Описание автоматического процесса

Политехнический университет»

Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств

Пермь 2017

Оглавление

Введение. 3

Описание автоматического процесса. 5

Требования к разрабатываемой САР. 7

Расчет и выбор регулирующего органа и исполнительного устройства. 8

Настройка регулятора. 17

Список литературы.. 24

Приложение 1. 25

Введение

Автоматические системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) котлов представляют собой функционально законченные комплексы, предназначенные для выполнения всех функций управления котлом как в автономном режиме, так и в составе АСУ ТП котельной.

Системы построены на базе программно-технического комплекса дистанционного контроля и управления. Центральной частью АСУ ТП является сертифицированный программно-технический комплекс. Кроме него в состав системы входят: параметрические датчики давления, расхода, уровня, температуры, электрифицированная регулирующая и запорная арматура.

Основные функции системы:

· автоматическое регулирование технологических параметров и поддержание заданной мощности котла;

· логическое управление технологическим оборудованием в соответствии с запрограммированными алгоритмами;

· реализация защит и блокировок в соответствии с нормативной документацией на водогрейные и паровые котлы;

· передача значений контролируемых параметров на АРМ оператора;

· прием и исполнение команд дистанционного управления от АРМа оператора и местного пульта управления;

· диагностика состояния технических средств системы.

Регулирование котлов выполняется по следующим пунктам:

· регулятор давления топлива к горелке;

· регулятор давления воздуха к горелке;

· регулятор разрежения в топке котла;

· регулятор уровня воды в барабане (для паровых котлов);

· регулятор соотношения «топливо-воздух».

В данной контрольной работе представлена схема регулирования воды в барабане котла. Для этого необходимо:

1. Описать автоматизированного процесса;

2. Указать требования к разрабатываемой системе автоматического регулирования;

3. Выбор, обоснование и описание применяемых технических средств автоматизации;

4. Разработать функциональную, структурную и принципиальную схемы;

5. Оформить заказ используемых технических средств автоматизации.

Описание автоматического процесса

Объект автоматизации представляет собой паровой котел. В котел подводится нагретая вода, продуктом является пар. Регулирование питания котельных агрегатов и регулирование давления в барабане котла главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей воды. Параметром, характеризующим баланс, является уровень воды в барабане котла. Надежность работы котельного агрегата во многом определяется качеством регулирования уровня. При повышении давления, снижение уровня ниже допустимых пределов, может привести к нарушению циркуляции в экранных трубах, в результате чего произойдет повышение температуры стенок обогреваемых труб и их пережег. Повышение уровня также ведет к аварийным последствиям, так как возможен заброс воды в пароперегреватель, что вызовет выход его из строя. В связи с этим, к точности поддержания заданного уровня предъявляются очень высокие требования. Качество регулирования питания также определяется равенством подачи питательной воды. Необходимо обеспечить равномерное питание котла водой, так как частые и глубокие изменения расхода питательной воды могут вызвать значительные температурные напряжения в металле экономайзера.

Характеристики подаваемой воды:

· Температура 120°С;

· Давление 2 МПа;

· Максимальный объемный расход 160 м³/ч.

Вода подается по трубопроводу диаметром 65мм.

Условия в паровом котле:

· Температура 250°С;

· Давление 1,5МПа;

В паровом котле установлен датчик уровня, который передает информацию в регулятор. Также в него поступает информацию о расходе воды с расходомера, установленного на трубопроводе. С учетом этой информации, регулятор воздействует на исполнительное устройство, уменьшая или увеличивая объем подаваемой воды в котел.

Для обеспечения безопасной работы парового котла на нем установлен комплекс противоаварийной защиты. Она представляет из себя два датчика сигнализации уровня в верхней и нижней части котла. В случае, если уровень воды в котле будет выше или ниже критического уровня, от соответствующего датчика сигнализации уровня поступает сигнал на отдельный регулятор и он воздействует на запорный механизм в трубопроводе с газом (в случае низкого уровня воды) или на задвижку в трубопроводе с водой (в случае высокого уровня воды).

Рис. 1 Функциональная схема