Автоматизация водогрейного котла VITOPLEX 100

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта управления

1.2 Характеристика технологического оборудования

1.3 Показатели эффективности

1.4 Характеристика сырья и материалов. Классификация производства

2. Анализ технологического процесса

2.1 Цель управления. Критерий управления

2.2 Возмущающие воздействия

2.2.1Возмущения - нежелательные воздействия на объект управления

2.2.2 Входные, выходные и режимные параметры, их числовое значение

3. Выбор системы и технических средств управления

3.1 Системы управления

3.2 Обоснование выбора и описания комплекса технических средств

3.3 Обоснование и описание контуров регулирования и каналов

внесения регулирующих воздействий

4. Обоснование выбора контролируемых, сигнализируемых величин, параметров защиты, блокировочных зависимостей

5. Описание принципиальной схемы проекта

6. Расчеты

6.1 Расчёт регулирующего органа на жидкость

6.2 Расчёт защитного заземления электроустановки питанием 220 В

7. Описание схемы внешних соединений

8. Обоснование выбора щита и размещение приборов

9. Монтаж трубных и электрических проводок, датчиков, показывающих, регистрирующих и регулирующих приборов и исполнительных устройств

10. Наладка автоматических устройств

10.1Определение структуры систем регулирования и принципов Регулирования

10.2 Качество системы регулирования

10.3 Расчет оптимальных параметров настройки системы

11. Эксплуатация электрооборудования и элементов автоматических устройств

12. Техника безопасности при монтаже, наладке и эксплуатации автоматических устройств системы управления

13. Санитарно-технические, экологические и противопожарные мероприятия, техника безопасности на производстве

Заключение

Список литературы

Введение

В данном дипломном проекте рассмотрен и описан процесс автоматизации водогрейного котла VITOPLEX 100.

Данный процесс предназначен для приготовления горячей воды для отопительной системы предприятия и на производственные нужды.

Дипломный проект является завершающим этапом практических и теоретических курсов обучения, которые я проходил в кинофотохимическом колледже и ЗАО «ЛИТ». При выполнении дипломного проекта я использовал знания, полученные по предметам: «Автоматическое управление», «Автоматизация технологических процессов», «Проектирование», «Типовые элементы», а также знания, полученные на практике предприятия ЗАО «ЛИТ», на которой я изучал технологию процесса и устройства котла, получил навыки по установке, наладке регуляторов и регистраторов. Также я использовал отчёты по практике. Задачей моего дипломного проекта является показ как автоматизирован данный технологический процесс, с помощью каких приборов и средств автоматизации, сокращение экономических затрат, облегчение труда обслуживающего персонала, сокращение загрязнения окружающей среды и обеспечения безопасности процесса он был реализован.

В своём проекте я отразил подходы к управлению процессом с выбором средств контроля, регистрации и регулирования, которые обеспечивают высокий уровень производства.

1. Характеристика объекта управления

автоматизация водогрейный котел

Описание технологического процесса. Технологическая схема

Рисунок 1 - Технологическая схема

В производственной котельной ЗАО «Лит» установлены четыре котла типа “VITOPLEX - 100” , каждый мощностью по 1,75 МВт или 1,5 Гкал/ч, предназначенные для выработки горячей воды, температурой 95 °С в сетевой линии.

Вода пред тем как попасть в котёл проходит несколько стадий - это водоподготовку и химводоочистку. Очистка обеспечивает работу котлов, трубопроводов и теплообменников без образования в них отложений и шлама, а также полное отсутствие любых видов коррозии. Это достигается путем:

- умягчением воды на Na-катионитовых фильтрах, где удаляются ионы Са и Mg дающие основной компонент отложения - твердую трудноудаляемую накипь;

-осветлением и обезжелезиванием воды на осветлительных фильтрах, где удаляются взвешенные вещества, механические примеси и соединения железа, дающие рыхлые отложения и шлам;

-введением в подпиточную воду контуров сернистого натрия Na2S03 для связывания кислорода и предотвращения кислородной коррозии.

Топливом является газ, который подаётся с газораспределительного

пункта.

Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

-процесс горения топлива;

-процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом, проходящий при определённой температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: сжигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередачи тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, которую следует нагреть. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит циркуляция воды, а снаружи они омываются горючими топочными газами. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю. Интенсивность коэффициента теплопередачи зависит от разности температур теплоносителей, от площади поверхности нагрева. Также нагрев воды зависит от скорости её протекания относительно поверхности нагрева.

Циркуляция воды в котле.

Циркуляция воды происходит в двух контурах: котловом и сетевом контуре. Два этих контура соединены между собой теплообменником в котором происходит тепловой обмен энергией.

Описание технологического процесса.

С ШРП (шкафной распределительный пункт) топливо (газ) поступает в горелочное устройство. Воздух поступает в горелку при помощи дутьевого вентилятора. В системе происходит смешивания газа и воздуха, получая газо-воздушную смесь. Затем по соответствующей программе происходит розжиг котла: напряжение поступает на трансформатор зажигания, а затем на контрольный электрод запальника. Затем включается клапан « большого горения » и от запальника зажигается основная горелка. Вода в котле начинает подогреваться. Подогретая вода по котловой линии поступает в теплообменник, где происходит передача тепловой энергии, подогревая сетевую воду, которая идет на технологические нужды и на отопления предприятия.

Перечень проводимых технологических операций:

Подготовительные работы по пуску котельной.

Если котельная пускается в работу после полного останова, то необходимо:

- не входя в котельную, если пуск в темное время, включить у входа взрывобезопасное освещение;

открыть дверь и определить по запаху, нет ли газа в помещении;

проверить состояние приточно-вытяжной вентиляции, открыть для проветривания двери котельной;

убедившись в отсутствии газа в помещении, включить основное освещение;

- проверить записи в журнале и наличие письменного распоряжения на растопку котлов, которое должен сделать ответственный за газовое хозяйство котельной;

- проверить состояние газового оборудования котельной: вся арматура должна быть закрытой, а свечи открытыми;

- вызвать работников предприятия обслуживающего газовое хозяйство для снятия заглушки с газопровода, пуска газа в котельную и запуска ГРУ;

- произвести внешний осмотр котла и его вспомогательного оборудования, убедится в отсутствии заглушек и окончании ремонтных работ. Убрать посторонние предметы;

- произвести заполнение внутренних контуров котлов и теплотрассы химочищеной водой;

- при достижении во внутренних контурах котлов давления 2 атм., а в обратном трубопроводе теплосети давления 1 кгс/см.2 включить насосы внутренних контуров и теплосети. Спустить воздух из внутренних контуров и теплосети через воздушники и воздухосборники. Добиться устойчивого гидравлического режима внутренних контуров котлов и теплосети;

проверить работу ГРУ на свечу, давление газа до и после ГРУ. Проверить отсутствие утечек газа в ГРУ, на всем оборудовании и трубопроводах котельной;

проверить положение трехходовых кранов манометров;

вызвать слесаря КИПиА для включения в работу систем автоматизации котельной;

- проверить автоматику безопасности котлов в соответствии с инсрукцией, с записью в журнал.

Розжиг котла.

Розжиг котла допускается только после выполнения в полном объеме подготовительных работ по пуску котельной и при наличии письменного распоряжения ответственного за газовое хозяйство котельной.

Произвести опрессовку ручных газовых кранов в следующей последо- вательности :

- закрыть свечу, давление на манометре не должно подниматься. Если давление поднимается, значит не герметичен кран № 1. Вызвать работников предприятия обслуживающего газопровод котельной для восстановления герметичности крана;

- приоткрыть кран №1, на манометре появится давление. Закрыть кран №1. Давление на манометре не должен падать. Если давление падает - значит не герметичен кран №2 или свеча. Принять меры к восстановлению герметичности. Растопка котла с негерметичными кранами запрещается.

Открыть газовый кран на опуске к котлу и через открытую свечу в течение 10 минут произвести продувку газопровода. Открыть газовый кран перед фильтром.

Включить верхний клавишный выключатель на корпусе горелки. Далее растопка котла будет производиться автоматически. Диспетчер обязан четко представлять и контролировать процесс растопки и в случае неправильной работы автоматики остановить котел.

Растопка проводится в следующей последовательности.

производится опрессовка газовых клапанов;

при положительном результате опрессовки включится вентилятор, открывается в положение большого горения воздушный шибер и происходит вентиляция топки;

- закрывается воздушный шибер горелки в растопочное положение;

- открываются газовые клапаны, и загорается горелка;

- после 30 с. прогрева котла регулировка мощности горелки будет производиться автоматически в зависимости от выбранного положения выключателей на корпусе горелки.

Если во время растопки котла диспетчер заметит отклонения в работе программы розжига или какие-либо другие непонятные явления, то он обязан немедленно прекратить растопку котла и сообщить об этом лицу ответственному за газовое хозяйство котельной. Повторить розжиг котла разрешается производить только после устранения неисправностей лицам, производящим техобслуживание котла и автоматики безопасности.

Сделать запись в журнале о растопке котла.

Нормальная эксплуатация котла.

Во время работы котла оператор или персонал диспетчерской службы обязан производить обходы котельной с периодичностью утвержденной администрацией предприятия- владельца котельной. При этом должны

выполняться следующие работы:

-внешний осмотр оборудования котельной, средств и приборов КИПиА;

-контроль работы котлов в соответствии с режимной картой;

-устранение обнаруженных неисправностей. Если обнаруженную неисправность оператор не может устранить своими силами, то необходимо поставить в известность ответственного за котельную и сделать соответствующую запись в журнале;

контроль температуры воды в теплой сети на соответствие температурному графику или полученным указаниям;

визуальный контроль процесса горения топлива в топке и по выходящим из дымовой трубы газам;

визуальный контроль плотности газовых трактов и газоходов котлов;

- запись параметров работы оборудования с периодичностью установленной администрацией в ведомости показаний манометров путем установки их «0» один раз в смену.

- поддерживать температуру на входе в котлы не ниже 53 °С, а на выходе - не ниже 60 °С.

Остановка котла.

Плановой останов котла производится по письменному распоряжению начальника котельной. Клавиши управления горелкой переводятся в положение «0». При этом закрываются топливные клапана, и останавливается вентилятор горелки. Оператор обязан убедиться, что горение в топке прекратилось. Далее следует закрыть краны на опуске к котлу и перед горелкой, открыть свечу безопасности. После выполнения всех мероприятий по остановке котла сделать запись в журнале с указанием причин остановки и выполненных работ. Сливать воду из котла (при необходимости) следует при температуре не выше 70 °С.

Аварийная остановка котла.

Котлы должны быть аварийно остановлены оператором в следующих случаях:

- срабатывание автоматики безопасности;

- при достижении контролируемыми параметрами аварийных значений и отказе автоматики безопасности;

- при обнаружении неисправностей предохранительных клапанов;

- при прекращении действия всех насосов, осуществляющих циркуляцию воды через котел;

- при обнаружении трещин, выпучен, пропусков в сварных швах, обрывов анкерных связей, появлении течей в трубопроводах и элементах котла;

- при исчезновении напряжения на всех КИПиА и устройствах дистанционного управления;

- при возникновении пожара в котельной, угрожающего оборудованию и персоналу.

Аварийный останов котла производится путем перевода клавиш управления горелкой в положение «0». Закрываются оба газовых крана, отключается выключатель электропитания котла на электрощите котельной. При необходимости закрывается водяная арматура котла (при утечках).

Делается запись в журнале с указанием причин аварийного останова и сообщается о произошедшем ответственному за котельную.

1.2 Характеристика технологического оборудования

Котлы предназначены для нагрева сетевой воды до температуры 110 °С и поддержание его заданном значении, которое было установлено оператором. Котел VITOPLEX 100 - жаротрубного типа, представляет собой горизонтально расположенный цилиндр, в нижней части которого расположена непосредственно жаровая труба, в которой происходит сгорания топлива, а над ней перепускные и дымогарные трубы. Жаровая труба, перепускные и дымовые трубы снаружи омываются водой и расположены в едином водяном объеме, заключенном в наружном цилиндре. Из жаровой трубы топочные газы по перепускным трубам направляются в переднюю поворотную камеру, потом по дымогарным трубкам уходят в сборную заднюю камеру и затем в газоход.

Все котлы имеют общую дымовую трубу.

В верхней части наружного цилиндра котла расположены:

входной водяной патрубок;

выходной водяной патрубок;

штуцер для установки датчика уровня;

штуцер для установки приборов контроля и безопасности;

патрубок для установки предохранительного клапана.

На передней (открываемой) стенке жаровой трубы и поворотной камеры устанавливается горелочное устройство.

Характеристика котла:

- номинальная производительность - 1,75 МВт или 1,5 Гкал/ч;

- КПД (при графике 75/60 °С) - 94 %;

- максимальное давление воды - 0,6 МПа;

- максимально допустимая температура воды - 95 °С;

- сопротивление газового тракта - 500 МПа;

- водяной объем - 2131 л;

- топливо: природный газ, прибл. - 195 нм3/ч;

- масса котла с теплоизоляцией - 3542 кг;

- котлы включены в отдельные закрытые внутренние контура.

Отдача тепла в наружный контур происходит через поверхностные пластинчатые теплообменники.

Отопительные характеристики котла.

На отопительную характеристику водогрейного котла влияют температура наружного воздуха и установки уровня и наклона его графической оптимальной характеристики. Графические отопительные характеристики отражают связь между наружной температурой и температурой подачи. Упрощенно можно сказать, что чем ниже наружная температура, тем выше температура подачи.

Если Вас не устраивает температура помещения, настроенная на длительный период отопительного сезона, то можно изменить параметры отопительной характеристики. Прежде чем снова менять параметры отопительной характеристики, следует в течении длительного времени понаблюдать за измененным поведением отопительной установки. Кратковременные изменения температуры помещения выполняются с помощью вращающейся ручки «!0» или нажатия клавиши «изменения температуры помещения».

Рисунок 2 - График наклона отопительной характеристики

Наклон отопительной характеристики обычно находится:

- для систем внутреннего отопления в области; Размещено на http://allbest.ru

- в низкотемпературных отопительных установках (согласно положению об оптимальных установках) в области;

- в отопительных установках с температурой котловой воды более 75 °С

Газовое оборудование котла состоит из:

двух кранов на опуске перед горелкой;

свечи между кранами на опуске;

газового фильтра;

газового редуктора;

сильфонного компенсатора;

блока двойных электромагнитных клапанов;

датчиков высокого и низкого давления газа;

газовой регулирующей заслонки (газового дросселя).

1.3 Показатели эффективности

Поскольку практически для любого производства одним из важнейших параметров выпускаемой продукции является её качество, то аналогичное утверждение применимо и к процессу приготовления горячей воды. Показателем эффективности является получении на выходе воды с заданными параметрами. Кроме этого эффективность выполнение данного процесса зависит от соотношения «газ - воздух». Это соотношение необходимо устанавливать на определенное значение для того, чтобы при меньшей утрате газа получать качественный продукт на выходе (для экономии газа).

1.4 Характеристика сырья и материалов. Классификация производства

Исходная вода, поступающая на котельную имеет следующий состав:

-жесткость общая 3,5 мг-экв/кг;

-щелочность 2,7 мг-экв/кг;

-величина PH при 25 °С 7,1+7,5;

-солесодержание 180 мг/кг;

-железо 0,65 мг/кг;

-кислород 6,7+7,4 мг/кг;

-масла отсутствуют;

-прозрачность около 30 см по«шрифту».

Анализ исходной воды проведены лабораторией ООО «Теплоэнерготехника».

Нормы качества воды котлового контура и сетевой воды.

Согласно требований фирмы изготовителя водогрейных котлов «Vitoplex100» и требований правил технической эксплуатации отопительных котельных в закрытой системе теплоснабжения работающей по температурному графику 105/70 °С подпиточная вода не должна превышать ниже указанных значений по следующим показателям:

-жесткость 700 мкг-экв/кг;

-содержание кислорода в теплосети 50 мкг/кг;

-содержание кислорода в котловом контуре 20 мкг/кг;

-величина PH котлового контура при 25 °С 9+10,5;

-величина PH теплосети при 25 °С 7+9,5;

-содержание S03 котлового контура 10 мг/кг;

-прозрачность 30 см по «шрифту»;

-масла 1 мг/кг;

-железо 0,5 мг-экв/кг;

Состав природного газа: - метан 98 % ;

- тяжёлые углероды 2 %.

Характеристика газа: - температура самовоспламенения - 700 °С; - температура воспламенения - 530 °С; . - ПФК-1 % ; - теплотворная способность - 7900 - 8500 Ккал/м3 ; - жаропроизводительность - 2040 °С;

- плотность - 0,68 кг/м3

2. Анализ технологического процесса

2.1 Цель управления. Критерий управления

Цель управления - это задача, которая ставится перед объектом.

Целью управления является поддержание температуры воды на выходе из котла на заданном значении.

Критерием управления - числовое значение цели управления. Критерием управления является: температура воды на выходе из котла - 95 °С.

2.2 Возмущающие воздействия

2.2.1Возмущения - нежелательные воздействия на объект управления Внутренние: изменение соотношения газа и воздуха, засоление и засорение трубопровода, выход из строя оборудования.

Внешние: изменение расхода газа, изменение напряжения питания, изменение подачи горячей воды к потребителю, изменение температуры наружного воздуха.

2.2.2 Входные, выходные и режимные параметры, их числовое значение

Входной поток - материал, сырьё и энергия на входе объекта.

Входные параметры:

-температура прямой воды 95 °С;

-давление газа 6 КПа;

-температура в котле 100 °С;

-температура котловой воды после теплообменника 80 °С;

-температура наружного воздуха;

-давление воздуха.

Выходные потоки - готовая продукция и отработанные материалы на выходе из объекта.

Выходные параметры:

-температура воды 95 °С, расход воды 240 м3/ч;

-давление 6 КПа.

Режимные параметры - параметры, которые характеризуют работу объекта.

Режимные параметры:

-температура обратной котловой воды 80 °С;

-температура в нутрии котла;

-давление газа 2 КПа;

-давление воздуха.

3. Выбор системы и технических средств управления

3.1 Системы управления

При разработке проекта необходимо решить с каких мест будут управляться участки объекта, где будут размещены пункты управления и какова взаимосвязь между ними и объектами. Выбор структуры управления оказывает существенное влияние на фиктивность его работы, стоимость системы управления надёжность и ремонтноспособность.

Централизованная структура осуществляет реализацию всех процессов управления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анализа в соответствии в с критериями системы вырабатывает управляющие сигналы.

Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодействия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно лёгкая коррекция изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избыточности технических средств управления.

Недостатки централизованной структуры следующие: необходимость высокой надёжности и производительности средств управления для достижения приемлемого качества управления; высокая суммарная протяжённость каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов управления. Для процесса производства горячей воды в системы управления целесообразно выбрать двух уровневую систему управления.

1 Контроль параметров

2 Дистанционное управление технологическим оборудованием и исполнительными устройствами

3 Измерительное преобразование

Контроль и сигнализация состояния оборудования отклонения параметров

Стабилизирующие регулирования

Выбор режимов работы регуляторов и ручное

Ручной ввод данных

Регистрация параметров

Расчет технико-экономических показателей

Учёт производства и составление данных за смену

Диагностика технологических линий

Оптимизация отдельных технологических процессов

Анализ состояния технологического процесса

Прогнозирование основных показателей производства

Контроль выполнения плановых заданий

Контроль проведения ремонтов

Подготовка и выдача оперативной информации в АСУП

Получение производственных ограничений и заданий от АСУП

3.2 Обоснование выбора и описания комплекса технических средств

При выборе средств автоматизации следует учитывать особенности данного производства его сложность, группу пожара взрывоопасности предельные значения регулируемых, контролируемых и сигнализированных параметров, цену устройства, а также последние разработки в области приборостроения.

Каскадный контроллер отопительных контуров для установки в шкафы управления.

Погодозависимый цифровой каскадный контроллер VITOTRONIC 333 для многоколовых устовок, до четырех водогрейных котлов с VITOTRONIC 100, тип GC1, режим программируемой и погодозависимой теплогенерайии с переменной температурой теплоносителя, до двух отопительных контуров со смесителем, автоматический режим приготовлении горячей воды или регулирование систем подпитки емкостного водонагревателя с регулируемым 3 - ходовым клапаном. Программируемое переключение суточных и недельных режимов работ. Раздельная настройка промежутков времени, оптимальных характеристик, заданных значений температуры оптимальных программ. Информационный обмен через шину LON (встроенный телекоммуникационный модуль LON при использовании VITOTRONIC 333, VITOTRONIC 100 поставляется отдельно). Интегрированная система диагностики и другие функции:

- экономичный нагрев благодаря работе в режиме программируемой и погодозависимой теплогенерации с переменной температурой теплоносителя;

- универсальность.

В комплекте с - цифровым многоканальным таймером для циклограмм переключения режимов с точностью до минуты и устройством индикации температуры; - автоматическим переключением на летнее/ зимнее время; - программой отпуска.

Возможны подключения к системам сбора данных, дистанционное управления и дистанционный контроль по телефону. Преобразователь избыточного давления ПД 100 ДИ. Измерение избыточного давления воздуха, пара или жидкости и преобразование его в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до20 мА. Верхний предел измеряемого давления - 100 МПа. Класс точности ±0.5 % (ПД 100 - ДИ - 0.5) или 1.0 % (ПД 100-ДИ- 1.0). диапазон рабочей температуры от 40до 95 °С. Возможность перегрузки по давлению в 2 раза. Высокие показатели временной стабильности выходного сигнала. Степень защиты корпуса IP 65. возможность изготовления датчика с трубной резьбой по спец. заказу.

Термометры сопротивления ТСП 100П имеет следующие характеристики:

Термометры сопротивления ТСП 100П, имеют следующие характеристики

- диапазон минус50°С до плюс 250 °С;

- условное давление 10 Мпа;

- величина рабочего тока не более 0,5 мА;

- показатель тепловой инерции не более 30 с;

- сопротивление изоляции не менее 100 Мом.

Трёх проводная схема соединения внешних проводок; Термометр сопротивления Pt 100 со встроенным преобразователем 4-20 мА

Рисунок 4- Термометр сопротивления

В качестве датчика для регулирования системы используется термометр сопротивления. Принцип действия термометра сопротивления основан на использовании зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры. Электрическое сопротивление металлических термочувствительных элементов при нагревании увеличивается, а полупроводниковых - обычно уменьшается. Таким образом, если известна зависимость между сопротивлением термочувствительного элемента и его температурой, то, измерив, это сопротивление можно определить температуру. Термометр сопротивления состоит из термопреобразователя сопротивления (ТС), помещаемого в измеряемую среду, электроизмерительного прибора, отградуированного в градусах, источника тока и соединительных проводов. Отечественная промышленность выпускает платиновые и медные стандартные термопреобразователи сопротивления.

Термоэлектрический элемент платинового представляет собой платиновую спираль, расположенную в капиллярных керамических трубках, дополнительно заполненных керамическим порошком, который служит изолятором. К спирали припаиваются выводы.

Манометры технические МТ-4И предназначены для измерения избыточного давления неагрессивных, некристаллизующихся жидкостей, газа и пара.

Технические характеристики:

- верхнее значение диапазона показаний, МПа: 2,5;

- класс точности: 1.5;

- штуцер: М20х1,5; радиальный, без фланца;

- защищенность от воздействия окружающей среды: IP40;

- нормальное рабочее положение корпуса: вертикальное;

- рабочий диапазон температуры окружающего воздуха, °С: от -50 до +50;

- диаметр, мм: 160;

- толщина, мм: 47;

- масса, кг: 0,6.

Электронный корректор объема газа типа SEVC-D.

Он предназначен для автоматического приведения измеренного счетчиком объема газа к стандартным условиям. Корректор используется вместе со счетчиком газа, имеющий низкочастотный (НЧ) выход, в качестве узла коммерческого учета газа.

Корректор представляет собой электронный прибор, управляемый микропроцессором .

В состав корректора входят:

- электронный блок, заключенный в герметичный корпус (степень защиты IP65 по ГОСТ 14254);

- датчик абсолютного давления с кабелем длиной 2,5 м, относительная погрешность измерения не более 0,3 %, четыре диапазона измерения абсолютного давления, бар: 0,9-4,5; 2-10; 4-20; 15-75, допустимое превышение давления составляет 150 % от верхнего предела диапазона;

- датчик температуры типа РТ 1000 с кабелем длиной 2,5 м, относительная погрешность измерения не более 0,1 %;

- разъем типа Binder для подключения к НЧ выходу счетчика с кабелем длиной 2,5 м.

Место установки в непосредственной близости от счетчика во взрывоопасной зоне.

Датчик-реле контроля пламени АДГТ-01

Сертификат соответствия РОСС RU.АЯ55.А02395, ТУЗ 113-006- 12334427-2004

Датчик-реле контроля пламени предназначен для индикации наличия или отсутствия пламени и формирования сигнала для автоматики защиты котла.

Отличительные особенности:

- реагирует на пульсации пламени;

- в качестве чувствительного элемента используется фотодиод;

- динамический диапазон не менее 90 дБ;

- имеет автоматическую регулировку усиления сигнала;

- имеет 4-х уровневый светодиодный индикатор величины сигнала пульсаций;

- устойчив к вибрации элементов конструкции котлоагрегата.

Регулятор уровня предназначен для:

-отображения цифровой информации об уровне воды на основе состояния электродов или величины токового сигнала 4-20 мА;

- поддержания уровня воды между двумя электродами (для уровнемерной колонки с электродами);

- регулирования уровня воды по ПИ-закону (для уровнемерной колонки с датчиком токового сигнала);

- формирования дискретных выходных сигналов при достижении уровнем воды заданных уровней (уставок);

- формирования ШИМ сигналов для управления исполнительным механизмом (например, МЭО);

- формирование выходного сигнала постоянного тока 4-20 мА для управления исполнительным механизмом (например, ЧРП).

Основное отличие регулятора уровня АДУ-01 от ближайших аналогов (РОС-301, САУ-М6) состоит в том, что АДУ позволяет не только измерять уровень воды, но и поддерживать его на заданном уровне. АДУ-01 работает как с четырех - электродной уровнемерной колонкой, так и с уровнемерной колонкой, оснащенной дифференциальным манометром.

НС - 200WT теплосчетчик

Предназначен для коммерческого учета тепловой энергии и объема массы теплоносителя в открытых и закрытых системах теплоснабжения.

Состав теплосчетчика:

- тепловычислитель HC-200 W;

- до 4-х расходомеров;

- до 4-х термопреобразователей;

- до 4-х преобразователей давления.

Может использоваться автономно или в составе АСКУЭ (сбор данных по модему, радиоканалу, выделенной паре RS485, RS232).

Энергонезависимые архивы: почасовой - 48 суток, помесячный-24 месяца. Удобный русифицированный дисплей (2 строки по 16 знаков). Программирование со встроенного пульта.

Прямой вывод данных на принтер

Работа от автономного источника всего комплекта приборов теплосчетчика с хранением высоких характеристик по помехозащищенности и точности в течение 5 суток.

Комплектация расходомерами, подтвердившими свою надежную работу в тепловых сетях.

- ультразвуковые UFM-001, UFM-005, РУ-2К, ВЗЛЕТ-PC, ВЗЛЕТ-РМ, УРСВ, ДРК-3, ДРК-1, СвиТ-02.03, СвиТ-02.04, US-800;

- электромагнитные ПРЭМ, ПРЭМ-2, ВЗЛЕТ-ЭР, ИПРЭ-7, ИРЭМ-3, РСЦ, PCM, VA-2301, VA-2302, VA-2303, VA-2304, VA-2305;

- вихревые ВЭПС, ВЭПС-Т(ТИ), ВРТК-2000, ВПР, МЕТРАН- 300ПР,ПРВ;

- крыльчатые ВСТ, ВСХ;

- тахометрические СКВГ.

Датчики давления САПФИР-22МДИ; МЕТР АН-43; МИДА-ДИ; МТ100 Датчики температуры ТСП005-100П, КТПТР-01, КТПТР-02, КТСПР-001, ТСП-193-012.822-012

Технические данные:

Число каналов измерения

температуры -4 или 2;

расхода -4 или 2;

- давления -4 или 2 или 0.

Рабочий диапазон измерения температуры от

плюс 1 °С до плюс 160 °С,

избыточного давления - от 0.2 МПа до 1.6 МПа;

Абсолютная погрешность измерения температуры - ±0.3 °С;

Относительная погрешность измерения давления

(0.05-0.3) Рмах -±1.0 %,

(0.3+1.0) Рмах -±0.5 %;

Относительная погрешность измерения расхода воды

(2+10) %) ном. Расхода - от 2.5 до 4 % (в зависимости от типа расходомера),

(10+100) %) ном. Расхода - от 1.5 до 2.5 %;

Относительная погрешность измерения количества тепловой энергии (в зависимости от текущего расхода, типа расходомера и температуры теплоносителя) - от 2 до 5 %.

Ручной перенос данных выполняется с помощью памяти УПД-02 (съем архивов с восьми теплосчетчиков). Срок хранения данных - 10 лет с защитой от стирания и несанкционированного доступа.

Теплосчетчик комплектуется удобной программой съема данныхпод OS Windows 95/98/Ме/2000.

Магнитный клапан тип DMV-D/11.

Принцип действия: два одноступенчатых магнитных клапана закрыты при отсутствии тока, быстро открывающиеся, быстро закрывающиеся, возможно ограничение расхода газа в ручную установкой его расхода на клапане. Технические данные: максимальное рабочее давление 500 мбар, напряжение/частота ~230 в - 15 % до ~240 в +10 % 50/60 Гц или ~110в 50/60 Гц , температура окружающей среды от 15 °С до 60 °С, монтажное положение от вертикального до горизонтального положения.

3.3 Обоснование и описание контуров регулирования и каналов внесения регулирующих воздействий

При автоматизации процесса из многочисленных параметров, характеризующих процесс, необходимо выбрать те, которые подлежат регулированию и, изменением которых, целесообразно вносить регулирующее воздействие.

Регулируемые параметры выбирают, исходя из цели управления и количества возмущающих воздействий канала регулирования. Выбирают так, чтобы регулирующее воздействие сопровождалось максимально быстрым изменением регулируемой величины, т.е. чтобы коэффициент усиления объекта по регулируемому параметру был максимальный.

Для решения этой задачи необходимо:

- определить критерий управления данным процессом;

- выбрать каналы воздействия на него;

- определить поступающие возмущающие воздействия;

- выбрать пути ликвидации возмущений до поступления в объект.

Критерий управления - это численное значение или заданная функция, выбираемая или определяемая, исходя из условий достижения цели управления. Достижению цели управления способствует соблюдение технологического режима, поддержание параметров процесса на заданном уровне.

Целью управления является поддержание температуры на заданном значении.

Каскадно-связанная схема регулирования с использованием сигнала от промежуточной регулирующей величины температуры котловой воды.

Рисунок 6- Схема регулирования температуры.

Измеренная температура наружного воздуха и температура прямой воды термометром сопротивления, с которого сигнал в виде электрического сопротивления поступает на регулятор VITOTRONIC 333, в котором этот сигнал сравнивается с отопительном графиком, далее выдает температуру уставки для регулятора VITOTRONIC 100, который поддерживает ее с помощью МЭО, управляя заслонкой котловой воды и корректирует задание для поддержания температуры в котле с помощью подачи воздуха и через блок управления горелкой управляя регулировочным клапаном подачи газа.

Цель управления поддержание соотношения газа и воздуха для оптимального горения. Регулирование соотношение давления газа и воздуха для обеспечения оптимального горения.

С помощью датчика давления ПД 100 ДИ (позиция 3) измеряется давление газа к котлу. С помощью датчика давления воздуха (позиция 4) измеряется давления воздуха, подаваемое к горелкам. Электрический сигнал с датчиков давления в виде электрических сигналов подается на блок управления горелками, который определяет соотношения давления воздуха - газа. При нарушении этого соотношения сигнал рассогласования поступает на регулятор VITOTRONIC 100, который по ПИ закону вырабатывает управляющее воздействие, которое управляет скоростью вращения вентилятором.

Рисунок 7- Схема регулирования соотношения газ воздух.

4. Обоснование выбора контролируемых, сигнализируемых величин, параметров защиты, блокировочных зависимостей

Контролю подлежат те параметры, по значениям которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом, а также его останов. К таким параметрам относятся все режимные и выходные параметры, а также возмущения. Обязательно контролю подлежат параметры, значение которых регламентируются технологической картой.

Для данного процесса на контроль необходимо поставить:

- расход газа;

- давление воздуха в горелке;

- расход воды из водопровода;

- температура воды на выходе и на входе к котлу; концентрация кислорода в дымовых газах.

К выбору параметров сигнализации приступают после анализа ТОУ в отношении его возможных аварий, несчастных случаев, выпуску брака.

сигнализируемые параметры:

- концентрация метана и угарного газа в помещении;

- срабатывание быстродействующего клапана;

- давление обратной воды;

- давление газа на входе в котельную;

- давление воды после сетевых насосов;

- уровень в дозировочной емкости низок ;

- давление воды из водопровода после насосов;

- общая неисправность.

5. Описание принципиальной схемы проекта

Рассмотрим принципиальную схему сигнализации. В данной схеме представлены следующие параметры на сигнализацию: давление обратной воды, давления газа, давления нагнетания воды, содержание СО и метана в воздухе, срабатывания быстродействующего клапана, общие неисправности оборудования, уровень в дозировочной емкости.

Описание схемы сигнализации.

Кнопка SF включает напряжения сигнализации, при этом загорается лампочка HL:

- при превышении давления обратной воды замыкается контакт Д1 (верхнего) загорается лампочка превышения давления, а если замыкается (нижний) контакт, то загорается лампочка понижения давления;

- при превышении давления газа замыкается контакт Д2 (верхнего) загорается лампочка превышения давления, а если замыкается (нижний) контакт, то загорается лампочка понижения давления;

- при замыкании контакта Д7 загорается лампочка, что давления нагнетания низкое сетевых насосов;

- при замыкании контакта Д10 загорается лампочка, что давления нагнетания низкое насосов сырой воды;

- при превышении содержания СО в помещении, замыкается контакт КК1. При этом в катушке реле потечет ток и тем самым замыкается контакт К1 , при этом загорается лампочка превышения метана, одновременно замыкается контакт К1 и по катушке реле КЗ потечет ток. Реле КЗ замыкает свои контакты, срабатывает лампочка сигнализации и быстродействующий клапан, при этом прекращается подача газа к котлам и включается вытяжка;

- при превышении содержания метана в помещении, замыкается контакт КК2. при это в катушке реле потечет ток и тем самым замыкается контакт К2 , при этом загорается лампочка превышения метана, одновременно замыкается контакт К2 и по катушке реле КЗ потечет ток. Реле КЗ замыкает свои контакты, срабатывает лампочка сигнализации и быстродействующий клапан, при этом прекращается подача газа к котлам и включается вытяжка;

- тоже самое - при превышении метана;

- при неисправности оборудования загорается лампочка;

- при превышении уровня в дозировочной емкости загорается лампочка;

Также есть кнопки: опробование световой сигнализации, сигнализация включена, опробования звука. Существуют выводы для съема звуковой сигнализации.

6. Расчеты

6.1 Расчёт регулирующего органа на жидкость

Требуется выполнить расчет регулирующего органа на жидкость

Данные для расчета:

- протекающая среда - теплоноситель;

- максимальный расход Q = 24 м3/час;

- плотность теплоносителя p = 1,2 г/см3;

- перепад давления на регулирующем органе при максимальном расходе ?p= 0,07 МПа;

- диаметр трубопровода D = 80 мм.

Расчет

К ? = 0,32 х Q х v P/ ?p(2)

К ? = 0,32 х 24 v 1,2/0,07 = 31,76

Расчет пропускной способности К ?y

К ?y ? 1,2 х К ?(3)

К ?y = 1,2 х 31,76 = 38

Вывод: по каталогам на регулирующие органы выбираем двухседельный регулирующий клапан, имеющий пропускную способность К ?y = 38 и диаметр условного прохода Dy = 50 мм.

6.2 Расчёт защитного заземления электроустановки питанием 220 В

Методика расчёта защитного заземления методом коэффициента использования для электроустановки питанием 220 В

Исходные данные:

Rзаз=4 Ом;

Re=15 Ом;

Грунт - суглинок;

Питание напряжения U=220 B;

Материал заземлителя - уголок 60x60x6 мм. Длина вертикального и горизонтального заземления Lв=2,5 м; а=5 м;

Толщина горизонтального заземления в=6 мм;

Номинальное сопротивление для электроустановки с напряжением U=220В

Методика расчёта:

Находим допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом идеального сопротивления грунта Ргр=100 Ом

Находим сопротивление растекания искомого заземления:

R4= (4)

R4= = = 5,5 Ом

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта, Rрасч, Ом

- для вертикальных заземлителей

Rрасч. верт. = Ке х Хр (5)

Rрасч. верт. = 1,6 х 100 = 160 Ом

Ке = 1,6

- для горизонтальных заземлителей

Rрасч. гориз. = Ке х Хр

4 х 100 = 400 Ом

Ке = 4

Определяем сопротивление растекания одного вертикального заземлителя. Для уголка 60х60х6 мм

Rв = 0,298 х Rрасч. верт. х Ке (6)

Rв= 0,298 х 160 х 1,6 = 76,288 Ом

Учитывая характер расположения заземлителей, необходим коэффициент использования вертикальных заземлителей зв, при этом количество вертикальных заземлителей приближенно, находим из формулы:

Пв = (7)

Пв = = 13,9 14 шт.

Пв = (8)

Пв = = 2м

зв = 0,7

Определяем число вертикальных заземлителей.

Пв = (9)

Пв = = 20 шт.

Находим длину соединительной полосы горизонтального заземлителя, Ег, Ом

Ег = 1,05 х Пв х а (10)

Ег = 1,05 х 20 х 5= 105 Ом.

Определяем сопротивление растекания горизонтальных заземлений.

RГ = х Еq (11)

dе = 0,5 х В (12)

d = 0,5 х 6 = 3мм

е0 = 0,5 ч 0,8 = 0,6

е1 = + е0 (13)

е1 = + 0,6 = 1,25 + 0,6 = 1,85

RГ = х Еq = х Еq = 1,4 х Еq (1986) = 2,78 кОм.

Определяем действительное сопротивление растекания горизонтальных заземлителей.

RГ = (14)

7. Описание схемы внешних соединений

Компенсационные провода состоят из менее благородных металлов, чем сплавы термопары, для удлинения которой они предназначены. Эти провода выполняют ту же функцию, что и удлинительные провода , т.е. компенсируют термоэлектродвижущую силу (ТЭДС) термопары, с той лишь разницей, что в случае с компенсационными проводами имеет место суммарная, а не поэлектродная, как в случае с удлинительными проводами, компенсация ТЭДС. По сравнению с удлинительными и термопарными проводами компенсационные провода характеризуются более узким диапазоном рабочих температур и более высокими значениями допустимых погрешностей.

Контрольный кабель представляет собой тонкопроводящие жилы, изоляцию, заполнитель и оболочку. Применяется такой кабель для соединения устройств, а также для передачи информации от одного устройства другому. Может использоваться под напряжением до 1000 В постоянного тока.

Контрольный кабель может состоять из 4 жил, однако некоторые модификации могут иметь до 61 жилы. Жилы могут быть как алюминиевыми, так и медными, однако при этом должны оставаться однопроволочными. Маркировка контрольных кабелей осуществляется двумя методами - цветовым и цифровым. При цветовом методе используются различные цвета изоляции, они могут быть однотонными или полосами. Цифровая маркировка проставляется на изоляции в виде цифр, расстояние между которыми не должно превышать 3,5 см.

В зависимости от броневых и защитных покровов кабеля, различают несколько типов его применения. Например, первый тип кабеля, наиболее незащищенный, применяют внутри помещений, где на него не будет оказываться сторонних воздействий. Последний, четвертый вид кабеля, применяют для укладки в каналы под землю. Для этих кабелей не страшны воздействия растягивающих усилий, а также агрессивная подземная среда.

Схема соединений внешних проводок - это комбинированная схема, на которой показаны электрические и трубные связи между приборами и средствами автоматизации, установленными на технологическом оборудовании на щитах и вне щитов. Схемы соединений и подключений внешних проводок выполняют на основании следующих материалов:

- схем автоматизации технологических процессов;

- принципиальных электрических схем;

- эксплуатационной документации;

- таблиц соединений.

На схеме показаны таблицы, где указаны наименование и место отбора импульсов, и номер позиции по функциональной схеме датчиков и исполнительных устройств. Под таблицей показаны датчики и исполнительные устройства, которые подключаются с помощью внешних проводок к щиту управления и контроля. Тип, марка, протяженность кабелей указаны на схеме. Например, для измерение температуры теплофикационной воды в подающем трубопроводе используются термометры сопротивления, которые подключаются по четырех проводной схеме либо по трех проводному кабелю КВВГ 4х1,0 (кабель контрольный с медными жилами, экранированный). 4 жилы сечением 1,0 мм2 длинной 10 метров к щиту управления. Управление исполнительными устройствами осуществляется со щита регулятора по кабелю АВВГ 4х2,5 мм2 (кабель контрольный с медными жилами материал оболочки кабеля и жил поливинилхлоридная, внешнее покрытие отсутствует). Щит имеет заземление. Схема внешних проводок разработана в соответствии с функциональной схемой.

8. Обоснование выбора щита и размещение приборов

Щит системы автоматизации предназначен для связи оператора с объектом управления. В щитах располагаются средства контроля и автоматического регулирования (измерительные и регистрирующие приборы). Щиты изготавливают специализированные заводы, поэтому в проектах автоматизации технологическую документацию на щиты разрабатывают заводы-изготовители. В связи с условиями эксплуатации (отсутствие запыленности, влажности и т.д.) был выбран щит шкафной, малогабаритный, второго исполнения ЩШМ - 2 (1500х600 мм). Место установки определяется с отсутствием вибрации, механических воздействий. В связи с этим щит устанавливают в отдельном помещении. Щит выбран в соответствии с ГОСТ 36.-13.-76. Имеет габариты:

- ширина 600 мм;

- глубина 600 мм;

- высота 1500 мм.

Щит шкафной - шкаф с установленными деталями для монтажа аппаратов и проводок, арматурой, установленными изделиями и с электрической проводкой подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте. В центральной части щита, устанавливают приборы для управления наиболее важными параметрами или приборы наибольшего габарита при параметрах одинаковой важности. На щите показаны контроллер Vitotronic 100. Текст надписи располагается под каждым прибором симметрично. Между приборами должно быть расстояние, обеспечивающие их эксплуатацию. Эти промежутки должны обеспечивать доступ к элементам крепления прибора и его подключение. Кроме того, эти промежутки должны обеспечивать прочность панели. Обязательное требование для расположения приборов - эстетичность. Внутри щитов устанавливают аппаратуру питания, защиты, преобразователей, сигналов, неоперативные приборы, клемные наборы и т.д. Площадь помещения для размещения щита определяют в зависимости от его длины и конфигурации. Ширина прохода между стенами помещения и щитом должна быть не менее 0,8 м.

9. Монтаж трубных и электрических проводок, датчиков, показывающих, регистрирующих и регулирующих приборов и исполнительных устройств

Все трубные проводки установок контроля и автоматизации по своему назначению могут быть разделены на группы:

- импульсные трубопроводы;

- командные трубопроводы;

- питающие трубопроводы;

- обогревные трубопроводы;

- выбросные или сливные трубопроводы;

- охлаждающие трубопроводы;

- вспомогательные трубопроводы. 

Импульсные трубопроводы служат для передачи импульса (давления, разрежения, расхода и др.) от отборного устройства до чувствительного элемента прибора. К числу таких трубопроводов могут быть отнесены, например, трубопроводы, подводящие импульсы давления, отбираемого до и после диафрагмы к поплавковой камере дифманометра, или импульсы давления от трубопровода или аппарата к геликоидальной пружине манометра типа МГ и т.п.

Импульсные трубопроводы выполняют из самых различных труб, но чаще всего для этой цели применяют цельнотянутые стальные трубы, водогазопроводные трубы, в случаях необходимости - трубы из специальных легированных сталей, красномедные, алюминиевые и неметаллические трубы.

Командные трубопроводы служат для передачи командных импульсов от датчиков к регуляторам или сигнализаторам и от регуляторов к исполнительным механизмам. К числу таких трубопроводов могут быть отнесены, например, пневматические трубопроводы из красномедных или других труб, по которым передается импульс от показывающего датчика с пневмопередачей к вторичному регистрирующему или регулирующему прибору, либо командный импульс передается от регулятора к исполнительному механизму (регулирующему клапану).

Питающие трубопроводы используют для подвода энергоносителя (воды, масла, воздуха и т. д.), необходимого для питания приборов и регуляторов вспомогательной энергией. К числу таких трубопроводов может быть отнесен, например, коллектор сжатого воздуха на щите приборов или маслопровод, подводящий масло к гидравлическим регуляторам от маслонасосной станции.

Обогревные трубопроводы предназначены для обогрева импульсных, командных, питающих и выбросных трубопроводов, а также подвода теплоносителя к шкафам, будкам, щитам, в которых устанавливаются местные приборы.

Выбросные или сливные трубопроводы служат для отвода жидкостей и газов, выделяющихся во время продувки, слива отстоя, периодической промывки линий и т. п.

Охлаждающие трубопроводы применяют для подвода и отвода охлаждающей среды к отборным (приемным) устройствам или от них.

Вспомогательные трубопроводы служат для подвода инертных веществ к импульсным проводкам для предохранения приборов от действия измеряемых агрессивных сред, а также для предохранения отборных устройств от засорения.

Выбор труб, из которых изготавливается та или другая трубная линия (трубопровод), производится проектной организацией в зависимости от назначения трубопровода, параметров (давление и температура) и химических свойств вещества, заполняющего трубопровод, условий, в которых он будет находиться, а также по экономическим соображениям.

Выбор труб является весьма ответственным делом, требующим большого опыта и знаний. От правильности выбора труб в большой мере зависит успех работы и стоимость всей установки в целом.

Для трубных проводок систем автоматизации наиболее часто используют следующие трубы: стальные водогазопроводные неоцинкованные и оцинкованные обыкновенные и легкие, бесшовные из углеродистых и легированных сталей, бесшовные из нержавеющих сталей, медные, алюминиевые и из алюминиевых сплавов, а также полиэтиленовые и полихлорвиниловые.

В настоящее время помимо труб широкое применение в системах пневмоавтоматики получил трубный кабель (пневмокабель), представляющий собой пучок пластмассовых труб, уложенных концентрическими окружностями, свитых спирально и заключенных в общую оболочку.

Выбор направлений трубных проводок (трассировка) представляет собой сложную задачу, решаемую проектной организацией. Однако проектная документация, как правило, не может полностью охватить все детали, выполнение которых необходимо при монтаже трасс, поэтому монтажники должны иметь достаточно высокий уровень знаний при выборе направлений и способов прокладки трубных проводок.

Монтаж трубных проводок, как и все монтажные работы, может быть разделен на два основных этапа:

- заготовительные работы, включающие подготовку труб, изготовление крепежных деталей и конструкций, опорных металлоконструкций, нестандартной переходной, запорной, и соединительной арматуры и других изделий, сборку отдельных звеньев трубопроводов и участков трубных блоков с их предварительной окраской, доставку всех заготовленных узлов и блоков на место монтажа.