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

Текст из файла (страница 3)

Типичная конструкция ПСВ показана на рисунке 1. Он представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, в котором смонтирована трубная система, омываемая снаружи греющим паром; внутри трубной системы движется сетевая вода. Технические характеристики ПСВ представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1-Технические характеристики ПСВ

1
,2,3,4,5,7,9,11,12-задвижки; 8-воздушный клапан; 10-указатель уровня;

6-регулирующий клапан

Рисунок 1.1 - Конструкция ПСВ

Подогреватель состоит из двух основных элементов: цилиндрического корпуса с днищем и вставляемой в него трубной системы [1].

Трубная система скомпонована из прямых трубок, завальцованных в трубные доски так же, как это делается в конденсаторах. Верхняя трубная доска одновременно является фланцем крепления всей системы к корпусу подогревателя. К трубным доскам шпильками прикреплены водяные камеры: верхняя и нижняя.

Подвод и отвод сетевой воды осуществляется через верхнюю водяную камеру. Нижняя водяная камера является поворотной. Соответствующей установкой перегородок в водяных камерах подогреватель выполняют двух или четырехходовым по сетевой воде. Нижняя трубная доска имеет диаметр меньший, чем корпус подогревателя, и поэтому вся трубная система вместе с нижней водяной камерой свободно расширяется относительно корпуса подогревателя из - за различных температур и коэффициентов температурного расширения материалов трубок и корпуса. На трубные доски действует перепад давлений сетевой воды и греющего пара, достигающий 1 МПа. Поэтому на них с учетом большой площади действуют огромные усилия, для восприятия которых устанавливаются анкерные связи, скрепляющие трубную доску и крышку водяной камеры. Между трубными досками также устанавливают анкерные связи в виде трубок, назначение которых состоит в организации движения пара в межтрубном пространстве пучка. К этим анкерным связям электросваркой крепятся промежуточные трубные доски, представляющие собой сегменты площадью чуть больше половины круга. Промежуточные трубные доски обеспечивают обтекание паром всей поверхности трубок и предотвращают их опасные колебания. К анкерным связям крепят также пароотбойный щиток, расположенный со стороны входа пара. Он препятствует эрозии трубок каплями влаги, поступающей вместе с паром, и способствует равномерной раздаче пара по всему периметру трубного пучка [1].

Пар, поступающий через входной патрубок (входной паровой патрубок и патрубки для входа и выхода сетевой воды изображены с транспортными заглушками, которые отрезаются при монтаже на ТЭЦ), движется, конденсируясь зигзагами, по направлению к месту отсоса паровоздушной смеси. Образующийся конденсат стекает в конденсатосборник, откуда в зависимости от схемы включения ПСВ он направляется в ПСВ с меньшим давлением или в систему регенерации турбины. Для приема неконденсирующихся газов из подогревателя с большим давлением или их сброса в СП с меньшим давлением корпус рассматриваемого подогревателя снабжают специальным штуцером. Для контроля за работой ПСВ его снабжают измерениями давления и температуры греющего пара, температур на входе и выходе сетевой воды, конденсата греющего пара.

2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДОГРЕВА СЕТЕВОЙ ВОДЫ НА ТЭЦ

2.1 Подогреватель сетевой воды как объект автоматизации

Любой производственный процесс определяется входными и выходными переменными. Для технологических процессов входными переменными (координатами) являются физические параметры входных потоков сырья или исходных продуктов, а также параметры различных физико-химических воздействий окружающей среды (температура, давление, влажность и т.п.). Выходными переменными (параметрами объекта автоматизации) служат физические параметры материальных и энергетических потоков получаемых продуктов [2].

Управляющими воздействиями для производственного процесса являются управляемые изменения расходов материальных и энергетических потоков.

Подогреватель является сложным технологическим агрегатом. Его функционирование определяется рядом входных и выходных величин, испытывающих взаимное влияние друг на друга. На рисунке 1.1 представлен подогреватель как объект управления с входными, выходными параметрами, возмущающими воздействиями.

Входными параметрами данного технологического процесса являются:

• t_с.в.1 температура сетевой воды на входе в ПСВ;

• t_п температура пара на входе в ПСВ;

• P_п давление пара подаваемого в ПСВ;

• P_с.в.1 давление прямой сетевой воды.

• Выходными параметрами данного технологического процесса являются:

• t_с.в.2 температура сетевой воды после ПСВ;

• F_с.в. расход сетевой воды.

В качестве возмущающих воздействий выступают: температура конденсата t_К, уровень конденсата L_К.

Параметры подогревателя распределены в пространстве и испытывают взаимное влияние друг на друга:

• изменение температуры сетевой воды на входе, нарушение оптимального режима работы ПСВ;

• изменение температуры пара на входе приводит к изменению температуры сетевой воды на выходе из ПСВ;

• при увеличении температуры пара подаваемого в ПСВ происходит увеличение температуры конденсата в ПСВ;

• в результате повышения уровня конденсата более установленного может произойти нарушение прочности труб в месте стыковки; снижение уровня конденсата ниже заданного приводит к снижению эффективности работы оборудования.

Подогреватель сетевой воды как объект управления представлен на рисунке 2.1.

Р
исунок 2.1 - Подогреватель сетевой воды как объект управления

2.2 Выбор и обоснование контролируемых и регулируемых параметров процесса подогрева сетевой воды на ТЭЦ

Функциональная схема системы автоматизации технологического процесса является основным техническим документом, определяющим структуру и характер системы автоматизации, а также оснащение ее приборами и средствами автоматизации [3].

В соответствии со структурной схемой АСУТП предусмотрен контроль и регулирование следующих параметров:

• регулирование температуры сетевой воды на выходе из основного и пикового подогревателя;

• регулирование и сигнализация уровня конденсата в основном и пиковом подогревателях.

Уровень конденсата в подогревателе является косвенным показателем гидродинамического равновесия в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении материального баланса. Уровень конденсата в ПСВ не должен превышать 1000 мм.

Необходимость регулирования уровня конденсата вызвана следующими причинами:

• снижение уровня до места присоединения опускных труб циркуляционного контура может привести к нарушению питания и охлаждения водой подъемных труб. В результате может произойти нарушение прочности труб в месте стыковки или пережог опускных труб;

• превышение уровня пара в подогревателе приводит к снижению эффективности работы и возможности заноса солями пароперегревателя, а также это может привести к повышению давления в установке и в итоге к аварии. Конденсат по существу является дистиллированной водой, почти не имеющей накипеобразований, но в нем могут быть растворены кислород из воздуха и углекислота, вредно влияющие на работу установки и трубные коммуникации между всеми водоподготовительными установками ТЭЦ.

Из причин приведённых выше следует необходимость сигнализации в случае превышение допустимого значения температуры пара и уровня конденсата в подогревателе сетевой воды. При значительном отклонении одного из этих параметров от заданного, включается блокировка, а именно блокируется подача пара в подогреватель.

Контролируемыми параметрами будут являться:

• давление сетевой воды на входе в подогреватели;

• температура сетевой воды на входе в подогреватели;

• температура конденсата;

• давление пара на входе в подогреватель.

Необходимость контроля давления пара определяется следующими факторами:

• чрезмерное увеличение давления пара может привести к разрушению теплообменных трубок и паропроводящего патрубка и снижению срока работы аппаратуры;

• уменьшение давления пара подаваемого в подогреватель приводит к понижению температуры сетевой воды на выходе из ПСВ;

Контроль и сигнализация давления сетевой воды необходимы для поддержания нормального рабочего состояния оборудования, и предотвращения разрушения арматуры. Увеличение давления сетевой воды может привести к аварийной ситуации, вплоть до взрыва. Поэтому при значительном отклонении этого параметра от номинального значения, 1,7 МПа, включается световая сигнализация.

Контроль температуры сетевой воды необходим, чтобы знать, на сколько градусов нужно нагреть воду до требуемой температуры необходимой потребителю, также изменение температуры сетевой воды может повлиять на изменение температуры и уровня конденсата в подогревателе. Главной же причиной контроля температуры сетевой воды на выходе является то, что в данном случае этот параметр является качественным показателем, и именно по нему потребители судят о качестве работы водоподогревательных установок на ТЭЦ.

Необходимость контроля температуры конденсата, вытекает из того, что изменение температуры конденсата приведет к изменению температуры сетевой воды, также необходимостью контроля этого параметра является то, что превышение этой температуры сильно скажется на работе трубопроводной арматуры и конденсационных насосов, необходимость знания температуры конденсата важно для последующего применения его в цикле водоподготовки.

В целом контроль и регулирование всех выше перечисленных параметров необходим для обеспечения технологического регламента и оперативного управления работы подогревателя.

2.3 Структура АСУТП процесса подогрева сетевой воды

Для данного технологического процесса целесообразно использовать двухуровневую структуру АСУ. Структурная схема АСУТП подогрева сетевой воды представленна на листе ДП 140604.65 025 001.

На верхнем уровне АСУТП действует ЭВМ, работающая в режиме “советчика”, она выполняет поиск оптимальных решений с выдачей рекомендаций по управлению (советов) оператору. Выбор и внесение управляющих воздействий остается за оператором.

Связь с вышестоящей АСУТП производится с помощью интерфейса Ethernet. На нижнем уровне межмодульная связь ПЛК master/slave используется двухпроводный интерфейс RS-485, он обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с, максимальная длина линии связи 1200 м, работа при помехах до 7В.

Регулирование и управление осуществляется с помощью микропроцессорного контроллера. На контроллер возложены следующие функции: преобразование сигналов, поступающих от нормирующих преобразователей в цифровую форму для дальнейшей передачи на промышленную ЭВМ; расчет некоторых параметров для оперативного управления технологическим процессом; реализация алгоритмов управления с выдачей управляющего воздействия на магнитные пускатели, а следом и на исполнительные механизмы.

На нижнем уровне осуществляется сбор и первичная обработка данных. Источниками информации служат датчики (расхода, температуры, давления и других параметров), установленные на объекте управления.

Датчики преобразуют изменения измеряемой среды в пропорциональный электрический сигнал. Для четкой и слаженной работы системы управления необходимо унифицировать сигнал, что осуществляется с помощью нормирующих преобразователей. С нормирующих преобразователей снимается токовый унифицированный сигнал.

2.4 Описание работы функциональной схемы АСУТП подогрева сетевой воды на ТЭЦ

Функциональная схема АСУТП подогрева сетевой воды построена по двухуровнему принципу и представленна на листе ДП 140604.65 025 022.

Характеристики

Список файлов ВКР