740 мм.Топкакотла виконана у вигляді прямокутної шахти. Щільне екранування дозволило застосуватипічну натрубні обнуровку. Котли відрізняються сильно розвиненою поверхнею нагріву.Конвективна поверхня нагріву розміщена в газоході і являє змієвиковийекономайзер, що складається з 16 секцій. Секції набирають таким чином, щоб змійовикирозташовувалися паралельно фронту котла в шаховому порядку. Для спалювання газу встановленіпальники з прямою щілиною, що закінчується розширенням. Пальники розміщені між вертикальнимитопковим екранами. Продукти горіння надходять з топки в конвективний газохід черезпроріз... висотою 100 мм у верхній частині, під розділової стінкою.

1.3 Характеристиказастосовуваних у процесі матеріалів

Вихідні продукти - вода, повітря, газ. Готовий продукт - гаряча вода.

Вода - рідина, що не має кольору та запаху. Хімічна формула - H2O. Вода, що надходить в котел, проходитьхімічне очищення і деаерацію, і не повинна містити солі, гази. Основні показникиводи після очищення надходить в котел: жорсткість не більше 20 мкг.екв/кг, солевміст245 мг/кг, лужність pH = 7, зміствуглекислоти неприпустимо, зміст O2 до 30 мкг/кг, в'язкістьОј = 0,135 спз, щільність ПЃ = 1006,7 кг/м3.

Газ використовується природний. Газове паливо являє собою суміш горючихі негорючих газів (метан, етан, пропан, бутан, водень, окис вуглецю, азот, вуглекислийгаз, кисень). Основним елементів газової суміші є метан. Це газ без кольору,майже без запаху, практично не розчиняється у воді, хімічно малоактивний. Хімічнаформула CH4.

Жаропроізводітельность газа2040 0С. Щільність газу - в 2 рази легший за повітря.Теплота згоряння: QH = 8500 ккал/м3, QВ = 9500ккал/м3. Межі займання: нижній 5%, верхній 15%.

До складу повітря входять:

азот 78,8%;

кисень 20,95%;

інертні гази 0,94%;

вуглекислий газ 0,03%.

Готовим продуктом є вода з температурою 1500С, витратою 123,5 т/ч.Ця вода використовується для гарячого водопостачання та опалення.

2. Обгрунтування вибору регульованих величин і каналіввнесення регулюючих впливів

З багатьох параметрів характеризують процес, необхідно вибрати ті, якіпідлягають регулюванню і зміною яких доцільно вносити регулюючий вплив.Для цього необхідні результати аналізу цільового призначення процесу. Виходячи зрезультатів, аналізу вибирають критерій управління, його задане значення і параметри,зміною яких найбільш доцільно на нього впливати. Останнє здійснюєтьсяна основі статичних і динамічних характеристик процесу, що дають уявленняпро взаємозалежність параметрів.

Показником ефективності роботи водогрійного котла є температура прямоїводи. На неї діють такі обурення:

В·витрата води через котел;

В·витрата палива;

В·витрата повітря;

В·розрядження;

В·температура зворотної води.

Стабілізувати, тобто усунути всі обурення не можна, тому витрата палива,витрата повітря і розрядження взаємопов'язані. Усунути можна тільки одне обурення- Витрата води через котел. Витрата води стабілізується за допомогою підживлення зворотноговоди хімічно-очищеної водою. Крім того, температура прямої води повинна змінюватисяв залежності від температури зовнішнього повітря. Аналізуючи ці обурення, можнаприйти до висновку, що економічно доцільним буде використання в якостірегулюючого впливу зміна подачі палива. В котельні одночасно працюють2 котла, тому доцільно використовувати каскадно-зв'язане регулювання з головнимрегулятором. Він сприймає зміну температури зовнішнього повітря і температурипрямий води, тобто в загальному колекторі. Впливає головний регулятор на регуляторипалива всіх котлів. Крім того, на регулятор палива подається сигнал від датчикатемператури води за котлом і від датчика температури зворотної води. Таким чином,подача палива змінюється в залежності від температури зовнішнього повітря, температурив загальному колекторі, температури води за котлом і температури зворотної води. Повітряповинен подаватися в такій кількості, щоб забезпечити повне спалювання палива.Якщо повітря недостатньо, то крім неповноти спалювання, тобто економічних втратбуде забруднення атмосфери. Якщо повітря буде надлишок, то буде винесення тепла в трубу.Таким чином, необхідно регулювати співвідношення "паливо-повітря". Паливоможе йти різної якості, і розрахунковий коефіцієнт співвідношення може виявитисяне оптимальним. Для підвищення якості необхідно контролювати повноту спалюванняпалива за вмістом кисню в димових газах. Таким чином, регулятор повітрябуде змінювати подачу повітря в залежності від витрати палива, витрати повітря,з корекцією за вмістом кисню в димових газах. У даному проекті змінавитрати повітря важко, так як перетин воздуховода прямокутне. Тодірегулювання ведеться за непрямим параметру - тиску повітря.

Для процесу горіння в топці має бути створено розрядження, якщо воно буденедостатнім, то можливо погасання полум'я. Якщо занадто велике, то відрив полум'явід пальника. Розрядження в проекті регулюється залежно від витрати повітря,зміною продуктивності димососа.

Отже, в проекті використовуються такі САР:

1. САР температури прямої води з корекцією по температурі зворотної води,температури зовнішнього повітря зміною витрати палива в залежності від температурив загальному колекторі;

2 САР тиск повітря з корекцією за вмістом O2в димових газах і по витраті палива, зміною подачі повітря;

3 САР розрядження в топці котла з корекцією по витраті повітря, зміноюпродуктивності димососа;

4 САР зворотної води, подачею живильної води.

3. Обгрунтування вибору контрольованихі сігналізіруемих величин

Контролю підлягають ті параметри, за значеннями яких здійснюється оперативнеуправління технологічним процесом, а також його пуск і зупинка. До таких параметріввідносяться всі режимні і вихідні параметри, а також вхідні параметри, при змініяких в об'єкт будуть надходити обурення. Обов'язковому контролю підлягають параметри,значення яких регламентуються технологічною картою.

Контролю підлягають усі регульовані параметри:

В·витрата зворотної води;

В·температура зворотної води;

В·температура прямої води;

В·тиск повітря;

В·концентрація кисню в димових газах;

В·розрядження в топці котла;

В·температура води в колекторі.

Крім регульованих параметрів контролю підлягають наступні:

В·витрата газу;

В·тиск води на вході і виході з котла;

В·витрата води в колекторі і витрата прямий води;

В·температура димових газів за котлом;

В·тиск повітря після дуттєвого вентилятора;

В·тиск газу;

В·розрядження перед димососом;

В·вміст метану в приміщенні;

В·наявність полум'я.

Контроль витрати газу та витрати води необхідний для розрахунку техніко-економічнихпоказників.

Контроль тиску води необхідний для того, щоб визначити, чи є витратаводи через котел. При зменшенні витрати тиск знижується. Контроль тискуповітря після дуттєвого вентилятора необхідний для визначення роботи вентилятора.Пониження тиску повітря відбувається в разі відключення вентилятора або закриттяйого направляючого апарату при несправності регулятора повітря. При зниженні тискуповітря може статися відрив факела або його погасання. Так як в момент відключеннявентилятора повітря в топку не надходить, розрядження збільшується, відбувається відривфакела.

Пониження тиску газу нижче допустимого призводить до погасанням факела. Томутиск палива необхідно контролювати.

При підвищених розрядження в газоході буде великий присос зовнішнього повітрячерез всякого роду нещільності в обмуровке, це погіршить умови теплопередачі,знизиться продуктивність за рахунок підвищеної втрати з газами, що відходять. Томунеобхідний контроль розрядження перед димососом.

Метан в суміші з повітрям створюють вибухонебезпечну газоповітряну суміш, вибухаєвід джерела відкритого вогню. Вона діє на людину задушливо і отравляюще, томунеобхідно контролювати вміст метану CH4 в приміщенні.

При згасанні факела, топка котла і приміщення заповнюються газом, і може статисявибух.

Для запобігання цього передбачений контроль за наявністю полум'я в топцікотла.

Сигналізації підлягають всі параметри, зміни яких можуть призвести до аварії,нещасним випадкам або серйозного порушення технологічного режиму. До них відносяться:

В·підвищення температури води за котлом;

В·пониження і підвищення тиску газу;

В·пониження тиску води у зворотному трубопроводі;

В·наявність полу...м'я;

В·підвищення метану CH4 в приміщенні;

В·пониження тиску повітря;

В·підвищення розрядження димових газів;

В·пониження витрати газу;

В·підвищення кисню в димових газах.

Оперативний технологічний персонал при оповіщенні його пристроями сигналізаціїпро небажаних подіях повинен вжити відповідних заходів щодо їх ліквідації. Якщоці заходи виявляться не ефективними і параметр, що характеризує стан ТОУ досягнеаварійного значення, повинні спрацювати системи протиаварійного захисту, які автоматичноза заданою програмою перерозподіляють матеріальні та енергетичні потоки, включаютьі відключають апарати об'єкта з метою запобігання вибуху, аварії, нещасноговипадку, випуску великої кількості браку.

Котел підлягає захисту при відхиленні наступних параметрів:

В·підвищення температури води за котлом;

В·підвищення або пониження тиску води за котлом;

В·пониження тиску повітря;

В·підвищення або пониження тиску газу;

В·зменшення розрядження в топці котла;

В·підвищення тиску зворотної води;

В·погасання факела в топці котла.

Захист полягає в автоматичному припинення подачі палива при відхиленнібудь-якого з перерахованих вище параметрів.

4.Обгрунтування вибору засобів автоматизації

Засоби автоматизації повинні бути вибрані технічно грамотно і економічнообгрунтовано. Конкретний тип автоматичного пристрою вибирають з урахуванням особливостейоб'єкта управління і прийнятої системи управління. При цьому перевагу слідвіддавати однотипним, централізованим і серійно випускається пристроям. Це значновикористовувати багаторазово. Вони володіютьВ якостіГоловнимДля вимірюванняВВВикористанняДля усуненняВВ якостіДля усуненняВДля усунення
5. Одиниця виміру

Код

теля

код 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 976 2

1-10

Класточності 0,5. 976 2 976 1 гр. td> 976 225647 4211432002 2

1-5,

4-3,

6-3

Прилад регулюючий контактний з імпульснимвиходом. Uпит-220В, Iвих = В± 24В, r = 10-500%, часінтегрування від 5 до 500 сек., час демпфування від 0 до 500 сек. МЗТА г.Москва

РС29.0.12

ТУ311-0225542.

078-91

шт 976 225542 4218418292 3

1-6,

4-4,

6-4

Підсилювач потужності трипозиційний.Uпіт = 220В. МЗТА, м.Москва

У29.3М

ТУ311-9225542.

079-91

шт 976 225542 4218218108 3

1-7,

4-5,

6-5

Механізм виконавчий електричнийоднооборотні. Uпіт = 220В, номінальнийкрутний момент 40 Н.м, повний хід вихідного валу 0,25 оберту, номінальний часповного ходу вихідного валу 10 с.

Чебоксарське ПО "Промприлад",м.Чебоксари

МЕ040/

10-0,25

ТУ25-7504.014-86

шт 976 225542 4218513420 3

1-8,

4-6,

6-6

Поворотно-регулююча заслінка Р = 2,5 МПа,робочий кут повороту 900, Матеріал - сталь 25П. Завод "Теплоприбор"г.Улан-Уде. ПРЗ-150 шт 976 367815 23167545113 3 1-12

Прилад реєструючий. Шкала

0-1000С, гр.50П. Uпіт = 220В. Вихідний сигнал 0-5мА. Класточності 0,5. Кіровоканскій завод "Автоматика". г.Кіровокан.

Диск-250-1231

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 1 2-1

Термоперетворювач опору платиновий,

гр 50П. Межі виміру -

-50 Вё +500 0С, L = 200мм.

Захисна арматура ст. 08х12Н10Т.

ПО "Електротермія". м.Луцьк

ТСП-1088-01

ТУ25-7363.042-89

шт 976 225647 4211419562 1 2-2 Мілівольтметр для вимірювання температури,шкала 0 ... 3000С, гр.50П, похибка В± 1,0%. Вихідний сигнал 0-5мА. Uпіт = 220В. г.Москва Ш4540/1 шт 976 227618 423250614 1

3-1,

3-2

Датчик-реле температури типу 31-03.Межі установок 400 ... 2000С, зона повернення 120С, похибка +8%. "Промприлад",г.Орел

Типу 31-03

ТУ311-0227450.

095-93

шт 976 227450 4218712541 1 4-1 Перетворювач вимірювальний тиску.Межі виміру 0-1,6 кПа. Похибка В± 0,5%. Вихідний сигнал 0-5 мА. Uпіт = 220В. ПО "Теплоконтроль" м.Казань "Сапфір-22ДІ" -2120 ТУ25-02.100431-85 шт 976 225626 421281 1 4-2

Прилад реєструючий. Шкала

0-10МПа, Uпіт = 220В. Вихідний сигнал 0-5мА. Клас точності 0,5.м. Челябінськ

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 1

4-7,

4-8

Аналізатор кисню. Межі виміру0-21%, похибка 2%,. Uпіт = 220В,частота 50Гц. НПФ "Циркон" м.Москва

ТДК-3М

ТУ250.

5273-89

шт 976 226347 421511 1 4-9 Вторинний прилад. Межі виміру0-21%, похибка 2%,. Uпіт = 220В,частота 50Гц. НПФ "Циркон" м.Москва "Оксіме...с" шт 976 226347 421511 1 5

Датчик-реле розрядження. Межі уставок0,4-40кПа. Uпіт = 220В. Похибка В± 1%.

"Теплоприбор". г.Улан-Уде.

ДТ40

ТУ25-02.150.

217-83Е

шт 976 225610 4218721412 1 6-1 Перетворювач вимірювальний тиску.Межі виміру 0-10 кПа. Похибка В± 0,5%. Вихідний сигнал 0-5 мА. Uпіт = 220В. АТ "Манометр" м.Москва "Сапфір-22ДВ" -2220 ТУ25-02.100431-85 шт 976 227508 4212814788 1 6-2

Прилад реєструючий. Шкала

0-10 МПа, гр.50П. Uпіт = 220В. Вхідний сигнал 0-5мА. Вихіднийсигнал 0-5мА. Клас точності 0,5. Кіровоканскій завод "Автоматика".м. Челябінськ.

Диск-250-1211

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 1

7, 11,

13

Манометр показує сигналізує.Межі виміру 0-1,6 МПА, Uвих = 220В,клас точності 1,5. Томський манометричний завод, м. Томськ

ДП2010Cr

ТУ311-0225591.

006-90

шт 976 225591 4212148078 3

8,10,

12,14

Датчик-реле тиску. Межі уставок0-25МПа, Uвих = 220В, похибка В± 1%. "Теплоприбор". г.Улан-Уде.

ДД-0, 25

ТУ025-02.160.

21785Е

шт 976 225610 4218721415 4 15 Вакуумметр показує сигналізує.Межі виміру 0-0,1 МПа, Uвих = 220В,клас точності 1,5. Томський манометричний завод, м. Томськ

ДВ2010Cr

ТУ311-0225991.

006-90

шт 976 225591 4212148079 1

16-1,

18-1,

19-1

Камерна діафрагма. Матеріал сталь 12х18Н10Т. Тиск 10МПа. Діаметр 150 мм.

ПО "Госфізпрібор".

м.Івано-Франківськ

ДКС 10-150

ТУ26969-86

шт 976 5782913 4212921201 3

16-2,

18-2,

19-2

Перетворювач вимірювальний різницітиску. Межі виміру 0-1,6 кПа. Похибка В± 0,5%. Вихідний сигнал 0-5мА. ПО "Теплоконтроль".м.Казань

"Сапфір-22ДД" -2441

ТУ25-02.720122-81

шт 976 225626 421281 3

16-3,

17-3, 18-3,

19-3

Блок добування квадратного кореня. Uвих = 220В, вихідний сигнал 0-5 мА, похибка0,5%. "Промприлад" м. Івано-Франківськ

БИК-1

ТУ25-02.72122-81

шт 976 225652 4218210401 4 16-4 Прилад реєструючий. Межі виміру0-160 +14. Вихідний сигнал 0-5 мА, Uвих = 220В, клас точності 0,5. Вхідний сигнал 0-5 мА. Пі-регулятор d = 0,5-20%, т.і. 20-200 сек. м. Челябінськ

Диск-250-4321

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 1 18-5 Підсилювач потужності терісторний. Потужність15ВА. МЗТА. г.Москва У24.10 шт 976 225342 4218218108 1 16-6 Механізми електричні однооборотні.Номінальний момент на вихідному валу 16Н.м. Повний хід вихідного валу 0,25 оберту,час повного ходу 63 с. ПО "Промприлад" м.Чебоксари

МЕО16/63-025-80

ТУ25-7504.014-86

шт 976 5784910 4218513420 1 16-7 Клапан регулюючий (поворотний). Ру = 6,4МПа, Кu = 150м3/ч, робочий кут повороту важеля900. Котельний завод г.Барнаула. 6С-8-1 шт 976 1 17-1

Камерна діафрагма. Матеріал сталь 12х18Н10Т. Тиск 10МПа. Діаметр 150 мм.

ПО "Госфізпрібор".

м.Івано-Франківськ

ДКС 10-150

ТУ26.969-86

шт 976 5782913 4212921201 3 17-2 Перетворювач вимірювальний різницітиску. Межі виміру 0-25 кПа. Похибка В± 0,5%. Вихідний сигнал 0-5мА. Uвих = 220В. ПО "Теплоконтроль".м.Казань

"Сапфір-22ДД"-ВМ-2434

ТУ25-02.100431-85

шт 976 225626 421281 1 17-4 Прилад реєструючий. Шкала 0-1600м3/ч. Jвх = 0-5мА, вихідний сигнал 0-5мА. Uвих = 220В, клас точності 0,5. м. Челябінськ

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 1

18-4,

19-4

Прилад реєструючий. Шкала 0-160 т/ч.Jвх = 0-5мА, вихідний сигнал 0-5мА. Uвих = 220В, клас точності 0,5. м. Челябінськ

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт 976 225961 4217455000 2

20-1,

20-2

Газоаналізатор оптико-акустичний.Вихідний сигнал 0-5 мА, Uвих = 220В,похибка В± 5%. Смоленськийзавод засобів автоматики.

ГІАМ-14

ТУ25.7407.

0014-87

шт 976 5784952 4215140281 1 Міліамперметр вузькопрофільний, модифік...ації-К.Шкала 5ккА-5А, похибка В± 1,0%. Ленінградське ПО "Вібратор" м.Санкт-Петербург

М1730

ТУ25-04.2111-77

шт 976 5755099 4223160235 1 21-1 Фотодатчик низькочастотний, вхідний сигнал6-12 Гц, вихідний сигнал 0 ... 10В. Uвих = 27В. МЗТА. г.Москва

ФД4

ТУ25-0.2.05.0215-82

шт 976 225542 4218920773 1 21-2 Прилад контролю полум'я і управліннярозпалом. Потужність 20ВА. МЗТА. г.Москва

ФЗ4.2

ТУ25-0205.0214-87

шт 976 225342 4218780192 1 22 Клапан відсікач. Діаметр 150 мм. ПКН-150 шт 976 1

Блок живлення. Восьмиканальний виконання.Uвих = 220В. Потужність 26 ВА. ПО "Промприлад"

м.Івано-Франківськ

22БП-36

ТУ25-0.2720159-81

шт 976 225652 4218210927 1 9 Манометр показує. Межі виміру0,1-6 МПа, клас точності 1,5. "Теплоконтроль". м.Казань

МПЗ-У

ТУ25-70020045-87

шт 976 225626 4212131870 1
6.Система автоматичного контролю і регулювання температури прямої води

Рис. 6.1. САР та САК температури прямої води

1-1 Термоперетворювач опору платиновий ТСП-1088 гр 100П;

1-2 Прилад реєструючий ДИСК-250-1231;

1-3 Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом РС 29.2.22;

1-4 Термоперетворювач опору мідний ТСМ-1088 гр 50Н;

1-5 Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом РС 29.0.12;

1-6 Підсилювач потужності трипозиційний У29.3.П;

1-7 Механізм виконавчий електричний однооборотні МЕО-40/10-0, 25;

1-8 Поворотно-регулююча заслінка ПР3-150;

1-9 Термоперетворювач опору платиновий ТСП-1088 гр 100П;

1-10 Прилад реєструючий ДИСК 250-1231;

1-11 Термоперетворювач опору мідний ТСМ-1088 гр. 50Н.

1-12 Прилад реєструючий ДИСК 250-1231.

Якщо температура води в колекторі збільшилася, збільшується опіртермоперетворювача опору типу ТСП-1088 (поз. 1-1). Воно вимірюється вториннимприладом типу ДИСК 250-1231 (поз. 1-2), з нього уніфікований сигнал постійногоструму подається на головний регулятор РС 29.2.22 (поз. 1-3).

З головного регулятора сигнал йде на регулятор палива типу РС29.0.12 (поз.1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-законом регулювання.Цей сигнал підсилюється підсилювачем 129.3.М (поз. 1-6) і подається на виконавчиймеханізм типу МЕО-40/10-0, 25, який повертає поворотно-регулюючу заслінкуПРЗ-150 і вона зменшує подачу палива.

Якщо збільшиться температура зовнішнього повітря, збільшиться опір термоперетворювачаопору типу ТСМ-1088 (поз. 1-4). З нього сигнал йде на регулятор РС29.1.22(Поз. 1-3), а з нього сигнал йде на регулятор РС 29.0.12 (поз 1-5). У ньому формуєтьсякеруючий сигнал відповідно до ПІ-законом регулювання. Цей сигнал підсилюєтьсяпідсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10-0, 25(Поз. 1-7), який зменшує подачу палива за допомогою поворотно-регулюючої заслінкитипу ПРЗ-150 (поз. 1-8).

Якщо температура прямої води збільшилася, збільшується опір термоперетворювачаопору типу ТСП-1088 (поз. 1-9). Воно вимірюється вторинним приладом типу ДИСК-250-1231(Поз. 1-10) і з нього уніфікований сигнал постійного струму подається на регуляторРС29.0.12 (поз. 1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-закономрегулювання. Цей сигнал підсилюється підсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається навиконавчий механізм типу МЕО-40/10-0, 25, який зменшує подачу палива, змінюючиположення поворотно-регулюючої заслінки ПРЗ-150 (поз. 1-8).

Якщо температура зворотної води збільшилася, збільшується опір термоперетворювачаопору типу ТСМ-1088 (поз. 1-11). Воно вимірюється вторинним приладом типуДИСК 250-1231 (поз. 1-12) і з нього струмовий сигнал подається на регулятор РС29.0.12(Поз.1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-законом регулювання.Цей сигнал підсилюється підсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається на виконавчиймеханізм типу МЕ0-40/10-0, 25 (поз. 1-7), який зменшує подачу палива, змінюючиположення поворотно-регулюючої заслінки ПРЗ-150 (поз. 1-8). Температура живильноїводи сигналізується.

7.Опис принципової електричної схеми 7.1 Опис роботи принципової електричної схеми імпульсноїсигналізації водогрійного котла

Правильно побудовані схеми забезпечують чітку сигналізацію, сприяютьзапобігання аваріям та нещасним випадкам. Схема сигналізації повинна забезпечуватиодночасну подачу світлового і звукового сигналів, з'їм звукового сигналу, повторністьспрацьовування виконавчого пристрою звукової сигналізації після його відключеннянатисканням кнопкового вимикача; перевірку виконавчого пристрою сигналізаторіввід одного кнопкового вимикача.

У проекті сигналізація здійснюється за допомогою схеми імпульсної сигналізації.Нехай, наприклад, температура прямої води стала вище допустимого значення, замикаєтьсяконтакт Р1, загоряється лампа ML1 і починається заряджатисяконденсатор C1. Імпульс струму зарядки змушує короткочасноспрацювати реле K2; контакт К2 (рядок 4) включає реле К1.Контакт К1 (рядок 3) ставить реле К1 на самоблокуванням, а контакт К1 (рядок 2)включить дзвінок НА. Після імпульсу струму реле К2 знеструмити і буде готове прийнятисигнал від інших датчиків. Для відключення дзвінка необхідно натиснути кнопковий вимикачSB2, реле К1 знеструмлено і контакти К1 (рядки 3 і 2) розімкнуться.Перший контакт запобіжить включення реле К1 після опускання вимикача SNB2, а другий вимкне дзвінок. Для перевірки справності дзвінкаі ламп натискають кнопковий вимикач SB1. Резистор Р1 дозволяєконденсатору C1 розрядитися при розмиканні контакту Р1 зтим, щоб ланцюг була готова знову спрацювати при повторному замиканні контакту Р1.Діод UD1 запобігає включення всіх інших ламп, крімлампи HL1, якщо замкнеться тільки контакт Р1. Діод VD2 служить для випрямлення струму. Лампа HL11сигналізує про наявність напруги живлення в схемі.

7.2 Опис роботи принципової електричної схеми захисту водогрійного котла

Автоматика безпеки призначена для контролю за основними параметрамикотла та відключення його при відхиленні цих параметрів за межі допустимих значень.Дія захисту зводиться до отсечке газу, що подається в топку котла, цим самим запобігаєможливий розвиток аварії.

Нехай температура прямої води стала вище заданого, контакт Р11 (рядок 36)замикається, під напругою обмотка реле К3 (рядок 36), воно спрацьовує. Замикаєтьсяйого контакт К3 (рядок 44), під напругою обмотка реле захисту К11 (рядок 48),воно спрацьовує. Контакт К11 (рядок 54) розмикається, обмотка клапана відсікачаК12 (рядок 54) знеструмлюється. Його затвор під дією власної ваги і поворотнійпружини падає, припиняючи подачу газу. Кнопка SB3 необхіднадля здійснення відсіче...ння газу вручну, незалежно від зміни параметра. Для зупинкикотла натискають кнопку SB3, реле захисту К11 під напругою,його контакт К11 (рядок 54) розмикається, обмотка реле клапана-відсікача К12 знеструмлюється,клапан закривається, припиняючи подачу. Якщо необхідно здійснити пуск котла незалежновід зміни параметра, натискають кнопку SB4, обмотка релеК12 під напругою, сердечник втягується, відкриваючи клапан.

8.Розрахунки автоматичних пристроїв 8.1 Розрахунок звужуючого пристрою

При виборі типу звужуючого пристрою зазвичай керуютьсяправилами:

-втрати тиску (енергетичні втрати) у звужуючих пристроях збільшуєтьсяв певній послідовності: труба Вентурі, коротке сопло Вентурі, сопло-діафрагма;

-за інших режимних умовах і однакових значеннях m і Ар сопла дозволяють вимірювати великівитрати потоків і забезпечують більш високу точність вимірювання в порівнянні з діафрагмами,особливо при малих значеннях т;

-в процесі експлуатації діафрагми закріплюються в більшій мірі,ніж сопла і змінюють коефіцієнти витрати, а, отже, площі поперечногоперетину вимірювального трубопроводу у диска і ступінь притуплення гостроти кромки;

При виконання розрахунків стандартних звужуючих пристроїв, пов'язанихзміною витрати потоків, вирішують чотири завдання.

1. Визначення діаметру d20 отвірдіафрагми, сопла, сопла Вентурі, якщо відомі витрати потоку, його фізико-хімічніпараметри і розміри циліндричного ділянки трубопроводу. У цьому випадку заснованерівняння витрати потоку містить три невідомих а, Оµ, d20.Можливий шлях послідовних наближень, при якому довільне значення задаєтьсяd, відповідним якому або стандартного значенням т,визначають у першій наближенні а, полотен орієнтовний значення Оµ по відношеннюО”p/р. Виходячи з першого наближення а, знаходимо коефіцієнтm і по таблиці коефіцієнтів витрати,наприклад, для діафрагми з кутовим відбором перепаду тиску, визначають відповіднезначення dy при певному числіРейнольдса зазвичай при (Re = 1000000) після постановки dy в управління витрати знаходять, а піддругому наближенні. Розрахунок продовжують до тих пір, поки d20не буде відрізнятися більш ніж на 0,1%.

2. 0пределеніе діаметра d20 отвірзвужуючого пристрою при вільному виборі граничного перепаду тиск О”рпр.Вибирає так, щоб відносна площа пристрої m була невелика. При середніх швидкостях потоків вимірювальних трубопроводах10-25м/с значення m повинні відповідатиперепадом тиску, лежачому в межах 0,016-0,063 МПа.

Застосування звужуючого пристрою з відносною m 0,35 зв'язком наступними перевагамизменшується середня квадратична відносна похибка при більшій областівимірювання вимірюваних витрат потоку і вплив шорсткості вимірювальних трубопроводівдо 300 мм; скорочується довжина прямих вимірювальних установок трубопроводу.

3. Визначення перепаду тиску DР, створюваного діафрагмою,соплом, соплом Вентурі або трубою при певному витраті потоку для вибору необхідногоманометра

4. Визначення витрати потоку по вимірюваному перепаду тискуна звужуючому пристрої обумовленого типу при відомих конструктивних параметрахзвужуючого пристрою вимірювального трубопроводу з урахуванням фізико-хімічних показаньпотоку.

Вихідні дані:

речовина - вода

абсолютний тиск Р = 3,5 кгс/см2

внутрішній діаметр труби ДТР = 50 мм

максимальний об'ємна витрата Q0max = 20м3/ч

мінімальний об'ємна витрата Q0min = 10м3/ч

допустима норма тиску Рn = 1 кгс/см2

наявний прямий ділянку труби перед діафрагмою

Температура t = 100С Розрахунок:

З таблиці визначаються необхідні для розрахунку щільність і динамічна в'язкістьПЃ = 999,7 кг/м3, Ој = 1,3077.

,

де -

Таблиця 1

10000 16000 0,253 О± 0,76 m 0,48 0,375 0,31 31 21 22,5 48,5 60 6000

повинен:

тобтоорганом.ователей;

2) ІМ повинні застосовуватисяз урахуванням навколишніх умов і мати відповідне виконання (пило-, Бризко,- Вибухозахищене);

3) ІМ повинні відповідативимогам щодо енергетичних, експлуатаційним і економічним показникам, а такожвимогам надійності, що пред'являються в залежності від ступеня відповідальності регульованоювеличини;

4) найменш важливим чинником при виборі виконавчогомеханізму є його маса і габаритні розміри, проте в окремих випадках ціпоказники також слід враховувати, якщо цього вимагає специфіка його застосування.

Мета розрахунку: визначення умовної пропускається здібності; визначення діаметраумовного проходу Ду; вибір конкретного клапана.

Вихідні дані:

речовина - вода

температура - 100С

внутрішній діаметр труби ДТР = 50 мм

максимальний об'ємна витрата Q0max = 20м3/ч

мінімальний об'ємна витрата Q0min = 10м3/ч

тиск на початку ділянки труби, на якому стоїть регулюючий клапан PH = 3,5 кгс/см2

тиск в кінці ділянки труби PК = 2 кгс/см2

довжина труби L = 20 м

Z = 0, два вентилі, трубопровід прямої горизонтальний.

Розрахунок:

Знаходяться бракуючі для розрахунку дані: щільність і динамічна в'язкість:ПЃ = 999,7 кг/м3; Ој = 1,3077 СПЗ. Складається схема трубопроводу, на якомукоштує регулюючий клапан

Рис.1

Визначається число Рейнольдса для максимального та мінімального витрат

Визначається коефіцієнт тертя для максимального та мінімального витрат.

Визначаються середні швидкості потоку для максимального та мінімального витрат.

Визначаються втрати на тертя при максимальному і мінімальному витратах:

Визначаються втрати на місцеві опори, для цього знаходяться коефіцієнтиопору

Оѕвх - коефіцієнт опору входу в трубу 0,5

Оѕвих - коефіцієнт опору виходу 1

Оѕвент - коефіцієнт опору вентиля 5

Визначаються сумарні втрати на тертя і місцеві опори

Визначається перепад тиску на регулюючий орган при max і min витратах:

Визначається max і min пропускна спроможність регулюючогооргану з урахуванням коефіцієнта запасу

Вибираються стандартні значення Ду і.

Ду = 50 мм = 63 м3/ч

Обчислюється число Remax дляДу.

.

За кількістю Remax знаходиться поправкана в'язкість ОЁ.

ОЁ = 1.

Визначається пропускна здатність з урахуванням впливу в'язкості.

Визначається відносне положення затвора регулюючого органу при max і min витратах.

Клапан обраний вірно, так як nmax <0,9; nmin> 0,1.

Вибирається конкретний тип клапана, враховуючи, що робочу речовину (вода) -рідина не агресивна, t = 100C,вибираємо клапан типу 25ч32ННС.

8.3 Розрахунок вимірювальноїсхеми потенціометра

Мета розрахунку: визначення опору вимірювальної схеми

Вихідні дані

Межі виміру від 0 до 7.

Градуювання ХК, R реохорда(300 Ом), температура вільних кінців t = 1000С.

Розрахунок

З [2,36-38] вибираються бракуючі для розрахунку дані.

За заданим значенням температури tн, tк, t0, знаходять термоЕРС ЄП = 0 мВ, ЄК = 29,028мВ при 100 0С У (tt0 ') = 4,095 мВ.

Задаються типовими значеннями деяких параметрів схеми.

Для підвищення чутливості I1 = 3 мА, I2 = 2 мА, Rт = 750 Ом, rн = 1 Ом.

Еквівалентна R реохорда зшунтом вибирається з діапазону 90, 100, 300 Ом. Rе = 100 Ом.

З [1,129-130] Eс = 1018,6 знаходить...ся ЕРС нормальногоелемента. І температурний коефіцієнт електричного опору для міді L = 4,26 В· 103 1/с.

Знаходиться R порівняльногорезистора

.

Знаходиться R шунта. Знаходиться наведене R всього ланцюга реохорда, що складається з паралельногоз'єднання реохорда, шунта і Rн.

Знаходиться R резистора визначальногокінець шкали

Знаходиться R мідного резистора,входить до поправку на температуру вільних кінців

Знаходиться R резистора, що визначаєпочаток шкали

Знаходиться R баластного резистора

.

Rш Rт Rм Rс ГніГк Rн Rр Rк Rс 150 750 9,6 509,3 1 6,4 300 10,71 329,65

Таблиця - Трубний і кабельнийжурнали № труби напрямок по позиції

рас-стоячи-ня,

м

дли-на, м

матеріал і

розмір труби

умовний тиск, МПа характеристика проходить середовища примітка звідки куди 1 2 3 4 5 6 7 8 9 01 к4-1 1 1

Труба

сталева безшовна

холодно-Деформівні-рованная 14х2

ГОСТ

8734-75

сталь 20

до 10 Повітря, Р = 1,35 кПа Тиск 02

Димові гази,

Р = 6,3 кПа, Т = 230 0С

Розрядження 03 16-1 16-2 1 1 Вода, Р = 1,02 Па, Т = 75 0С Витрата 04 16-1 16-2 1 1 05 18-1 18-2 1 1 Вода, Р = 1,08 Па, Т = 150 0С Витрата 06 18-1 18-2 1 1 07 19-1 19-2 1 1 Вода, Р = 1,08 Па, Т = 150 0С Витрата 08 19-1 19-2 1 1 09 17-1 17-2 1 1 Газ, З = 20 кПа Витрата 010 17-1 17-2 1 1 № кабелю (про-вода) напрямок по позиції

рас-стоячи-ня,

м

довжина, м

Марка кабелю

(проводу), перетин

Прокладки з характеристикоюзахисних пристроїв примітка звідки куди 1 2 3 4 5 6 7 8 1 4-7 4-8 1 1 КВВГ 4х10 мм2 відкритий спосіб в лотках кисень 2 1-1 1-2 60 60 КВВГ 5х1, 5 мм2 температура 3 1-9 1-10 50 50 КВВГ 5х1, 5 мм2 температура 4 1-11 1-12 50 50 КВВГ 5х1, 5 мм2 температура 5 2-1 2-2 55 55 КВВГ 4х1, 5 мм2 температур 6 4-1 4-2 55 55 КВВГ 4х10 мм2 тиск 7 6-1 6-2 50 50 КВВГ 4х10 мм2 розрядження 8 7 HL4 50 50 СБВГ 3х1, 0 мм2 тиск 9 11 HL5 55 55 СБВГ 3х1, 0 мм2 тиск 10 13 HL6 і HL7 50 50 СБВГ 3х1, 0 мм2 тиск 11 15 HL8 50 50 СБВГ 3х1, 0 мм2 розрядження

Кабельний журнал

1 2 3 4 5 6 7 6 12 16-2 16-4 50 50 КВВГ 4х10 мм2 відкритий спосіб в лотках витрата 13 18-2 18-4 60 60 КВВГ 4х10 мм2 витрата 14 19-2 19-4 50 50 КВВГ 4х10 мм2 витрата 15 17-2 17-4 50 50 КВВГ 4х10 мм2 витрата 16 4-8 4-9 35 35 КВВГ 4х10 мм2 кисень 17 20-1 HL9 35 35 КВВГ 4х10 мм2 метан 18 21-1 21-2 50 50 КВВГ 4х10 мм2 наявність полум'я 19 1-7 1-5 50 50 КВВГ 10х10 мм2 20 4-5 4-3 55 55 КВВГ 10х10 мм2 21 6-5 6-3 50 50 КВВГ 10х10 мм2 22 16-6 16-4 50 50 КВВГ 10х10 мм2 23 5 в схему захисту 55 55 СБВГ 3х1, 0 мм2 тиск 24 8 50 50 СБВГ 3х1, 0 мм2 розрядження 25 10 50 50 СБВГ 3х1, 0 мм2 тиск Літератураі нормативно-технічна документація

1.Адабашьян А.І. Монтаж контрольно-вимірювальних приладів і апаратури автоматичногорегулювання. М.: Стройиздат. 1969. 358 с.

2.Герасимов С.Г. Автоматичне регулювання котельних установок. М.: Госенергоіздат,1950, 424 с.

3.Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизація виробничих процесіві АСУП в хімічній промисловості. М.Хімія, 1978. 376 с.

4.Іцкович А.М. Котельні установки. М.: Нашіца, 1958, 226 с.

5.Казьмін П.М. Монтаж, наладка та експлуатація автоматичних пристроїв хімічнихвиробництв. М.: Хімія, 1979, 296 с.

6.Ктоев А.С. Проектування систем автоматизації технологічних процесів.Довідковий посібник. М.: Енергоіздат, 1990, 464 с.

7.Купалов М.В. Технічні вимірювання та прилади для хімічних виробництв.М.: Машинобудування, 1966.

8.Лохматов В.М. Автоматизація промислових котелень. Л.: Енергія, 1970, 208с.

9.Монтаж засобів вимірювань і автоматизації. Під ред. Ктоева А.С. М.: Енергоіздат,1988, 488 с.

10.Мурин Т.А. Теплотехнічні вимірювання. М.: Енергія, 1979. 423 з.