Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Процесс взаимодействия оператора-машиниста котла с системой проходит через интерфейс программного обеспечения (далее ПО) промышленного компьютера (далее ПК), который составляет Автоматизированное Рабочее Место (далее АРМ) машиниста котла. ОС ПК каждого котла связана с общим сервером, который контролирует общий технологический процесс всех колов, а также связывает Автоматизированные Рабочие Места (далее АРМ) машинистов котла, АРМ Производственно-Технический Отдел (далее ПТО), АРМ главного инженера и инженерную станцию.

4 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Следующий шаг в разработке САУ котлоагрегата №3 типа ПТВМ-50 заключается в подборе аппаратуры системы, которая будет осуществлять ведение технологического процесса и предотвращать появление аварийных ситуаций. Выбирается промышленный логический контроллер серии Premium производителя Schneider Electric с головным процессором типа TSX P57 3436. Выбор ПЛК данного типа обусловлен наличием практического навыка работы с данной серией, который был получен в последнем семестре обучения при кафедре «ЭтЭЭм».

В аппаратный состав тракта газа входит четыре идентичных газовых блоков, со своим внутренним составом, четыре идентичные газо-мазутные горелки, комплектующихся запальным устройством с высоковольтным маломощным трансформатором и датчиками контроля факела горелки, устройства КИПиА на общем газовом тракте.

• Арматура горелок: горелка газо-мазутная ГМ-15-01, запальник, трансформатор запальника, датчик контроля факела КФ.

• Арматура БГ, в количестве четырёх штук каждая: запорная арматура (ПЗК1, ПЗК2, КЗ, КО, 3-1, 3-2, 3-3, ПР, ОТ, КБ), датчики (ГА, ОДД, ГДД), регулирующая – шиберы РГД.

• Арматура вводного тракта газа: задвижки 3Г1, 3Г2, В1-1, В1-2, ОТ1-1, ОТ1-2; датчики 3ГА1, 3ГА2, ДДГ; задвижка 3ЗД.

4.1 Арматура вводного тракта газа

Особое внимание стоит уделить узлу ввода общего тракта газа, стоящего перед распределением газопровода к газовым блокам. Согласно требованиям нормативных документов [2],[4], перед вводом в эксплуатацию системы, а также в процессе эксплуатации систем газопровода, необходимо отслеживать качественный состав газа и контролировать его физические параметры – температуру и давление. Определение и частоту проверки состава природного газа регламентируют документы ГОСТ 31370-2008 «Газ природный. Руководство по отбору проб» и ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия». Удовлетворительным заключением о качестве природного газа можно заключить о его молярном составе. Существует несколько способов определения молярного состава газа. Наиболее целесообразный и достаточно точный способ – это метод спонтанного комбинационного рассеяния света (СКР), который описан в [11]. Суть метода заключается в облучении пробы газа с последующим возбуждением молекул пробы, которые ответно рассеивают определённый спектр молекул. Зная интенсивность полос спектра рассеивания молекул пропана, бутана, изо-пропана, этана, диоксида и оксида углерода, гелия, азота и кислорода в составе природного газа, можно с точностью 0,01% заключить о молярном составе смеси. Преимущество этого метода заключается в непрерывности исследования, т.е. анализируется весь состав сразу, в то время как другие способы анализируют процентный состав каждого газа поочерёдно, что в конечном итоге занимает большее время. Другое достоинство заключается в неразрушающем характере проведения исследования – нет необходимости сжигать пробы газа, конденсировать его и так или иначе изменять его физико-химические свойства. И самое главное достоинство этого метода – его можно полностью автоматизировать. На рынке датчиков и газоанализаторов имеется специализированный газоаналитический комплекс на основе экспрессного многокомпонентного газоанализатора ЭМГ-21-1, который предназначен для контроля качества природного газа ТЭЦ и ГРЭС. Выбираем его в качестве устройств 3ГА-1 и 3ГА-2. Газоанализатор имеет внутренний независимый контроллер, проводящий вычисления собственных нужд. Имеется связь по протоколу TCP/IP. Его технические характеристики приведены в таблице 4.1. Устройство также может применяться и для контроля качественного молекулярного состава отработанных газов. Дополнительное применение устройства позволит с высокой точностью измерений вести наблюдение за влиянием ведения отопительного хозяйства на окружающую среду. Физически реализации контроля состава природного газа и отработанных газов может выполниться с помощью одного шкафа ЭМГ-21-1, который по сети трубопровода по месту его исполнения будет производить забор проб. Быстродействие газоанализатора и количество им определяемых компонентов газовой смеси позволяет снизить количество газоанализаторов котла до одного путём передачи проб через газопровод к каждому контрольному узлу взятия и проб.

Таблица 4.1- Технические характеристики ЭМГ-21-1

Предел обнаружения примесей, ppm	100
Количество определяемых компонентов газовой смеси	80
Диапазон измеряемых масс, а.е.м.	1-200
Диапазон измеряемых концентраций, %об.	0,01-100
Экспрессность анализа (сек)	1
Время выхода на рабочий режим, час.	0,25
Потребляемая мощность, Вт	600
Напряжение питания	~220В
Масса, кг.	60
Габаритные размеры, мм	1200×600×600

Трубы забора проб снабжаются запорной электрифицированной арматурой. Выбирается трубопровод DN 15 PN 1. Устройство газоанализатор ЭМГ имеет внутренние компрессоры, которые позволяют создавать тягу для забора проб газа. К узлам забора газа относятся 3ГА 1, 3ГА 2, ГА-1 .. ГА-4. К электрифицированной запорной арматуре этих узлов относятся В1-1, В 1-2, ОТ 1..ОТ 4 соответственно.

Определим состав арматуры общего газового ввода перед котлом. На вводе к тракту газа давление составляет 140кПа, номинальный диаметр трубопровода DN300. По таблице 1 определим, что максимальный расход газа равен 6800 м³/ч. Соответственно задвижка 3ЗД, ручной клапан 3Г 1 и электрифицированный клапан 3Г 2, расходомер газа должны иметь соответствующую проходную способность.

Выбираем 3Г 1 как ручной кран шаровой полнопроходной под фланцевое соединение, номинальный диаметр 300мм, номинальное давление 1,6кГс/см², сталь марок Ст.20 и Ст.20Х13. Маркировка КШ.Ф.П.Р.300.16.-01. Изготовитель ALSO, РФ.

Выбираем 3Г 2 как задвижку клиновую с выдвижным шпинделем фланцевую ЗКЛПЭ У1 типа 30с941нж6 DN300, номинальное давление 16кГс/см² с комплектным электроприводом В-Б1-05 N=1,5 кВт, 220В 50 Гц. Электродвигатель необходимо снабдить контактором категории АС-3 на номинальный ток не менее 7А. Выбираем контактор однополюсный серии R20 20А 1 NО 230АС, катушка управления 24 DC, производителя «Benedict & Jager». Электропривод в электрической схеме БР 13.03.02 025 Э31 указан как M1, коммутирующий контактор – KM1.

Выбираем 3 ЗД заслонку дроссельную АМАКС-ЗДЭ DN 300, 1,6кГс/см², ∆Р=0,2МПа, снабжённую электроприводом МЭОФ-630/63-0,25У, производства АО «АБС ЗЭИм Автоматизация». Характеристики питания: 0,25 кВт, 380В, 50 Гц трёхфазное под фланцевое соединение (ГОСТ 12815 исп. 1). Соответственно МЭО приводит в движение рабочий орган шибера в прямое или обратное движение с постоянной скоростью. Рабочий орган поворачивается на 90˚ (0,25 оборота). Управление электроприводом осуществляется с помощью контактов 7, 9, 10 (общий нулевой) пускателя реверсивного ПБР-3А. В электрической схеме БР 13.03.02 025 Э31электропривод заслонки 3ЗД указана как M2, ПБР3-А – KV1. Для ответвлений трубопровода к свечам продувки, датчикам выбираем стальную трубу электросварную (ГОСТ 10704-91) 14×2мм, DN 15.

Клапаны забора проб природного газа ОТ 1-1 и ОТ 1-2 и клапаны продувочных свечей В 1-1 и В1-2 выбираем АМАКС–КЭ DN 15мм, PN 16кГс/см² типа «НЗ», герметичность затвора класс «А», соединение приварочное. Напряжение питания 220 В 50Гц. Мощность при срабатывании 160В∙А, при удержании 16В∙А. Управление с помощью пускателей бесконтактных реверсивных двухфазных серии ПБР-2 АО «НПО Приборы и механизмы». ПБР-2 получает управляющий сигнал 24В VDC и полупроводниковыми средствами коммутирует однофазные линии напряжением до 240В VAC с током не более 4А. Входное сопротивление ПБР-2 не менее 750Ом, значит вход ПБР можно подключать напрямую к транзисторным выходам ПЛК, т.к. ток коммутации составляет не более 32мА. Электромагниты клапанов ОТ 1-1, ОТ 1-2, 1-1, В1-2 на электрической схеме Д БР 13.03.02 025 Э31 обозначены как YA1, YA2, YA3, YA4. ПБР-2 соответствующего электромагнита клапана – KV2, KV3, KV4, KV5.

В качестве датчика давления ДДГ-1 выбираем цифровой датчик ДМ5002Вн-Г 0..150 кПа, класс точности 0,5, взрывозащищённый, цифровая индикация текущего значения давления с преобразованием в унифицированный токовый выходной сигнал (4..20мА), производства АО «Манотомь». На электрической схеме БР 13.03.02 025 Э31 ДДГ-1 указан как ВР1.

В качестве датчика давления ДДГ-2 выбираем ДМ5002Вн-Г 0..60 кПа, класс точности 0,5, взрывозащищённый, цифровая индикация текущего значения давления с преобразованием в унифицированный токовый выходной сигнал (4..20мА), производства АО «Манотомь». На электрической схеме БР 13.03.02 025 Э31 ДДГ-2 указан как ВР2.

В качестве расходомера газового РГ выбираем датчики дифференциального давления Метран-100-ДИ-1141-02-60кПа и Метран-100-ДД-1422-02-5кПа (для растопочного расхода) интегрированные с диафрагмой камерной PN 60 ДКС-300-А/Б производителя АО «ХК «АМАКС». На электрической БР 13.03.02 025 Э31 РГ1 и РГ 2 указан как ВР2.

4.2 Арматура горелок

Основу этого технологического узла составляет горелка, которая, согласно требованиям второй главы, должна обеспечить выработку тепловой энергии для топлив природный газ и мазут. Количество горелок оговорено и равно четырём. Выбор горелки производится по необходимой тепловой выработке котла типа ПТВМ-50, технические параметры которого указаны в таблице 1. По данным этой таблицы производится расчёт параметров горелки и дальнейший её подбор.

Необходимая теплопроизводительность каждой горелки:

n_гор – количество горелок,

Q_кот – общая теплопроизводительность котла.

Соответственно ориентировочный объёмный расход газа:

Выбираем горелку ГМ-15-01 производства АО «ХК «Энергомаш-Строй». Её характеристики приведены в приложении Б.

На рисунке 4.1 показан график зависимости расхода газа от давления приходящего газа. Номинальное рабочее значение давления равно 30 кПа. Диапазон регулирования теплопроизводительности – горелки 3:10. По данным приложения Б номинальное рабочее давление газа ГМ-15-01 составляет 30кПа. Это значение соответствует номинальному объёмному расходу природного газа q_г=1500нм³/ч. Расчётная удельная теплопроизводительность используемого топлива – с=8550ккал/нм³, что равно 9944Вт∙ч/нм³. Таким образом максимальная теплопроизводительность горелки составляет Q= q_г∙c=14916000Вт=14,916МВт. В качестве запальника ЭИВ-01-И производства предприятия ООО «Общемаш». Технические эксплуатационные характеристики запального устройства приведены таблице 4.2.

Таблица 4.2- Характеристики ЭИВ-01-И

В качестве источника высокого напряжения (далее ИВН) запальника выбираем однофазный трансформатор ОС33 730 УХЛ2 со следующими параметрами: U1=220В, f1=50.60 Гц, U2= 7.5кВ, I2ном=30мА; Класс защиты – 1; IP 54; S3 20%. На электрической схеме Д БР 13.03.02 025 Э31 высоковольтный трансформатор указан как T1..T4 соответственно каждой горелке. Коммутирование первичной обмотки трансформатора к питанию 220 переменного тока обеспечивает контактор ESB 20-20 1 НО контакт 1Р фирмы ABB. Катушка контактора питается 24VDC. Контактор обозначается на электрической схеме Д БР 13.03.02 025 Э31 как KM8..KM11.

В качестве устройства контроля пламени выбираем Прибор Контроля Пламени (ПКП) типа Ф34.2 АО «МЗТА». Он состоит из настроечного блока с ФО42 и двумя датчиками Фото Детекторами Частотными (ФДЧ). ФО42 обеспечивает питание, однозначную последовательную работу фото детекторных частотных датчиков и их настройку.

К клеммам 24, 28, 22(Общая Точка) подключаются выходы фотодетекторов факела розжига и факела основного пламени соответственно. В качестве детекторов выбраны комплектные ФДЧ производства АО «МЗТА».

Для осуществления дистанционного розжига первого канала (розжига) замыкаются клеммы 22 и 12, для второго (основного) – 16 и 27. При розжиге горелки производится последовательный розжиг сначала первого канала (запальника), потом – второго канала (основной факел). Для этого необходимо замкнуть клеммы ПР. Питание ФДЧ1 (розжига) производится подключением их к клеммам 18 и 14, и ФДЧ2 (основного факела) – к клеммам 20 и 16. Выходные сигналы ФДЧ1 поступают на клеммы 24 и ФДЧ2 – 28, клемма 22 – общая. Настроечный блок имеет четыре выходных контактов, которые дублируется сигнальными светодиодами. На каждый канал приходится два выходных реле различного функционала. Реле К1(клеммы 17 и 19) и К4 (клеммы 21 и 23) замыкается в случае появлении пламени на первом и втором каналах соответственно. Реле К2 (клеммы 9 и 11) и К3 (клеммы 13 и 15) сигнализирует о готовности к вводу газа к запальнику и горелке соответственно; при этом происходит замыкание контактов реле.

Клемма 3 – заземление. Клеммы 1 и 2 предназначены для подключения питания 220В 50 Гц.

Характеристики

Список файлов ВКР