Система автоматизации управления сушильным барабаном

Для контроля давления на выходе выбираем датчик избыточного давления «Радон ВБ-Д-1-С/Н-3-0,25-2-1-1» со следующими техническими характеристиками: датчик взрывозащищённого исполнения; верхний предел измерения 1МПа, материал корпуса - стальной с никель хромовым покрытием; материал присоединительного штуцера – нержавеющая сталь; температура окружающего воздуха – исполнение минус 40 – плюс 50; предел допускаемой основной погрешности ±0,25%,выходной сигнал 4-20 мА; присоединительный штуцер М20Х1,5; исполнение кабельного ввода – разъём типа ОНЦ. Датчик выдерживает воздействие перегрузки давлением 125% от верхнего предела измерения с сохранением допускаемой погрешности измерения давления. Напряжение питания 36 В.

Температура измеряется на входе и  выходе из котлоагрегата на трубопроводах  воды и топлива, в системе отопления. Наиболее часто, по месту, применяют стеклянные жидкостные термометры расширения, благодаря простоте отсчета температуры, широкому температурному интервалу и достаточной точности измерения. Термометрической жидкостью служит ртуть, толуол, этиловый спирт, пентан и др. Лучшей является ртуть, которая не смачивает стекло, а поэтому дает наиболее точные показания.

 

Манометрические термометры предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры  газов, жидкости. Они выпускаются  показывающими, самопишущими и комбинированными и разделяются на газовые, жидкостные, ртутные, парожидкостные и со специальным заполнителем. Дистанционная передача давления осуществляется через капилляры различной длины с некоторой тепловой инерцией, зависящей от вида заполнителя. Наименьшей инерцией обладают газовые и ртутные термометры при измерении температуры движущейся среды.

В системе применяются  термометры показывающие сигнализирующие  электроконтактные типа ТПГ - СК, ТПП -СК. Предназначены для непрерывного измерения температуры и сигнализации при отклонении температуры от заданного  диапазона.  Имеют электроконтактное  устройство по типу ЭКТ и ЭКМ,что позволяет применять их в схемах автоматики и сигнализации. Для сигнализации аварийного отклонения газа на входе и выходе ГРС электроконтактный манометр ЭКМ ВЭ 16 рб. У термометров ТПГ - СК термосистема газовая, у ТПП - СК - парожидкостная.

Для регистрации температуры  применяются электронные автоматические показывающие и самопишущие многоточечные  мосты и потенциометры. В качестве датчика для мостов используется термометр сопротивления, а для  потенциометров - термопары.

Для контроля температуры газа на входе, выходе и после подогревателя выбираем датчик типа ТСМК-Ех.

В качестве сигнализатора загазованности выбираем сигнализатор СТМ-10. Сигнализатор СТМ-10 предназначен для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций взрывоопасных газов.

 СТМ-10 является автоматическим  стационарным прибором, состоящим  из блока сигнализации и питания,  выносных датчиков. Блок сигнализации  и питания должен быть установлен  за пределами взрывоопасной зоны (Блок КИП). Датчики выполнены  взрывозащищёнными, с маркировкой взрывозащиты IExdIIСT4.

Для аварийной дистанционной  сигнализации выбираем устройство сигнализации УСГ - 10, которое предназначено для  контроля и передачи общего предупредительного аварийного сигнала при отклонении технологических параметров от нормы с включением устройств звукового оповещения.

При нарушении режимов  работы ГРС УСГ-10 выдает свето-звуковую сигнализацию в следующих случаях:

• при повышении и понижении давления газа;
• при прекращении подачи;
• при неисправности оборудования котельной;
• при потере напряжения;
• при загазованности выше нормы в технологических помещениях;
• при срабатывании охранной сигнализации.

 

 

 

1 - вычислитель; 2 - ручной  терминал; 3 - датчик перепада давления; 4 - датчик давления; 5 – модем; 6 - датчик температуры; 7 - блок питания; 8 – аккумуляторы; 9 – искробезопасный барьер ISСОМ.

Комплекс «GiperFlo-3ПМ» представляет собой самостоятельное микропроцессорное вычислительное устройство с батарейным питанием, предназначенное для измерения и регистрации параметров котлоагрегата по одному, двум или трем параметрам.

           

 

 

3 Описание  принятой системы автоматизации

 

3.1 Схема автоматизации

 

Для выполнения своих  функций схема автоматизации  кательной имеет следующие оборудование:

датчики давления , температуры, расхода, горения, состава, уровня;

логический контроллер

ИМ в виде приводов вентилятора и дымососа, ИМ МЭО  и ЭМ клапанов на трубопроводах воды, газа, воздуха.

Данная система автоматизации  выполняет следующие функции:

контроль температуры, давления, расхода, уровня и горения

регулирование подачи воздуха, газа, а также отбора дымовых газа и пара; регулирование горения  топлива.

Данная система автоматизации  работает только в автоматическом режиме, который обеспечивает логический контроллер. Сигналы с датчиков давления поступают на дискретные входы ЛК, что говорит что ПД работают по принципу концевого выключателя и при превышении давления подает на контролер, который согласно своей программе приводит в действие ИМ МЭО, установленный на трубопроводе и поворачивает РО в виде крана.

В котле должна поддерживаться постоянная температура, что упрощает управление этим процессом путем  поддержания постоянным подачу газа и воздуха в камеру сгорания, а  также поддержание постоянной тяги. Также в камере сгорания происходит контроль за горением факелов.  В случае погасания факела ЛК отключает подачу газа. Также подача газа будет отключена в случае пропадания тяги , о чем сообщит контроллеру преобразователь давления, установленный в трубе. Перед этим контроллер попытается  увеличить тягу повернув РО на воздуховоде с помощью ИМ 5.

Для предупреждения утечки газа при старте котла в схему  включены датчики загазованности, в  случае их срабатывания включается сирена и блокируется запальный трансформатор. Происходит перекрытие трубопроводов  подачи воздуха и газа в котел с помощью ЭМ клапанов.

В котле также происходит контроль уровня воды и давления пара, в случае понижения первого или  повышения второго параметра  соответственно происходит регулирование  температуры в котле с помощью  ИМ1 и ИМ2.ЛК узнает об изменении уровня и давления в котле с помощью датчиков уровня и давления, соединённых с им.

В этой системе происходит учет расхода пара в котором принимают  участие датчик расхода, установленный  на трубопроводе и регистратор показывающих расход, установленный в операторской.

Для обеспечения стабильной и безопасной работы на трубопроводах  подачи воздуха для тяги и отбора дымовых газов установлены датчики  температуры по месту показывающие  и датчики давления показывающие. Исходя из датчиков температуры уставленных на дымоходе, ЛК судит о температуре внутри котла, а также следит затем, чтобы насос на данном трубопроводе не перегревался путем понижения факела и частоты вращения насоса.

Для контроля за состоянием системы с помощью оператора  все датчики давления, а также датчики загазованности являются показывающими и сигнализирующими в случае сбоя в работе контроллера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Принципиальная  электрическая схема

Все управление системой автоматизации котельной, как видно  из принципиальной схемы, сводится к программе заложенный в логический контроллер. Питание логического контроллера производится с помощью БП, который преобразует напряжение в  220В в 24В, которое также подводится к дискретным входам ЛК. Для питания дискретных выходов контроллер использует напряжение в 220В.

Для питания преобразователей используется БП2.

Для работы системы применяются  как аналоговые, так и дискретные датчики.

Для их подключения контроллер имеет  универсальные аналоговые входы  и дискретные входы с питанием в 24В. Конфигурация входов может быть изменена при заказе.

К аналоговым входам подключаются 4 термосопротивления, датчик уровня воды в котле, преобразователи избыточного и вакуумметрического давления с унифицированным выходным  токовым сигналом,  датчик герметизации и 3 резистивных датчика положения РО.

К дискретным входам подключены датчики работы вентилятора и  дымососа, сигнализаторы давления пара, газа, воздуха, датчики горения, запала и сигнализаторы уровня воды в баке котла.

Выходное воздействие  обеспечивает система, состоящая из ЭМ реле входящих в состав ЛК к выводам  которых подводится напряжение в 220В  и ИМ МЭО с ЭМ катушками клапанов , установленных по месту.

В стартовый момент ЛК проверяет все ли показания с  датчиков, для которых величина параметра  должна быть примерно постоянной как  при работающей так и отключенной  системе находятся в норме(давления газа в трубопроводе, уровень воды в баке и т.м.) находятся в норме относительно старта системы, проверяет положение РО (клапаны стоящие на трубопроводах должны быть закрыты, т.к они автоматически закрываются  при отключении системы). В случае не прохождения проверки ЛК пытается исправить возникшие возмущения, в случае неудачи подает сигнал на дискретный выход, который запускает сигнализацию. Если проверка пройдена, то ЛК запускает вентиляторы подачи воздуха и его отбора, дымосос, которые в совокупности  создают тягу в топке котла, за чем следит ЛК с помощью датчиков давления; в случае ее отсутствия ЛК запускает через свои выходные контакты ИМ МЭО, которые поворачивают заслонки на трубопроводах( это происходит, если ЛК получил сигнал напряжения с датчиков положения, свидетельствующий о закрытом состоянии РО, в ином случае включается сигнализация) после чего должна появиться тяга в котле, а в трубопроводах напор.

Только после этого  происходи открытие клапана газа, с помощью замыкания эл. цепи ЛК и поворот РО, регулирующего подачу газа. В этот же момент подается напряжение на запальный трансформатор, который создает искру и зажигает ВГ смесь. Если этого не происходит о чем сообщает ЛК дискретные датчики возгорания, с коррекцией на датчик загазованности, происходит перекрывание трубопровода газа , путем снятия напряжения с ЭМ клапана, и включение сигнализации. Если возгорание прошло успешно, то емкость с водой начинает разогреваться, вода закипает, возникает пар, а вместе с ним и его давление. По давлению пара и уровню воды в баке, а также температуры в трубопроводах воздуха и дыма, о значении  которых ЛК получает информацию с  аналоговых датчиков, подключенных к ему происходит регулирование температуры в камере сгорания котла, изменением  подачи газа и воздуха. В зависимости от интенсивности горения меняется и тяга.

Для задания хода ИМ МЭО  вперед /назад он подключается к 2 выводам  ЛК, подающих напряжение на обмотки  возбуждения с разных сторон. Для  запуска вентилятора и дымососа, применяется МП. В случае с ЭМ клапаном он является нормально-закрытым, что сделано в целях безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Мероприятия  по экономии сырья и топливно-энергетических  ресурсов.

В настоящее время  перед человечеством стоит одна из важнейших проблем – проблема экономного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.

 

Для уменьшения потерь тепла  в котельных агрегатах и достижения расчетных значений КПД важное значение имеет содержание в чистоте поверхностей нагрева путем своевременной  их очистки от наружных и внутренних загрязнений, качественное ведение топочных процессов и поддержание оптимальных значений коэффициента избытка воздуха, соблюдение установленного водного режима, содержание в исправности обмуровки и гарнитуры и т.д. Для определения и последующего анализа тепловых потерь рекомендуется проводить регулярные балансовые испытания котлов.

 

Так как КПД котлов меняется в зависимости от нагрузки, то на экономичность работы котельной  влияют также режим работы котлов и распределение нагрузки между  ними.      

 

 

   В энергетических установках для повышения  экономичности используются схемы  с вторичным (промежуточным) перегревом: пар после срабатывания части  его тепловой энергии в турбине  возвращается в К., подвергается дополнительному  перегреву в пароперегревателе  низкого давления и опять направляется в турбину

 

На тепловой экономичности  котельных сказываются потери топлива  при транспортировке и хранении, потери тепла от продувок и растопок и т.д. Экономное расходование топлива  в котельных связано с уменьшением  потерь тепла у потребителей в первую очередь путем улучшения технического состояния отопляемых зданий и сооружений. При эксплуатации котельной необходимо постоянно контролировать расходы топлива, тепла и пара, а также нормировать удельные расходы топлива.

 

Нормирование расхода тепла и топлива является важным фактором в рациональном планировании и использовании энергетических ресурсов. Обоснованные нормы расхода позволяют обеспечить необходимый технико-экономический контроль за состоянием использования топлива.

 

Под нормой расхода понимается количество условного топлива или тепла, которое расходуется совершенно исправным устройством, эксплуатированным с соблюдением нормальных параметров  в соответствии с установленным технологическим режимом.