Реферат: Автоматизация редукционно-охладительной установки

 Оглавление.

                                                      Стр.

1.  Введение_____________________________________________4

2.    Краткоеописание технологического процесса________________6

3.    Выборрегулируемых величин и каналов внесения 

   регулирующихвоздействий______________________________8

4.    Выборконтролируемых величин____________________________10

5.    Выборсредств автоматизации______________________________11

6.  Общее описание работы выбраннойсистемы контроля и 

     регулирования_________________________________________15

7.   Расчетнаячасть_______________________________________

8.   Спецификацияна средства автоматизации

9.  Выбор щита

10. Список используемой литературы

1.   Введение.

Вхимической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяетсябольшое внимание. Это объясняется сложностью и чувствительностью к нарушениямтехнических процессов, вредностью условий работ.

При автоматизациичеловек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управленияпроизводственным процессом передаются автоматическим устройствам.

Автоматизация – это внедрение в производствотехнических средств, которые управляют процессами без непосредственного участиячеловека. Автоматизация  приводит  к улучшению  показателей  эффективностипроизводства, улучшению качества, увеличению количества и снижениюсебестоимости выпускаемой продукции.

Высокиетемпы развития промышленности неразрывно связанно с проведением автоматизации. Задачи,которые решаются при автоматизации современных производств, весьма сложны и требуютот специалистов знания не только устройства различных приборов, но и общих принциповсоставления систем автоматического управления.

Внедрение АСУ впроизводство обеспечивает: сокращение потерь от брака и отходов, уменьшениечисленности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительствозданий, увеличение межремонтных сроков работы оборудования. Благодаряавтоматизации производства тяжелый труд рабочих заменяется на более легкий. Чтозначительно увеличивает производительность труда и уменьшает трудоемкость.

Данныйкурсовой проект показывает один из возможных способов автоматизации редукционно-охладительнойустановки. Это позволяет производить контроль и регулирование из кабины оператора.

В итогеавтоматизациизначительно облегчится труд персонала, обслуживающегоредакционно-охладительную установку. Оператор после автоматизации может, находясьу щита следить завсеми протекающими в печи процессами. А также можетконтролировать процессы регулирования и по мере необходимости вноситьручныевоздействия.

2. Краткоеописание технологического процесса.

Охлаждение — этосложный и ответственный технологический процесс. От правильности его проведениязависит качество продукции.

Промышленныепредприятия потребляют большое количество тепла на технологические нужды (нагревтехнологических сред, сушка продуктов технологического процесса), а также на отоплениеи горячее водоснабжение. Источниками тепла являются пар или горячая вода от собственныхкотельных или от внешних источников.

В случае питанияпредприятия от внешних источников при вводе теплосетей устанавливают тепловыепункты, в которых обычно предусматривают редукционно-охлодительные установки(РОУ), которые относятся к теплообменным устройствам.

Редукционно-охладительнаяустановка предназначена для редуцирования давления и снижение температуры пара. Она относится ктеплообменным устройствам.

Теплообменнымиустройствами называют устройства, предназначенные для передачитепла от одной рабочей среды к другой.

 Технологическоеназначение теплообменных устройств чрезвычайно разнообразно, поэтому в промышленнойтехнике отмечается большое обилие типов и конструкций редукционно–охладительнойустановки.

Процесс теплообменахарактеризуется уравнением, которое чаще всего служит для определенияповерхности теплообмена F.

/>          Q = k (t1 – t2) F ккал/час,  где

k - коэффициент теплопередачи, ккал/м2 час град;

F — поверхность теплообмена, м2.

РОУ применяется натепловых и атомных электростанций для сброса избытка пара в пусковых иаварийных режимах, а также в тех случаях, когда потребность в паре низкихпараметров покрывается из источника с более высокими параметрами пара.

Основные принципыуправления процессом снижения температуры и давления рассматриваются вфункциональной схеме. Основными параметрами этого процесса являютсяхарактеристики пара на выходе РОУ.

Постепенное снижениедавления обеспечивается с помощью дросселя постоянного сечения, который обычноустанавливается за клапаном, что уменьшает шум.

РОУ состоитиз редукционного клапана и пароохладителя.

Редукционный клапан — это устройство, автоматическиперепускающее жидкость или газ из полости высокого давления в полость болеенизкого давления с поддержанием постоянного давления в одной из этих полостей.

Пароохладитель – это устройство, с помощью которогопонижается температура перегретого пара перед турбинной или котлом.

При изменениирежима работы температура может меняться в широких пределах, и тогда необходимодля предотвращения чрезмерного перегрева пароперегревателя охладить его.

Охлаждениепара достигается путем отвода от пара тепла питательной водой, которая непосредственновпрыскивается в аппарат. Для этой цели часто принимают конденсат.

В системах теплоснабженияимеются так же станции сброса и перекачки конденсата, оборудованные баками длясбора его и насосами для перекачки уже собранного конденсата на ТЭЦ или вкатальную

3.Выбор регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий.

Процессы протекают в РОУ с очень большими скоростями и в ручнуюими управлять невозможно.

Основным показателемэффективности работы редукционно-охладительной установки является температура идавления пара после установки. Цель управления подержание этих параметров наопределенном значении.

На объект управлениябудут действовать следующие возмущающие воздействия:

1.  Изменение расходов пара и охлаждающего агента.

2.  Изменение температур пара и охлаждающего агента.

Повлиять на эти параметрынельзя, так как они определяются предыдущим технологическим процессом.

3.  Изменение удельной теплоемкости пара и охлаждающего агента.

4.  Изменение давления пара на входе установки.

5. Изменение состояния труб аппарата (коррозия, отложениесолей). Изменить нельзя, но можно периодически чистить.

6.  Изменение параметров окружающей среды. Повлиять нельзя.

Чтобыпри наличии возмущающих воздействий цель управления была достигнута и были стабилизированыпараметры пара, следует в качестве главной регулируемой величины принять показательэффективности, а регулирующее воздействие вносить изменением расхода конденсата,с помощью регулятора системы «Каскад», типа РС29 (поз.5-4) и исполнительного механизма,типа МЭО (поз.5-6).

Также подлежит регулированиюдавления пара на выходе установки, которое осуществляется с помощью регуляторатипа РС29 (поз.3-3) и исполнительного механизма типа МЭО (поз.3-5).

Температура и давлениепосле РОУ является важными технологическими параметрами. Поэтому они подлежатрегулированию, т.к. из-за них зависит работа РОУ.

4.   Выбор контролируемых величин.

 При  выборе  контролируемых  величия необходимо руководствоваться тем, что при минимальном их числе обеспечивалось наиболееполное представление о процессе. Контролю подлежат прежде всего те параметры, значениекоторых облегчает пуск, наладку и ведение технологического процесса. Для осуществлениянаиболее оперативного управления, проведения пуско-наладочных работ и обеспечениянеобходимых технико-экономических показателей необходимо обеспечить контроль наиболееважных параметров процесса. К этим параметрам относятся:

1.   Давление пара перед РОУ (поз.1-1);

2.   Температура пара перед РОУ (поз.2-1);

3.   Расход конденсата (поз.4-1).

Которыеизмеряются и регистрируются с помощью вторичных электрических приборов, типа «Диск– 250», которые устанавливаются на щите оператора.

Знание значений этихпараметров позволяет судить о том, как идет процесс и скорректировать заданиепри выходе этих параметров за рамки нормы, т.к. изменения являются возмущающимивоздействиями, которые могут вывести систему из равновесия.

Данныеконтролируемые параметры не являются основными, но их необходимо знать для полученияобъективной информации о ходе технологического процесса. А также для обеспечениянормального режима работы РОУ и проведения необходимых пуско-наладочных работ иобеспечение необходимых технико-экономических показателей.

5. Выбор средствавтоматизации.

В связи с тем, что процессы протекают в РОУс очень большими скоростями, надо выбирать приборы, запаздывание показаний которыхкак можно меньше. Средства автоматизации, с помощью которых осуществляется управлениепроцессом, должны быть выбраны технически грамотно и экономически обоснованно. Привыборе средств автоматизации в первую очередь принимают во внимание следующие факторы:

1. Взрыво- ипожароопасность объекта (повышенное давление 0,6 МПа);

2.Агрессивность среды;

3. Число параметров,участвующих в управлении, и их физические и химические свойства;

4. Требованияк качеству контроля и регулирования;

5. Уровеньтемператур;

6. Расстояние междутехнологическим объектом и щитом управления (сравнительно не велико);

7. Точность используемыхсредств измерения (электрические вторичные приборы более точные).

Исходя  из  всего вышеперечисленного,  используются электрические приборы системы «Каскад»,которые обладают высоким классом точности и с помощью их мы сможем достаточноверно управлять системой автоматизации на процессы, протекающие в РОУ.

В данной курсовой работенужно контролировать расход конденсата.

Существует несколькоспособов измерения расхода:

— измерение расходомерами постоянного перепада давления;

— расходомерами переменного перепададавления;

— электромагнитными расходомерами (индукционными).

        Последний способ не подходит из-за больших габаритов прибора, а следовательно, егодороговизны. Первый способ использования не устраивает нас, т.к. ротаметрами можноизмерять расход только газов и жидкостей (прозрачных), а также небольшой пределизмерения. Для данного курсового проекта лучше всего подходит второй способ. В качествепервичного преобразователя используется диафрагма типа ДК-16 измерения и различныхдиаметров. На функциональной схеме обозначена позицией 4-1. Сигналы с диафрагмамипоступают на дифманометр — расходомер типа ДМЕР-М (поз. 4-2). На выходе у этоготипа дифманометров стандартный электрический сигнал от 0 до 5А, в котором работаютвсе вторичные электрические приборы.

 В данномпроекте нужно измерять температуру до и после РОУ.

Существуетнесколько способов измерения температуры. Нужно подобрать наиболее подходящий дляданного курсового проекта. Температуру можно измерить с помощью следующих средств:

— термометроврасширения;

— манометрическими термометрами;

— пирометрами;

— термометрамисопротивления;

— термоэлектрическими термометрами.

Первые два способа неподходят из-за небольших пределов измерения, сложности дистанционной передачисигнала от места отбора согнала до щита оператора. Пирометры не годятся, т.к.можно только контролировать параметр, но нет возможности регулирования, а такжепирометры применяются для измерения высоких температур. Четвертый способ неподходит по экономическим  соображениям  (медными  термометрами сопротивлениянельзя измерить из-за небольшого предела измерения, а платиновые дорогие).Наиболее подходящий последний способ, т.к. используемые термоэлектрическиетермометры имеют удовлетворяющий запросам предел измерения и дешевле платиновыхтермометров сопротивления. Для данного проекта подходят термопары, типаТХК-1172П, градуировки ХК(L)(поз.2-1, 5-1). Пределы измерения 0-500*С. Т.к. выходной сигнал у термопары нестандартный, то нужно использовать нормирующий преобразователь типа Ш 79(поз.2-2,5-2).                                

В данном курсовом проектенеобходимо стабилизировать давление. Измерить давление можно следующимисредствами:

-    лсидкостнымитрубными манометрами;

-    деформационнымиманометрами;

-    грузопоршневымиманометрами;

-    электрическимиманометрами.

Первый способ не подходитиз-за невозможности дистанционной передачи сигнала, при увеличении давленияразмеры трубного манометра возрастают (применяются для измерения невысокихдавлений) и т.д.

Электрические манометрынас устраивают в связи с тем, что на выходе у этого типа манометровэлектрический сигнал, что подходит для данного курсового проекта. В качествеманометра взяли преобразователь типа «Сапфир 22ДИ» (поз.1-1,3-1). 

Для регулированиядавления и температуры пара после РОУ используются регуляторы типа РС29(поз.3-3, 5-4). Эти регуляторы надежны в эксплуатации и обеспечивают достаточновысокое регулирование. Регуляторы выпускаются в комплекте с усилителями типаУ29. Регулятор смонтирован на щите и через бесконтактный реверсивный усилительтипа ПБР (поз. 3-4, 5-5) управляет исполнительным механизмом типа МЭО (поз. 3-5,5-6), двигатель которого имеет магнитный тормоз, что позволяет уменьшитьинерционность хода двигателя после отключения. Для улучшения динамическиххарактеристик системы, заключающихся в инерционности воспринимающих элементоврегулятора температуры в схеме предусмотрен ввод сигнала по изменению положенияисполнительного механизма.

6.  Общееописание работы выбранной системы контроля и

регулирования.

 

Выбраннаясистема контроля и регулирования работает следующем образом: 1. Контроль давленияпара перед РОУ: В качестве первичного преобразователя используется преобразовательдавления типа «Сапфир-22ДИ-2060» (поз. 1-1), который имеет выходной сигнал от 0до 5 мА. Этот сигнал воспринимает вторичный регистрирующий прибор типа «Диск250-1121»(поз.1-2).

2. Контрольтемпературы пара перед РОУ: Первичным преобразователем данного контура являетсятермоэлектрический термометр типа «ТХК-1172(П)» гр.ХК (L) (поз.2-1).Т.к. выход у него не является стандартным, то надо использовать нормирующий преобразовательтипа «Ш-79» (поз. 2-2), который преобразует нестандартный сигнал термопары в стандартныйот 0 до 5 мА. Этот сигнал воспринимает вторичный регистрирующий прибор типа «Диск250-1121»(поз. 2-3).

3. Регулированиедавления редуцированного пара после РОУ: В качестве первичного преобразователя используетсяпреобразователь давления типа «Сапфир-22ДИ-2060» (поз. 3-1), который имеет выходнойсигнал от 0 до 5 мА. Этот сигнал воспринимает вторичный регистрирующий прибор типа«Диск250-1121» (поз.3-2). Этот прибор имеет выход со стандартным выходным сигналомот 0 до 5 мА, к которому подключается регулятор системы «Контур 2» типа «РС29»(поз. 3-3). Регулятор выпускается в комплекте с усилителем типа «У29». При отклонениипараметра от заданного значения (0,7Мпа) регулятор включает катушки пускателя типа«ПБР-2М» (поз.3-4), который управляет исполнительным механизмом типа «МЭО-16/10-0,25-82»(поз. 3-5), который устанавливается на трубопроводе перед РОУ.

 4. Контрольрасхода конденсата: Первичный преобразователь это камерная диафрагма типа «ДК6-90»(поз. 4-1), которая работает вместе с дифманометром — расходомерам типа «ДМЭР-М»(поз. 4-2). Это дифманометр имеет стандартный выходной сигнал от 0 до 5мА. Регистрацияведется с помощью вторичного регистрирующего

 приборатипа «Диск250-1121» (поз. 4-3).

5. Регулированиетемпературы редуцированного пара (200*С): Оно введется аналогично регулированиюдавления. Отличия заключаются в том, что в качестве первичного преобразователя используетсятермоэлектрический преобразователь типа « ТХК-1172(П), гр. ХК(L)» (поз.5-1). Т.к. выход у него не является стандартным, то надо использовать нормирующийпреобразователь типа «Ш-79» (поз. 5-2), который преобразует нестандартный сигналтермопары в стандартный от 0 до 5 мА. Для того, чтобы улучшить динамические характеристикисистемы следует вводить коррекцию. Она вводится с помощью блока динамических преобразованийтипа «Д05,3» (поз.5-5).

 6.Выбор щита.

Щитысистем автоматизации предназначены для размещения на них приборов КИПиА, сигнальныхустройств, аппаратуры управления, регулирования, защиты, блокировки (кнопки, тумблеры,регуляторы, лампы, световые табло) и т.д. и линий связи между ними (электрическаяили трубная коммутация).

Щит выполняет функциюпоста управления и является связующим звеном между объектом управления иоператором.

Так как количествосредств автоматизации относительно не велико, то для данного проектапредпочтильней выбрать щит шкафного типа.

В связис тем, что любое производство связано с запыленностью в цехах, то выбор щита шкафноготипа лишний раз оправдывает себя, потому, что во время эксплуатации он закрываетсясо всех сторон. Чем защищает средства автоматизации от попадания на них большогоколичества пыли.

При выбореисполнения щитов необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

1.Шкафные (защищенные) щиты предназначены для стационарных установок АСУТП,расположенных в производственных помещениях с нормальными условиями работы.

2. Щитыдля установок в специальных помещениях (взрыво — и пожароопасных).

3.Панельные (открытые) щиты предназначены для стационарных установок вспециальных щитовых помещениях (операторских, диспетчерских и т.д.), в которыеимеет доступ персонал, обслуживающий АСУТП.

Дляданного курсового проекта можно использовать щит типа ЩПК-800. Это щитпанельный с каркасом, а 800 — ширина передней панели в миллиметрах. Исходя изтого, что в данном курсовом проекте 5 вторичных электрических приборов и дварегулятора, с размерами 320 на 320мм. и 60 на 160мм., используем среднюю ширинупередней панели — 800 мм (можно 600, 800, 1000 мм). Панельный щит в данномкурсовом проекте используется из-за следующих преимуществ конструкции щита, аименно:

1.Обеспечивается возможность поставки на монтажную площадку в комплекте сустановленными приборами и аппаратурой;

2.Эффективно используется объем щита за счет установки аппаратуры и проводок вразличных зонах на глубине и ширине щита;

3.Каркас щита включает в себя конструктивные элементы, предназначенные дляпрокладки и ввода внешних электрических и трубных проводок.

  4.При частичном изменении технологического процесса и, соответственно, схемы автоматизацииприборные панели каркасного щита могут быть заменены без необходимости демонтажа.  

еще рефераты
Еще работы по технологии