Монтаж и наладка системы автоматического управления и регулирования котельных установок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Выбор варианта системы автоматического управления

1.2 Основные характеристики и требования к размещению

2 Проектная часть

2.1 Выбор и обоснование функциональной схемы САУ

2.2 Выбор и обоснование плана размещения оборудования и приборов

САУ

3 Расчетная часть

3.1 Расчет энергопотребления системы

3.2 Оценка уровня унификации системы

4 Графическая часть проекта. Комплект КД

4.1 Схема функциональная выбранного типа САУ

4.2 План размещения типового оборудования

4.3Схема электрических проводов. Спецификация проводов и электроматериалов. Таблица проводов

4.4 Схема размещения трубных проводок. Спецификация труб соединителей

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Целью данной курсовой работы является монтаж и наладка системы автоматического управления и регулирования котельных установок.

Котельными установками называются устройства, предназначенные для производства пара или горячей воды заданных параметров для энергетических, технологических и отопительных целей.

В зависимости от назначения различают следующие типы котельных установок:

Энергетические - вырабатывающие пар для паровых двигателей;

Производственно-отопительные - вырабатывающие пар и горячую воду для удовлетворения технологических потребностей производства, отопления и вентиляции;

Отопительные - вырабатывающие пар и горячую воду для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных, жилых и коммунальных помещений;

Смешанного назначения - вырабатывающие пар для снабжения одновременно паровых двигателей, технологических нужд и отопительно-вентиляционных установок и горячего водоснабжения;



1 Общая часть

1.1 Выбор варианта системы автоматического управления

котельный электрический автоматический проводка

Котельная предназначена для теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых, культурно-бытовых и производственных объектов. Выпускается теплопроизводительностью от 95 кВт до 12 МВт.

Модульная котельная работает в полной заводской готовности и не требует больших затрат времени и средств на производство монтажных и пусконаладочных работ. Полностью исключаются затраты на строительство капитального здания. Каждая модульная котельная имеет высокий КПД и автоматически обеспечивает оптимальный режим работы всего отопительного оборудования, при этом она производит столько тепла и горячей воды, сколько требуется потребителю в данный момент.

Система автоматического управления (САУ) предназначена для автоматического управления одногорелочными водогрейными и паровыми котлами, работающими на газообразном и жидком топливе и общекотельным оборудованием, входящим в состав котельной. Система построена на основе управляющего комплекса "Микроконт-Р2" (сертификат Госстандарта №3018).

Предлагаемая система обеспечивает комплексную автоматизацию задач управления котельной и выполняет следующие основные функции:

авторегулирование котлов и общекотельного оборудования;

автоматическое поддержание заданного графика температуры тепплоносителей на выходе котельной с коррекцией по температуре наружного воздуха при оптимальном управлении каждым котлоагрегатом;

эффективная аварийная и предупредительная сигнализация с выдачей сообщений о причинах аварий;

создание и хранение истории технологического процесса и регистрация аварийных ситуаций;

представление оператору текущих и ретроспективных значений технологических параметров;

задание и изменение режимов работы на уровне оператора.

Состав системы управления

Центральный пост оператора. Состоит из станции оператора на базе персонального компьютера (опция) и (или) пульта управления котельной.

Комплектные подсистемы (шкафы) автоматического управления котлами.

Комплектная подсистема автоматического управления общекотельным оборудованием

1.2 Основные характеристики и требования к размещению

Характеристика элементов САУ

Центральный пост оператора

Центральный пост оператора включает щит управления котельной (базовое исполнение) и станцию оператора (опция) на персональном компьютере.

Состав щита управления:

пульт оператора (ОР-04), имеющий знако-цифровой ЖК-индикатор на 2 строки по 20 знакомест;

ключи управления;

светодиодные индикаторы.

Состав станции оператора:

ПЭВМ Pentium-III с монитором 15” (или 17”);

адаптер локальной сети RS485 (встраивается в ПЭВМ);

принтер;

источник бесперебойного питания.

Интерфейс связи с подсистемами управления котлами RS485.

При наличии в составе центрального поста станции управления предусматривается возможность обмена данными с вышестоящими диспетчерскими постами (или АСУ) по следующим каналам:

выделенная телефонная пара;

городская АТС;

УКВ-радиоканал;

EТНERNET.

Программное обеспечение станции базируется на SCADA-программе “Сталкер” и функционирует под управлением OS WINDOWS-95/NT.

Выполняемые функции:

Функции щита управления:

отображение технологических параметров на ЖК-дисплее;

задание режимов работы;

дистанционное управление;

аварийная и предупредительная сигнализация;

аварийная и предупредительная сигнализация.

Функции станции оператора:

представление процесса на экране монитора в виде динамических мнемосхем, временных диаграмм, гистограмм, таблиц и т.д.;

дистанционное управление оборудованием с экрана монитора;

создание архивов информации:

истории процесса;

истории аварийных событий;

статистики работы оборудования.

расчет и представление технико-экономических показателей.

автоматическое ведение документации.

Подсистема управления котлом

Подсистема предназначена для автоматического управления одногорелочными котлами, работающими на газообразном и жидком топливе.

Подсистема выполняет весь комплекс задач управления котлом и может функционировать как в автономном режиме, так и в составе САУ котельной.

Подсистема построена на базе промышленного программируемого контроллера МИКРОКОНТ-Р2 (№16682-97 в Госреестре средств измерений).

Подсистема выполняется в 1 электрошкафу габаритами 1200 х 600 х 400 мм (вариант исполнения навесной или стоечный) или в 2-х электрошкафах габаритами 600 х 400 х 200 мм навесного исполнения.

Выполняемые функции:

регулирование (поддержание заданий) температуры теплоносителя на выходе котла. В зависимости от исполнения ИМ(РК) регулирование совместное (ИМ “топливо-воздух”) или раздельное (РК “топливо” и РК “воздух”), плавное или ступенчатое (40%, 100% открытия ИМ).;

управление исполнительными механизмами (дистанционное - от центрального поста; местное - от встроенного пульта управления; автоматическое - по запрограммированному алгоритму);

защиты, блокировки;

знако-цифровая индикация технологических параметров и текстовые сообщения оператору;

задание режимов работы от клавиатуры встроенного пульта или от центрального поста оператора.

Количество входов/выходов:

аналоговые входы: нормированные токовые (0-5) мА или (4-20) мА термометры сопротивления дискретные входы дискретные выходы Светодиодная сигнализация Знако-цифровая индикация	- 12 - 4 - 32 - 32 - до 16 - ЖКИ дисплей (2 строки по 20 знаков).

Подсистема управления общекотельным оборудованием

Подсистема предназначена для управления общекотельным оборудованием, режимами работы котлов, осуществляя тем самым поддержание заданного графика температуры теплоносителя на выходе котельной с учетом температуры наружного воздуха.

Подсистема построена на базе промышленных программируемых контроллеров Микроконт-Р2 (сертификат Госреестра № 16682-97).

Подсистема выполнена в электрошкафе габаритами (1400 х 600 х 400) мм в строечном или навесном варианте.

Подсистема в максимальном варианте управляет следующим оборудованием:

насосами (ГВС, сетевыми, рециркуляционными, сырой воды) аккумуляторными баками подогревателями ГВС регулирующими клапанами задвижками отсечным клапаном газа подсистемами управления котлом	- до 8-и шт.; - 2 шт.; - 2 ступени; - 5 шт.; - 16 шт.; - 1 шт.; - до 5 шт.

Выполняемые функции:

регулирование (5 контуров);

управление исполнительными механизмами (дистанционное - от центрального поста; местное - от встроенного пульта управления; автоматическое - по запрограммированному алгоритму);

защиты, блокировки;

аварийная и предупредительная сигнализация;

знако-цифровая индикация технологических параметров и текстовые сообщения оператору;

задание режимов работы общекотельного оборудования и котлов.

Состав входов/выходов:

аналоговые входы: токовые (0-5/4-20) мА термометры сопротивления дискретные входы ~220/=24 дискретные выходы ~220/=24	- 12 (расширение до 24) - 4 (расширение до 8) - 80 - 48



2 Проектная часть

2.1 Выбор и обоснование функциональной схемы САУ

Рис. Функциональная схема подсистемы управления котлом

На рисунке приведена функциональная схема подсистемы с указанием взаимосвязей с котлом. Функциональная схема приведена для водогрейного котла, топливо-газ.

Входные/выходные сигналы, указанные на функциональной схеме, приведены в объеме, достаточном для автоматического управления котлом. Остальные технологические параметры, необходимые для контроля работы котла, индицируются приборами, установленными по месту. По требованию заказчика объем технологических параметров контролируемых подсистемой может быть расширен, при условии применения соответствующих первичных датчиков.

2.2 Выбор и обоснование плана размещения оборудования и приборов САУ

1 - насос сырой воды; 2 - теплообменник сырой воды; 3 - фильтр водоочистки; 4 - электрораспределительное устройство; 5 - дымосос; 6 - водогрейный котел теплопроизводительностью 50 Гкал/ч; 7 - дутьевой вентилятор; 8 - архив, 9 - сигнализация , 10 - АРМ оператора(основной, резервный); 11 - дымовая труба



3 Расчетная часть

3.1 Расчет энергопотребления системы

В различных технологических установках с системами автоматического управления может потребляться значительное количество электрической энергии в непосредственно электрической форме или преобразованной в гидравлическую или пневматическую форму, удобную для регулирующих и исполнительных механизмов. В зависимости от необходимых мощностей может применяться схема однофазного или трехфазного энергоснабжения.

В зависимости от применяемой схемы энергоснабжения, типа энергоприемников и характера производства для различных электрических нагрузок и потребляемой электроэнергии могут использоваться различные методики, например:

Метод коэффициента спроса

Статистический метод расчета нагрузки

Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции

Метод удельной нагрузки на единицу продукции

В данной курсовой работе расчет ведётся по методике удельной нагрузки на единицу производственной площади. Данный метод применяется при проектировании производств, характеризующихся большим числом приемников малой и средней мощности, равномерно распределенных по производственной площади.

Расчетную нагрузку определяют по формуле:

Р_р=Р_уд*F

где Р_уд - удельная расчетная мощность на 1 м² производственной площади, в кВт/м²;

F - площадь размещения группы оборудования, м².

Удельную нагрузку определяют по статическим данным. Значение зависит от рода производств и изменяется в пределах 0,06-0,6 кВт/м² для энергетически экономных или энергоёмких.

Данный метод наиболее приемлем на стадии проектирования различных производств в условиях отсутствия информации о реальных величинах энергопотребления.

Р_р=Р_уд*F=0,6*70=42 кВт/м²

Р_р=42 кВт/м²

3.2 Оценка уровня унификации системы

При производстве какого-либо оборудования, в том числе и при создании систем автоматического управления и регулирования могут использоваться приборы, датчики, исполнительные и вспомогательные устройства, детали и другие комплектующие следующих видов: стандартизированные, заимствованные из других конструкций, стандартные покупные и оригинальные. Общее количество деталей (составных частей) перечисленных видов соответственно можно обозначить : ?_ст,?_з,?_п,?_о,

С учетом перечисленных видов комплектующих в качестве показателей уровня унификации наиболее часто используется следующие коэффициенты:

1.Коэффициент унификации по количеству используемых сборочных единиц(типоразмеров)

2.Коээфициент унификации по трудоемкости

3.Коэффициент унификации по весу

4.Коэффициент унификации по стоимости

В данной курсовой работе целесообразнее всего проводить расчет коэффициента унификации по количеству используемых сборочных единиц (типоразмеров)

- общее количество составных частей



4 Графическая часть проекта. Комплект КД

4.1 Схема функциональная выбранного типа САУ



4.2 План размещения типового оборудования

1 - насос сырой воды; 2 - теплообменник сырой воды; 3 - фильтр водоочистки; 4 - электрораспределительное устройство; 5 - дымосос; 6 - водогрейный котел теплопроизводительностью 50 Гкал/ч; 7 - дутьевой вентилятор; 8 - архив, 9 - сигнализация , 10 - АРМ оператора(основной, резервный); 11 - дымовая труба

4.3 Схема электрических проводов. Спецификация проводов и электроматериалов. Таблица проводов

Формат	Зона	Поз	Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
		1	Установочный
			провод	АПР-4х8	4
		2	Контрольные
			кабели	КРВГ 0,75	8

Таблица размещения трубных проводок.

№ трубы	Откуда идет	Куда идет	Тип трубы	Длинна, м
1	Насос сырой воды	Фильтр водоочистки	Водогазопроводная	1
2	Фильтр водоочистки	Теплообменник сырой воды	Водогазопроводная	1
3	Теплообменник сырой воды	Водогрейный котел	Водогазопроводная	2
4	Водогрейный котел	Дымовая труба	Водогазопроводная	3

4.4 Схема размещения трубных проводок. Спецификация труб соединителей

Формат	Зона	Поз	Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
		1	Труба
			вытяжная	400Х400	3



Заключение

В результате выполнения курсовой работы была налажена система автоматического управления и регулирования котельных установок. Выбраны приборы измерения давления, составлена таблица трубных проводок и составлен план размещения



Список используемой литературы

Мановян А.К. «Технология переработки природных энергоносителей» 2004г.

Жарковский Б.И. «Приборы автоматического контроля и регулирования» 1983г.

Сугак А.В. «Процессы и аппараты химической технологии» 2005г.

Касаткин А.Г. «Процессы и аппараты химической технологии» 1983г.

Размещено на Allbest.ru

...