Курсовая работа (т): Автоматизация водогрейного котла

Автоматизация водогрейного котла

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО Костромской государственный технологический университет

Кафедра автоматики и микропроцессорной техники

Курсовая работа: « Автоматизация водогрейного котла »

Выполнил:

студенты группы 07-ТО-8а

Смирнов В.Н. Мирзалиев О.С.

Проверил:

Дроздов В. Г.

Кострома

Оглавление

Введение

. Принципиальная схема автоматизации котельной

. Устройство автоматизированной системы управления котельной AGAVA 6432.

.1 Назначение, область применения

.2 Подключение датчиков

. Управление котельной

.1 Структура меню контроллера AGAVA 6432

.2 Работа котельной

. Принцип регулирования

Список используемой литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение

В наше сложное время, с больной кризисной экономикой строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности без развития, которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве. В связи с этим приходится искать альтернативные пути развития производства с применением современных высоко технологичных средств.

В данной работе разрабатывается реконструкция производственно-отопительной котельной поселка, которая использует в качестве топлива уголь. В котельной установлены два водогрейных, жаротрубных угольных котла суммарной мощностью 800 кВт. Отапливаемая площадь приблизительно 15000 м3. Теплоноситель - вода, циркулирует в системе отопления за счет сетевого насоса. Подпитка системы осуществляется из скважины расположенной непосредственно под котельной, вода из скважины аккумулируется в накопительной емкости объёмом 10м3. Топливо - уголь подаётся к котлам и в топки котлов вручную. В общем, счёте котельная морально устарела ремонт, и частичная механизация ощутимых результатов не принесут, в связи с этим необходимо кардинальное изменение в устройстве данной котельной.

Рассмотрим несколько вариантов модернизации котельной:

установка современных угольных котлов и частичная механизация ручного труда.

установка электрических котлов.

установка отопительных устройств непосредственно в зданиях и сооружениях базы и поселка.

установка комбинированных (газ, жидкое топливо) автоматизированных котлов.

Установка современных угольных котлов и частичная механизация труда, этот вариант, несомненно, повысит производительность труда и принесёт ощутимую пользу, но также этот вариант имеет ряд минусов: вредные выбросы в атмосферу при сжигании угля, неэффективность автоматизации малой котельной, сложности в обслуживании, проблемы транспортировки угля.

Вариант с установкой электрических котлов решает все выше перечисленные проблемы, но для питания электрокотлов необходима надежная и достаточно мощная система электроснабжения в данной местности, но поскольку подобные предприятия зачастую находятся далеко от надежных источников электроэнергии, этот вариант является неудовлетворительным.

Установка отопительных устройств непосредственно в зданиях и сооружениях базы весьма удачное решение проблемы отопления для малых компактных предприятий. Но для организации отопления жилого поселка этот вариант будет неэффективен, поскольку появляется необходимость реконструкции системы электроснабжения, также установка отопительного устройства для каждого отдельного объекта, что в целом окажется дороже новой котельной.

Установка автоматизированных современных котлов решает многие вышеперечисленные проблемы, и в данном проекте будет рассматриваться именно этот вариант модернизации котельной.

Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке).

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

) обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда;

) приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала;

) увеличивает точность поддержания параметров;

) повышает безопасность труда и надежность работы оборудования;

) увеличивает экономичность работы котельной.

Автоматизация котельной включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.

Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в котле (питание водой, горение, и др.)

Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать котельную установку, а так же переключать и регулировать её механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.

Теплотехнический контроль за работой котельной и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в котельной, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.

Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании котельной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.

Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.), предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния котла и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.

1. Принципиальная схема автоматизации котельной

Автоматизированная котельная разрабатывается с использованием последних достижений в области автоматики и является интеллектуальным устройством, снижающим расходы на обслуживание котельной, эксплуатацию и поиск неисправностей. Использование дублирования и автоматический переход на резервный котел позволяют эксплуатировать котельную без перебоев в тепловодоснабжении.

Схема автоматизации построена на микропроцессорном устройстве AGAVA 6432.1, объектом управления являются два водогрейных, жаротрубных, комбинированных котла КВГМ-0,5 с универсальными горелками РГМГ-1п на природном газе или жидком топливе, суммарной мощностью 1000 кВт.

На рис. 1 изображена система автоматизации котельной. Основным агрегатом является комбинированный котел 14. В комплект поставки вместе с котлом также входит универсальная горелка 14а, с устройствами предназначенными для управления горением: 20, 22 - заслонки регулирующие подачу воздуха, 6, 7 - клапана малого и большого горения, 15 - клапан автоматического розжига котла, 3, 8, 9, 18, 19 - контрольно измерительные приборы, 21 - нагнетающий насос, по трубопроводу 10 в топку поступает газ, по трубопроводу 23 поступает воздух (в случае отказа системы управления горелка может переключаться в ручной режим управления). Тепловая часть котельной состоит из: скважины 43 вода из которой подается с помощью глубинного насоса 32, в водонапорную башню затем в подогреватель сырой воды 29, через фильтрующую водоподготовительную установку 30, 4, 24, 25, в деаэратор 16, из деаэратора вода поступает в бак аккумулятор деаэрированной воды, из бака подготовленная вода с помощью подпиточного насоса поступает в тепловую сеть. Вода по тепловой сети циркулирует с помощью сетевого насоса 33 с управляемым приводом (раздел 2). Также система оборудована рециркуляционным насосом 28 который обеспечивает работу котла в специальных технологических режимах. Вся система оборудована контрольно измерительными приборами 5, 37, 26, 34, 36, 35, также датчиками температуры 1, 40, 48 которые обеспечивают необходимой информацией систему управления.

Рис 1

- датчик температуры отходящих газов; 2 - дымосос; 3 - датчик давления газа перед горелкой; 4 - охладитель выпара; 5 - датчик давления подачи воды; 6 - клапан большого горения; 7 - клапан малого горения; 8 - датчик давления газа на входе;

- датчик давления газа на входе магистрали; 10 - подводящая магистраль газа; 11 - микропроцессорное устройство утравления AGAVA 6432.1; 12 - задвижка подогрева деаэратора; 13 - задвижка подогрева теплообменников подпитки; 14 - водогрейный котел КВГМ-0.5; 15 - клапан запальника горелки; 16 - деаэратор; 17 - Фотодатчик пламени горелки; 18 - датчик разряжения; 19 - датчик давления воздуха; 20 - МЭО конуса воздуха; 21 - вентилятор нагнетания; 22 - МЭО "воздух-2"; 23 - подающий трубопровод воздуха; 24 - охладитель деаэрированной воды; 25 - подогреватель химически очищенной воды; 26 - датчик давления холодной воды; 27 - управляемая задвижка рециркуляционного насоса; 28 - рециркуляционный насос; 29 - подогреватель сырой воды; 30 - водоподготовительная установка; 31 - бак - аккомулятор деаэрированной воды; 32 - глубинный насос; 33 - сетевой насос; 34 - датчик давления сетевого насоса; 35 - датчик давления обратной магистрали теплоснабжения; 36 - датчик давления подачи в магистраль теплоснабжения; 37 - датчик давления подпитки; 38 - подпиточный насос; 39 - задвижка подпитки; 40 - датчик температуры обратки; 41, 42, 47 - согласующее устройство датчиков темтературы; 43 - скважина; 44 - обратная магистраль; 45 - подающая линия улицы "Геологов"; 46 - подающая линия "Молодежной" улицы; 48 -датчик температуры внешнего воздуха.

2.Устройство автоматизированной системы управления

котельной AGAVA 6432.1

2.1 Назначение, область применения

Система AGAVA 6432.1 предназначена для управления процессами:

розжига;

управления мощностью;

защиты и проверки оборудования, паровых и водогрейных котлов и печей, работающих на газообразном и жидком топливе.

Назначение и особенности контроллера AGAVA 6432.1:

Управление водогрейным котлом.

Розжиг - автоматический.

Регулирование по всем контурам - позиционное.

Устойчивость к воздействиям

Температура окружающей среды от +5 до +50°С. По защищенности от попадания внутрь оболочки твердых тел и воды AGAVA 6432.1 выполнено со степенью защиты IP41 по ГОСТ 14254-80. По устойчивости к механическим воздействиям устройство соответствует исполнению L3 по ГОСТ 12997-84.

Электропитание

Электропитание контроллера осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В, 50Гц. Прибор сохраняет работоспособность при изменении питающего напряжения от 170В до 244В и изменении частоты от 49 до 51Гц. Потребляемая мощность не более 20 ВА.

Характеристика силовых выходных каскадов

Количество выходов - 22.

Параметры выходных каскадов для управления МЭО (механизм электрический однооборотный): тип выходного устройства - оптосимистор; коммутируемое напряжение - переменное от 24В до 220В; предельно допустимое амплитудное напряжение 560В коммутируемый ток - не менее 0,025 и не более 1А.

Параметры выхода цепи «Авария -2»: тип выходного устройства - контакты реле; коммутируемое напряжение - до 250В; коммутируемый ток - до 1,5А.

Параметры остальных выходов: тип выходного устройства - симистор; коммутируемое напряжение - переменное от 24В до 250В; предельно допустимое амплитудное напряжение 390В коммутируемый ток - не менее 0,025 и не более 1А.

Характеристика аналоговых выходов стандартных токовых сигналов

Назначение выходов - управление частотными преобразователями асинхронных двигателей привода вентилятора, дымососа, насоса.

Количество выходов - 4.

Параметры выходов: тип выходного сигнала - 4-20мА или 0-20мА; полярность сигнала - положительная относительно цепи «Общий аналоговый»; сопротивление нагрузки не более - 500 Ом; все выходы гальванически связаны по цепи «Общий аналоговый».

Характеристика дискретных входов

Количество входов -62.

Параметры входов: тип входного устройства - транзисторная оптопара; все входы гальванически связаны по цепи «Общий 27В».

Характеристики аналоговых входов измерения температуры

Количество входов - 3.

Тип датчиков, обрабатываемых контроллером, ТСМ50 или ТСП50 или аналогичные. Ток в цепи датчиков 5мА.

Характеристики аналоговых входов стандартных токовых сигналов

Количество входов 5.

Электрические параметры входов: измеряемые сигналы 0-20мА или 4-20мА; входное сопротивление - 132 Ом; полярность измеряемого тока - положительная относительно цепи «Общий аналоговый»; входы гальванически связаны по цепи «Общий аналоговый». Предпочтительно использовать датчики с токовым выходом 4-20мА, в этом случае автоматически диагностируется обрыв сигнальной цепи.

Характеристики входов для обработки сигналов электродной уровнемерной колонки

Количество входов - 4.

Электрические параметры: тестирующее напряжение - переменное 30В, 50 Гц; ток - от 0 до 3мА; входы связаны по цепи «Общий 27В».

Встроенный источник питания

Источник постоянного напряжения «24В» предназначен для питания датчиков пламени.

Электрические параметры: напряжение постоянное 24В; ток - не более 0,2А; источник гальванически развязан от цепей контроллера;

Характеристики контуров регулирования

Контроллер поддерживает четыре контура автоматического регулирования:

по мощности; по давлению или расходу воздуха; по разрежению; по уровню воды в барабане парового котла.

Как правило, для котлов мощностью до 3,15 МВт перечисленные выше контура регулирования реализуется, как двухпозиционные, а для котлов большей мощности используется плавное регулирование.

Описание контуров автоматического регулирования.

Контур регулирования мощности.

Позиционное регулирование: управляющее воздействие - t воды/ давление пара; исполнительный механизм - МЭО или клапаны большого и малого горения.

Плавное регулирование: управляющее воздействие - t воды/ давление пара; исполнительный механизм - МЭО заслонки топлива.

Контур регулирования подачи воздуха

Позиционное регулирование: управляющее воздействие - t воды/ давление пара; исполнительный механизм - МЭО или ЭИМ (исполнительный электромагнитный механизм).

Плавное регулирование: управляющее воздействие - давление топлива; исполнительный механизм - МЭО воздушной заслонки.

Контур регулирования разрежения

Позиционное регулирование: управляющее воздействие - t воды/ давление пара; исполнительный механизм - МЭО или ЭИМ;

Плавное регулирование: управляющее воздействие - разрежение в топке котла; исполнительный механизм - МЭО шибера дымохода.

Стабилизация разрежения: управляющее воздействие - разрежение в топке котла; исполнительный механизм - МЭО шибера дымохода. При стабилизации - разрежение поддерживается в диапазоне значений, лежащем между двумя уставками измерителя разрежения.

Контур регулирования уровня воды в котле.

Позиционное регулирование: управляющее воздействие - сигналы от уровнемерной колонки (ВУ, НУ); исполнительный механизм - магнитный пускатель подпиточного насоса.

Плавное регулирование: управляющее воздействие - разность давлений в барабане котла; исполнительный механизм - МЭО заслонки воды.

.2 Подключение датчиков

Подключение дискретных датчиков показано на примере датчиков пламени. На Рис.2. приведен пример подключения датчиков пламени для одногорелочного котла: Подключение дискретных датчиков с транзисторными ключами на выходе должно производиться с учетом полярности тестирующего напряжения.

Где: АДП-01.1 - датчик пламени с транзисторным ключом на выходе. АДП-01.2 - датчик пламени с релейным выходом;

 Рис. 3.