Обоснование разработки проекта, его конкретная задача.
Котельные установки – это комплекс оборудования, предназначенный для превращения химической энергии топлива в тепловую с целью получения горячей воды или пара.
Котёл – устройство, в котором для получения пара или нагревания воды с давлением выше атмосферного используется теплота, выделяющаяся при сгорании топлива, а также теплота отходящих газов.
Общими заботами контроля и управления работой любой энергетической установки, в том числе котла, является обеспечение:
- выработки в каждый данный момент необходимого количества теплоты (пара, горячей воды), при определённых его параметрах давлении и температуре.
Объект регулирования совместно с автоматическим регулятором образуют систему автоматического регулирования(САР). При осуществлении любой степени требований автоматизация выполняется. Газгортехнадзор к котлам разной производительности, давления и температуры. Объём и задачи автоматизации котлоагрегатов должны обеспечить:
1) Теплотехнический контроль давления, температуры, уровня и расхода как по месту так и дистанционно на щите котла;
2) Дистанционное управление механизмами вентилятором, дымососом, клапанами подачи топлива;
3) Регулирование параметров работы;
4) Автоматику безопасности, т.е. автоматический розжиг при выходе параметров за пределы нормы.
Экономичность работы котельной определяется количеством тепла, которое вырабатывается при сгорании 1м3 газа или мазута. Экономичность и надежность работы котельных возможно только при их автоматизации.
Автоматизация регулирования процесса горения и питания включает такие системы автоматического регулирования (САР): давления пара для паровых котлов или температура для водогрейных котлов; САР соотношение топливо-воздух; САР разряжения в топке; САР уровень в барабане котла для паровых котлов.
Конкретной задачей проекта является разработка систем регулирования параметров водогрейного котла типа КВГМ на базе регуляторов типа Р29 в соответствии с заданием на курсовой проект.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
Краткая характеристика объекта автоматизации системы регулирования параметров котла КВГМ
В котельных системах теплоснабжения широко применяется водогрейные котлы малой и большой производительности. Котлы большой производительности (например, типов ПТВМ, КВ-ГМ, ГВГ), применяемые в районных котельных, до 100 тыс. жителей, автоматизируются с применением электронных регуляторов. Наиболее современными из водогрейных котлов, предназначенных для установки в районных котельных в качестве основного источника теплоснабжения, являются котлы типа КВ-ГВ производительностью 16…400ГДЖ/4(4…100Гкал/ч).
Водогрейные котлы теплопроизводительностью от 4 до 180 Гкал/ч обозначают буквами КВ. В условном обозначении котла указываются: сжигаемого топлива; теплопроизводительность,(Гкал/ч) температура нагрева воды, 0С. Например КВ-ГМ-10-150 или КВ-ГМ-10-150.
Котлы КВ-ГМ предназначены для работы на газе и мазуте.
Расчётные температуры воды: на входе в котёл 70, на выходе 1500С.
По конструкции котлы подразделяются на 3 группы теплопроизводительностью 4 и 6,5; 10, 20 и 30; 50 и 100 Гкал/ч. Котлы КВ-ГМ-4 и 6,5 скомпанованы в транспортабельные блоки. Топочные камеры полностью экранированы трубами диаметром 60мм, присоединёнными к верхним и нижним коллекторам.Водогрейный котёл-это устройство, обогреваемое продуктами сжигаемого в топке топлива и предназначенное для нагрева воды, находящихся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.
Различают: чугунные и стальные водогрейные котлы. Они характеризуются температурой нагреваемой воды и давления. Теплопроизводительность водогрейного котла измеряют в гигакалориях в час (1Гкал=10кал).
Водогрейные котлы теплопроизводительностью до 20 Гкал/ч включительно служат для подогрева воды с начальной температурой от 70 до 1500С. На входе в котёл максимальное давление воды принимается 1,6 МПа, а для котлов 30 Гкал/4 и выше 2,5 МПа с подогревом воды от 70 до 2000С.
Чугунные котлы с теплопроизводительностью 1,0-1,5 Гкал/4 предназначенные для подогрева воды до температуры не выше 1150С с давлением, непревышающим 0,6 мПа.
Стальные котлы изготовляют на теплопроизводительность 4; 65; 10; 20;30;50; 100 и 180 Гкал/ч. В котёл могут входит полностью или частично. Топка, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, Обмуровка, тепловая изоляция, обшивка.
Основные решения по автоматизации(объем и средства контроля, управления и регулирования)
На чертеже КП. 5.05020201 10-1а 2013 001А2 показаны системы регулирования водогрейного котла. Основной задачей регулирования является стабилизация температуры воды. При работе на газе и на мазуте имеются отдельные регуляторы, т.к. при работе на различных видах топлива необходимы различные настройки регуляторов. Сигнал температуры сетевой воды поступает на регуляторы 4.2 и 5.2. От термометров сопротивления, установленных на трубопроводе воды за котлом 4.1 и 5.1.
Регуляторы сравнивают измеренное значение температуры с заданным и вырабатывают управляющее воздействие на исполнительный механизм 4.3 или 5.3 через магнитный пускатель. В качестве исполнительного механизма на газе используется заслонка, на мазуте -регулирующий клапан. Регуляторы соотношение топливо-воздух расход газа контролируется сужающим устройством 1.1 и преобразователем расхода 1.2 сигнал от которого идёт на регулятор воздуха 2.2 через переключатель топлива SA2. Этот сигнал является задающим. Сигнал от преобразователя давления 2.1 является сигналом обратной связи, он сравнивается с заданным. При их рассогласовании регулятор перемещается с помощью исполнительного механизма 2-3 лопатки направляющего аппарата дутьевого вентилятора.2.3 изменяется производительность вентилятора и количество подаваемого воздуха.
Сигнал от датчика позиции 1.1 поступает на регулирующий прибор позиция 1.2, где сравнивается с заданным значением. Регулятор вырабатывает в зависимости от значения отклонения сигнал «меньше» или «больше». При этом включается одна из катушек реверсивного магнитного пускателя, замыкаются контакты одной из этих катушек в цепи питания двигателя исполнительного механизма; он начинает вращаться и перемещать регулирующий орган в сторону уменьшения или увеличения подачи среды. Двигатель и регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока заданное значение не станет равным измеренному т.е. пока параметр не сравняется с нормой или до тех пор, пока регулирующий орган не займёт крайнее положение: открыто или закрыто.