Автоматизация редукционно–охладительной установки

Автоматизация редукционно–охладительной установки

53

Федеральное Агентство по Образованию

Федеральное Государственное

Образовательное Учреждение Среднего

Проффесионального Образования

«Дальневосточный Государственный

Межрегиональный Индустриально-

Экономический Колледж»

Специальность: 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Автоматизация редукционно-охладительной установки

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Общий раздел

1.1 Техническая характеристика предприятия

1.2 Уровень автоматизации предприятия. Обоснование необходимости автоматизации объекта

2 Технологический раздел

2.1 Технология производства. Описание технологического процесса участка производства

2.2 Выбор параметров, подлежащих контролю и регулированию

3 Специальный раздел

3.1 Обоснование выбора первичных устройств и приборов контроля

3.2 Свойство системы регулирования и выбор регуляторов

3.3 Выбор средств автоматизации, электроаппаратуры

3.4 Описание работы схем автоматического контроля и регулирования

3.5 Выполнение кабельных (импульсных) трасс

3.6 Выбор щита автоматизации

3.7 Описание компоновки средств контроля и регулирования на щите

3.8 Таблица соединений электрических проводок в щите

3.9 Расчётный раздел

3.9.1 Расчёт и выбор аппаратов и средств защиты

3.9.2 Расчёт сечения кабеля, проводов и выбор их типов

3.9.3 Расчёт специальных устройств САУ

4 Техника безопасности и противопожарная техника

4.1 Мероприятия по технике безопасности в условиях эксплуатации автоматических устройств

4.2 Противопожарные мероприятия на данном предприятии

5 Экономическая часть

5.1 Расчёт капитальных затрат на автоматизацию

5.2 Расчёт себестоимости продукции до и после автоматизации

5.3 Экономические обоснования автоматизации

5.4 Сводные технико-экономические показатели

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

Значение автоматизации в промышленности

В современном промышленном производстве все большее значение приобретает автоматизация. Усложняется оборудование и технологические процессы, повышаются требования к качеству и надёжности выпускаемой продукции. Управление технологическими комплексами вообще невозможно без средств автоматизации. Она способствует росту производительности труда.

Автоматизация производства - одно из важнейших направлений научно технического процесса, способных коренным образом преобразовать рабочие места, сделать труд рабочих более производительным, и менее травмоопасным.

Автоматика и автоматизация производственных процессов в настоящее время базируется на элементной базе, содержащей электрические, электромеханические, магнитные, гидравлические и другие средства автоматизации. В последние десятилетия особенно интенсивное развитие получили электронные устройства автоматики

Применительно к задачам автоматизации производственных процессов автоматизированное управление осуществляется с помощью автоматизированных систем управления технологическими процессами, в которых состояние технологического процесса и технологического объекта в целом анализируется с помощью ЭВМ.

Высшая форма автоматизации в настоящее время реализуется с помощью гибких производственных систем, создающих реальные предпосылки для перехода к безлюдной технологии, для существенного повышения эффективности современного промышленного производства. Гибкая производственная система призвана обеспечить комплексную автоматизацию всего производственного процесса, повысить производительность труда и качество продукции.

1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Техническая характеристика предприятия

Хабаровская теплоэлектроцентраль №1 расположена в южной части города Хабаровска, входит в объединенную энергетическую систему Востока, снабжающею электроэнергией Хабаровский, энергорайон и теплотой город Хабаровск.

Электростанция сооружалась в четыре этапа, первый турбоагрегат мощностью 25 тыс. кВт введен в эксплуатацию 28 сентября 1954 г., последний - мощностью 100 тыс. кВт в 1972 г.

До пуска Хабаровской ТЭЦ - 1 в городе работало 40 мало - экономичных ведомственных электростанций, в том числе дизельные и локомобильные суммарной мощностью 18 тыс. кВт.

На ТЭЦ установлено 16 котельных агрегатов высокого давления с параметрами 100 - 140 ата, 510 - 540 - 560оС девять турбоагрегатов мощностью 25 - 60 - 100 МВт, с теплофекациоными и производственным оборотом пара и три водогрейных котла ПТВМ - 100. Длина главного корпуса составляет 455 метров. Тепловая схема с поперечными связями по пару питательной воды. Имеются две топливо - подачи, производительностью 400 т/час для подпитки энергетических котельных агрегатов, водоочистные сооружения подпитки теплосети производительностью 3000 т/час.

В период эксплуатации на ТЭЦ проведена большая работа по совершенствованию технологической схемы автоматизации производственного процесса и механизации трудоемких работ, внедрено более 700 мероприятий по повышению надежности и экономичности работы ТЭЦ. Удельный расход условного топлива на отпущенный кВт час снижен на 356.7 грамм в сравнении с 1956 годом, и составил в 1983 году 233.1 г/кВтч, на тепло уменьшен с 189.9 кг/Гкал до 180.8 кг/Гкал.

Первый миллион кВтч электроэнергии ТЭЦ выработала 4 октября 1954 года. За весь период работы ТЭЦ на 1 января 1984 г выработано 56737943 тыс. кВтч электроэнергии и отпущено потребителям тепла 130938 тыс. Гкал.

Введены в эксплуатацию:

I Турбоагрегат ст.№1 - 28 сентября 1954г.

II Турбоагрегат ст.№ 2 - в 1955 г

III Турбоагрегат ст.№ 3 - в 1956 г.

IV Турбоагрегат ст.№ 4 - в 1958 г.

V Турбоагрегат ст.№ 5 - в 1958 г.

VI Турбоагрегат ст.№ 6 - в 1964 г.

VII Турбоагрегат ст.№ 7 - в 1967 г.

VIII Турбоагрегат ст.№ 8 - в 1969 г.

Удельная численность эксплуатационного персонала на 1000 кВт установленной мощности за период 1956 г до 1983 снижена с 10 человек до 1.8 человек.

На ТЭЦ постоянно проводится работа по модернизации и реконструкции оборудования и совершенствованию технологических процессов. Реконструирована схема газо-масляного уплотнения пяти генераторов, мощность генераторов увеличена на 17 мВт, модернизированы две турбины с частичной заменой проточной части и увеличением электрической мощности на 17% теплофикационного и производственного отбора пара; выполнена схема использования низко-потенциального тепла турбин. Рационализаторы ТЭЦ только за последние 10 лет подали 1211 рационализаторских предложений, внедрение которых позволило получит экономический эффект 789.4 тыс. рублей с экономить 4063 тут. За 30 лет создано довольно обширная сеть социально - бытовых и культурных учреждений. ТЭЦ имеет два общежития, базу отдыха в п. Бычиха на берегу Амура, дом культуры, пионерский лагерь и четыре детских дошкольных учреждения, стадион. На предприятии действует столовая, медицинский пункт, физиокабинет.

1.2 Уровень автоматизации предприятия. Основания необходимости автоматизации объекта

Автоматизация - процесс, при котором функции управления и контроля осуществляются методами и средствами автоматики. В применении к любому производству автоматизация характеризуется освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. По степени автоматизации производства различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.

Частичная автоматизация - это автоматическое выполнение отдельных производственных операций, осуществляемое в тех случаях, когда определённые технологические процессы вследствие своей сложности или быстродействия невыполнимы для человека. Функции человека при частичной автоматизации определяется технологическим процессом и сводится к участию в производственных операциях, контроле и управления. Частично автоматизируется, как правило, действующее производственное оборудование, при чём наиболее эффективно автоматизировать технологический процесс, который сравнительно легко можно функционально выделить из общего производства.

Комплексная автоматизация - автоматическое выполнение всех основных производственных операций участка, цеха, завода, электростанции и.т.д. как единого взаимосвязанного комплекса. Функции человека при комплексной автоматизации ограничиваются контролем и общим управлением. При комплексной автоматизации отдельные автоматические регуляторы и программные устройства, должны быть связаны между собой и образовывать единую систему управления.

Полная автоматизация - высшая ступень, при которой автоматизируются все основные и вспомогательные участки производства, включая систему управления и контроля. Управление и контроль автоматически с помощью вычислительных машин или специализированных автоматических устройств. Функции человека при полной автоматизации сводятся к наблюдению за работой оборудования и устранению возникающих неисправностей.

Хабаровская ТЭЦ 1 по уровню автоматизации относится к частичной.

Все процессы, которые человек не может выполнить (определить температуры пара, давления пара, расход пара и.т.д.) выполняются автоматическими устройствами, функции человека при этом сводятся к наблюдению, контролем и корректированию параметров технологического процесса.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Технология производства. Описание технологического процесса участка производства

Редукционно-охладительная установка (РОУ) служит для понижения давления и температуры острого пара, вырабатываемого котлоагрегатами. С помощью РОУ резервируются промышленные и теплофикационные отборы паровых турбин, осуществляется связь между общими паропроводами паровых котлов высокого и среднего давления, редуцируется пар низких параметров во время растопки котлоагрегатов. Так на Хабаровской ТЭЦ 1 имеется пять РОУ 100/10 - 13 ата и три РОУ 140/10 - 16 ата, пар от которых подаётся в промколлектор. С промколлектора пар поступает на производство и на пиковые бойлера. РОУ 100/35 ата № 1, 2 служат для снабжения паром МЖК. С атмосферной РОУ 100/1,2 - 2,5 ата пар подаётся в теплофикационный коллектор. С теплофикационного коллектора пар поступает в основные бойлера и ПСГ № 1, 2. Растопочная РОУ 100/1,2 - 2,5 ата № 1 используется при растопке котлов ст. №1 - 8. Растопочные РОУ 140/1,2 - 2,5 ата № 2, 3 используются при растопке котлов ст. № 9 - 16. Пар с этих РОУ поступает в теплофикационный коллектор.

Для автоматизации выбирается РОУ 100/35 служащая для подачи пара на МЖК. Острый пар подаётся с температурой лежащей в пределах 280 С - 320 С и давлением лежащим в пределах 32 кгс/смІ - 35 кгс/смІ. Пределы температуры и давления зависят от того какими нужны потребителю для нормального хода технологического процесса. Острый пар проходя через дроссельный клапан шиберного типа и решётки в пароохладителе дросселируется. Многоступенчатое дросселирование (в клапане и решётках) снижает уровень шума при расширении пара. Расход пара изменяется с помощью дроссельного клапана, аналогичного по конструкции регулирующему клапану. В пароохладитель впрыскивается вода через форсунки, за счёт её испарения происходит охлаждение пара. Питательная вода с давлением 35 кгс/см подаётся от питательных насосов (ЭПН). Регулятор получает сигнал по температуре или давлению редуцированного пара от термопары или Сапфира. При повышении температуры или давления от заданного значения, исполнительный механизм перемещает регулирующий клапан в сторону открытия до тех пор, пока температура или давление редуцированного пара не станет равной заданному значению. При понижении температуры или давления редуцированного пара, регулирующий клапан перемещается в сторону закрытия, до тех пор пока температура или давление редуцированного пара не станет равным заданному значению. Регулирование расхода воды осуществляется с помощью клапана постоянного расхода, независимо от фактической производительности редукционно-охладительной установки к клапану подводится постоянное количество воды. В клапане поток разветвляется на два потока, один из которых поступает на впрыск, а второй на слив. Перераспределение воды между впрыском и сливом осуществляется за счёт перемещения распределительного клапана, необходимость такого устройства поясняется примером: в РОУ с начальным давлением р1 = 12,75 кгс/смІ и конечным давлением р2 = 1,27 кгс/смІ вода на впрыск подаётся от питательного насоса и имеет давление рп.н. = 18 кгс/смІ. Фактически перед клапаном давление воды должно составлять рв = 3 кгс/смІ ( с учётом потерь давления в форсунках). Избыток давления р = рп.н. - рв = 15 кгс/смІ теряется в дроссельном устройстве. Чтобы перепад давления на дросселе был одинаковым и не зависел от производительности редукционно-охладительной установки, необходимо иметь постоянный расход воды через дроссельное устройство. Именно это и достигается при установке клапана постоянного расхода.

Редукционно-охладительная установка устанавливается для растопки котла, резервирования производственных отборов турбин и при отсутствии других источников пара требуемых параметров. В блочных схемах редукционно-охладительная установка используется не только при пусках блока, но и при сбросах нагрузки. Редукционно-охладительная установка с быстрым включением в работу называются быстро включающимися.

2.2 Выбор параметров, подлежащих контролю и регулированию

Основная задача управления процесса снижения давления и температуры состоит в стабилизации режима работы котла и турбин при оптимизации производительности котла и турбин и расхода топливно-энергетических ресурсов. Процесс снижения давления и температуры подвержен влиянию многих факторов. Главными являются: давление пара, температура пара, расход пара. Контроль давления острого и редуцированного пара, а также регулирование давления редуцированного пара необходимы, так как при изменении этих параметров может привести к нарушению технологического процесса и привести к аварийной ситуации. Контроль температуры острого и редуцированного пара, а также регулирование температуры редуцированного пара необходимы, так как при изменении этих параметров может привести к нарушению технологического процесса. Контроль расхода редуцированного пара необходим, для норм расхода потребителя.

Таблица 1-Перечень технологических параметров подлежащих контролю и регулированию

Наименование измеряемой величин	Наименование значения параметра	Тип преобразователя	Место отбора	Среда воздействия
Регулирование температуры редуцированного пара	280 - 320?С	Термопара ТХК	Паропровод	Пар
Регулирование давления редуцированного пара	32 - 35 кгс/смІ	Сапфир 22 М-ДИ	Паропровод	Пар
Контроль давления острого пара	100 кгс/смІ	Сапфир 22 М-ДИ	Паропровод	Пар
Контроль температуры острого пара	535?С	Термопара ТХА	Паропровод	Пар
Контроль давления редуцированного пара	32 - 35 кгс/смІ	Сапфир 22 М-ДИ	Паропровод	Пар
Контроль расхода редуцированного пара	16 т/ч	Сужающее устройство ДК-100 Диффманометр ДМ 3583М	Паропровод	Пар
Контроль температуры редуцированного пара	280 - 320?С	Термопара ТХК	Паропровод	Пар

3. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Обоснование выбора первичных устройств и приборов контроля

3.1.1 Контроль давления острого пара

В качестве первичного прибора для контроля давления острого пара используется тензопреобразователь «Сапфир 22 М-ДИ». Тензопреобразователь предназначен для измерения давления и преобразования его в унифицированный токовый сигнал. Сапфир имеет чувствительную металлическую мембрану, сверху которой припаяна сапфировая мембрана на поверхности которой размещены тензорезисторы, образующие мостовую измерительную схему, напряжение разбаланса подаётся на вход усилителя. При деформации двухслойной мембраны изменяется сопротивление тензорезисторов.

Таблица 2-Техническая характеристика «Сапфир 22 М-ДИ»

Параметры прибора	Величина прибора
Предел измерения, кгс/смІ	0 - 150
Питание, В	36
Класс точности	1,5
Условия эксплуатации :
Влажность, %	30 - 80
Температура окружающей среды, ?С	20±2
Масса, кг	2,5

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с унифицированным сигналом КСУ-1. Предназначен для измерения и записи давления, значение которого преобразовано в электрический унифицированный сигнал постоянного тока 4 - 20 mA, конструктивно прибор выполнен из отдельных модулей и блоков (модуль измерительной мостовой схемы, модуль реохорда, блок питания) соединённые между собой проводами.

Таблица 3-Техническая характеристика КСУ - 1

Параметры прибора	Величина прибора
Предел измерения, кгс/смІ	0 - 150
Питание, В	220
Потребляемая мощность, Вт	30
Класс точности	1
Условия эксплуатации :
Влажность, %	30 - 80
Температура окружающей среды, ?С	20±2
Масса, кг	не более 8
Габариты, мм	200х160х420

3.1.2 Контроль температуры острого пара

В качестве первичного прибора для контроля температуры острого пара используется термопара ТХК. Принцип работы основан на возникновение электродвижущей силы (ТЭДС) в цепи, составленной из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах соединения концов проводников. Возникновение ТЭДС связано с наличием в металлах свободных электронов. Так как плотность свободных электронов в различных металлических электродах неодинакова, электроны диффундируют из электрода с большей плотностью свободных электронов в электрод с меньшей плотностью свободных электронов. Диффузия свободных электронов будет тем больше, чем больше температура спаев.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5