Дипломна робота
Автоматизація модульної котельні
1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1. Вступ.
На сучасному етапі розвитку суспільства важко уявити світ без досягнень
автоматизації. Автоматизація процвітає в зв”язку з швидким розвитком
науки та техніки.
Автоматизація впевнено та рішуче ввійшла в повсякденне життя не лише
виробників, а й пересічного жителя, всебільшим чином витісняючи
досягнення механізації.
Автоматизація вважається головним, найбільш перспективним напрямком у
розвитку промислового виробництва. Завдяки ввільненню людини від
безпосередньої участі у виробничих процесах, а також високої
концентрації основних операцій, істотно покращуються умови праці та
економічні показники виробництва.
Автоматизація виробничих процесів пов”язана з впровадженням ряду
автоматичних пристроїв.
В останні роки велику увагу приділяють „гнучкості” автоматичного
обладнання, яка досягається шляхом широкого використання програмного
керування, що веде за собою поступове ускладнення конструкцій.
Можливості сучасної автоматизації настільки збільшились, що для найбільш
ефективного їх використання потрібна організаційна перебудова
виробництва.
Автоматизація дуже поширена у житлово-комунальній сфері.Тому проблема
опалення, зокрема з використанням котлів є дуже актуальною в наш час.
Модульні котельні –це точно розрахована відповіть на потребу
оптимізувати рішення діючих проблем середніх і малих споживачівтепла і
гарячої води. Їх основними перевагами є :
велика вигідність з точки зору капіталовкладення;
надстандартна економічність експлуатації;
повністю автоматизований режим роботи;
бережливість по відношенню до екології.
Завдяки можливості універсального об’єднання декількох котлів з’явилось
рішення як отримати гарячу воду і тепло за допомогою з’єднаних модульну
(каскадну) схему котлів. Зібрана котельня стає оптимальним джерелом
тепла і гарячої води, і тим самим актуальним компромісом між
індивідуальним та центральним теплопостачанням житлових,
адміністративних і виробничих об’єктів. На користь модульних котелень
говорить і швидкість встановлення раніше підготованих модулів, простота
догляду і термін дії. А також загальний вигляд без громіздких зовнішніх
розподільних сіток, які виглядають неестетично. До великих переваг
модульних котелень відноситься і те, що вони не займають багато місця.
Котли, з яких складаються модульні котельні – це сучасний настінний
котел, оснащений електронною установкою, яка служить для
інтелектуального плавного регулювання і комунікації як між котлами, так
і з зовнішнім середовищем.
Без додаткових капіталовкладень до котла легко приєднується пристрій
еквітермального регулювання. Котел відрізняється високими економічними
та екологічними параметрами.
Першим аргументом для вибору модульної котельні є низькі
капіталовкладення. Окремі модулі можна перевезти і встановити практично
в будь-якому місці.
Самим важливим фактором являється не тільки низька ціна самих котлів,
але й мінімальні витрати на решту обладнання котельні. Але при виборі до
основних переваг все ж таки відноситься простота досконалої модуляції
процесу горіння, регулювання тепловиробництва і нагрівання води.
Завдяки продуманому регулюванню з використанням програмної настройки
оптимальних робочих параметрів кожного котла збільшується економічність
експлуатації котельні.
Цілеспрямоване використання досягнень інформаційної технології дозволяє
налагодити ідеальне регулювання тепловиробництва котельні на протязі
всього часу її роботи.
Завдяки новітнім технологіям котли можна оснащувати комунікаційним
інтерфейсом, який дозволяє передавати інформацію між котлами і плавно
регулювати роботу всіх котлів в каскаді одночасно.
Модульну котельню утворює N-на кількість котлів (від 2 до 16), з’єднаних
з таким розрахунком, щоб їх пристрій з плавно настроєним регулюванням
вмикання і вимикання могло покривати тепловитрати, які виникли в
отоплюваному об’єкті в даний момент. Застосування сучасних елементів
управління і регулювання на основі мікропроцесора з використанням
з’єднань комунікацій в цілому дозволяє модулювати їх загальне
тепловиробництво, що здійснюється на основі оцінювання всіх вхідних
даних, які надходять від під’єднаних елементів регулювання.
Принципова відмінність від всіх подібних пристроїв заключається у
використанні сучасних досягнень інформаційних технологій, які дозволили
всім процесом керувати за допомогою апаратних і програмних засобів.
Немає необхідності у використанні дорогих каскадних перемикачів. Ці
пристрої могли тільки вмикати або вимикати котли, основні переваги яких
при цьому залишались невикористаними, тобто їх можливість працювати з
плавним регулюванням роботи.
Модульна котельня діє з таким розрахунком, щоб були задіяні як плавна
модуляція роботи котлів, так і їх можливість взаємної комунікації.
1.2. Характеристика обєкта проектування
Приватне підприємство „Ексклюзив” займається проектуванням, монтажем та
обслуговуванням систем опалення, водопостачання та каналізації. Основна
робота працівників підприємства зосереджена на об’єктах монтажу. В офісі
ПП „Ексклюзив” виконуються роботи по проектуванню систем опалення та
водопостачання, заключення договорів і т.д., тому забезпечення
комфортних умов роботи є важливим фактором для працівників і економічної
стабільності підприємства
1.3.Характеристика і аналіз існуючих систем теплоопалювання
До складу котлового агрегату входять: паровий (водогрійний) котел,
топка, паро нагрівач, водяний економайзер, повітропідігрівник,
обмуровування, каркас зі сходами і площадками, а так само арматура і
гарнітура.
До допоміжного устаткування відносяться: тягодуттєві і живильні
пристрої, устаткування водопідготовки, паливоподачі, а також контрольно
вимірювальні прилади і системи автоматизації.
Технологічний процес одержання пари здійснюється в наступній
послідовності. Паливо за допомогою газо-мазутних пристроїв вводиться в
топку, де воно і згоряє. Повітря, необхідне для згоряння палива,
подається в топку дуттєвим вентилятором при штучній тязі чи
підсмоктується через колосникові ґрати — при природній тязі.
Для поліпшення процесу згоряння палива і підвищення економічності роботи
котлоагрегату повітря перед подачею в топку попередньо підігрівається
димовими газами в повітропідігрівнику.
Димові гази, віддавши частину свого тепла радіаційним поверхням
нагрівання, розміщеним у топковій камері, надходять у конвективну
поверхню нагрівання, прохолоджуються і димотягом видаляються через димар
в атмосферу.
Сира водопровідна вода проходить через катіонітові фільтри, зм’якшується
і далі надходить у деаераційну колонку, де з неї видаляють агресивні
гази (02 і СО2) і стікає в бак деаерованної води. З бака живильної води
вона живильним насосом подається в паровий котел.
Пройшовши по поверхнях нагрівання, вода випаровується і під робочим
тиском пари збирається у верхньому барабані. З котла пар подається в
загалькотловий паровий колектор і відтіля подається споживачам.
По призначенню котлові установки розділяються на опалювальні,
виробничо-опалювальні й енергетичні.
Технологічний процес на заданій ділянці, механізований і практично не
автоматизований. На даній котельні приладами автоматичного регулювання,
керування та сигналізації, оснащено тільки насосну установку для подачі
підживлюючої води.
1.4. Актуальність і економічне обгрунтування теми проекту
Робота окремих котлів або стандартних опалювальних котелень є
трудомістким процесом і не забезпечує потрібної якості обслуговування
користувачів.
Вагомим недоліком також є нераціональне використання сировини.
Впровадження автоматизації в процес роботи (тобто використання модульних
мінікотелень) забезпечує економне використання сировини. Це пов”язано з
програмним керуванням роботою котлів модульної мінікотельні, а саме з
регулюванням інтенсивності роботи у відповідності з температурою
зовнішнього середовища.
Запропонований проект не лише підвищить якість і точність процесу
обігріву приміщень та нагріву води, а й збільшить економічну доцільність
використання такого роду системи.
1.5. Огляд і аналіз відомих проектних рішень
Для опалення невеликих приміщень (до 100м2) з успіхом використовуються
автономні системи опалення на основі газових котлів з робочою рідиною –
вода – як теплоносій. Встановлюються як радіаторні так і напольні
системи теплоопалювання. Про переваги і недоліки яких було сказано вище.
2. РОЗРАХУНКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
2.1. Характеристика технологічного процесу в основному і допоміжному
технологічному устаткуванні
Автоматизація котлів ВК-22 передбачена в об’ємі комплекту автоматики
типу КОТ БУС-1-01. З метою більш ефективного використання палива,
забезпечення комфортних умов споживачам теплової енергії і експлуатації
пальників і котлів.
Блок управління КОТ БУС-1-01 передбачає ряд функцій .
З метою збереження введеної інформації в блоці управління КОТ БУС-1-01
застосовані енергонезалежні системний годинник і оперативна пам’ять. В
зв’язку з обмеженим ресурсом роботи автономного елементу живлення
передбачається можливість виключення роботи годинника при тривалому
невикористанні БУС. При ввімкненому живленні БУС автономне живлення
енергонезалежного годинника не використовується.
При включенні енергонезалежного годинника, БУС автоматично переходить на
роботу з енергонезалежним системним годинником із збереженням всієї
інформації пам’яті і необмеженим терміном роботи елементу автономного
живлення .
З енергонезалежним системним годинником можуть виконуватись всі функції
за винятком автоматичної корекції заданого значення температури води на
виході котельні згідно введеного часового графіка, для виконання якої
включення енергонезалежного системного годинника являється обов’язковою
умовою.
БУС забезпечує автоматичну перевірку автономного елементу живлення і
збереження інформації в енергонезалежній пам’яті кожний раз після
ввімкнення живлення.
Блок управління КОТ БУС-1-01 дає можливість без використання додаткової
загальнокотельної автоматики забезпечити
температури води на виході з котельні (групи котлів). Реалізується
функції шляхом підключення окремого датчика температури води на виході з
котельні. При цьому котел, який керується блоком управління КОТ
БУС-1-01, в залежності від потреби збільшує або зменшує свою теплову
потужність при не змінній тепловій потужності інших котлів. Діапазон
можливої автоматичної зміни теплової потужності котельні розширяється із
збільшенням кількості і потужності працюючих котлів з блоком управління
КОТ БУС-1-01 в даному режимі.
Приклад функціональної схеми регулювання температури води на виході
котельні або групи котлів з допомогою блока управління КОТ БУС-1-01
мал.1. Котел А оснащений традиційною системою регулювання, яка
забезпечує підтримання заданої температури на виході котла. Котли В і С
з блоками управління КОТ БУС-1-01 оснащені системою регулювання, яка
забезпечує підтримання заданої температури на виході котла або
температури на виході котельні.
Датчики температури на виході з котельні на функціональній схемі (мал.1)
позначені як В4 і С4. Наявність справного датчика і справність каналу
контролю автоматично визначаються під час само тестування після
ввімкнення живлення БУС і надає можливість діалогу оператора включити
регулювання температури води на виході з котельні.
Перед включенням діалогу оператора необхідно задати регулятору значення
температури на виході з котельні.
Зміна режиму регулювання і завдання регулятору температури може
виконуватися як перед пуском котла, так і в процесі його роботи.
Діапазон зміни значення заданої температури води на виході з котельні
знаходиться в межах від 300-1100С.
В разі недостатньої потужності працюючих котлів або її надлишку
включається відповідна попереджувальна сигналізація, яка при потребі в
діалозі оператора може бути заблокована.
Рис.2.1. Схема підключення датчиків
В режимі автоматичного регулювання температури води на виході з
котельні в залежності від температури зовнішнього повітря блок
управління КОТ БУС-1-01 забезпечує автоматичну зміну завдання (корекцію,
правка), регулятору температури води на виході котельні при зміні
температури зовнішнього повітря згідно температурного графіка. Форма
графіка передбачає можливий перегин (необов’язкова прямо пропорційна
залежність у всьому температурному діапазоні ).
Рис.2.2.Приклад температурного графіка
Температурний графік однозначно визначається координатами точки
перегину на осях температури повітря і температури води на виході з
котельні, а також коефіцієнтами залежності температурної корекції
(правки) від температури зовнішнього повітря (тангенсами кутів нахилу
нахилу променів графіку до осі температури повітря) справа і зліва від
точки перегину.
В наведеному прикладі запрограмовано температурний графік з наступними
параметрами: ЗГН 5,0 60; ЗАЛ 0,8 1,0; де:
– координати точки перегину визначають, при температурі зовнішнього
повітря 50С температура води на виході з котельні має підтримуватись
регулятором на рівні 600С.
– 0,8 – величина автоматизації корекції температури води на виході з
котельні при зміні зовнішнього повітря на 1 С з лівої сторони від точки
перегину графіка;
– 1,0 – величина автоматичної корекції температури води на виході з
котельні при зміні температури зовнішнього повітря на 1 С з правої
сторони від точки перегину на графіку;
Координата точки перегину на осі температури повітря може знаходитись в
межах від 0 до 29 0 С, на осі температури води від 40 до 900С .
Коефіцієнт залежності змінюється в межах від 0,0 до 4,9.
Значення температури, визначені по графіку, автоматично обмежуються
значеннями від 30 до 1100С.
Датчики на функціональній схемі позначені В4, С4, В5, С5. Наявність
справних датчиків і справність каналів контролю автоматично визначаються
під час само тестування після ввімкнення живлення БУС і надає можливість
включити регулювання температури на виході з котельні по температурному
графіку. Зміна режиму регулювання і температурного графіка може
виконуватись як перед пуском котла так і в процесі його роботи.
В режимі автоматичної корекції заданого значення температури води на
виході з котельні згідно введеного часового графіка блок управління КОТ
БУС-1-01 забезпечує автоматичну зміну завдання (корекції, правки)
регулятору температури води на виході котельні згідно часового графіка.
Даний режим включається і виконується тільки при працюючому
енергонезалежному системному годиннику.
Часовий графік складається на тиждень. Кожна доба тижня може бути
розділена максимум на 4 часових інтервали, приклад ПН.1, ПН.2, … ,
ПН.4; де ПН – понеділок, 1,2 … 4-ий інтервали. Кожному інтервалу
встановлюється час його початку з точністю до десятків хв. Тривалість
інтервалу обмежується початком найближчого слідую чого по ходу часу
інтервалу. Для кожного інтервалу встановлюється постійна або залежно
від температури зовнішнього повітря поправка. Постійні поправки
встановлюються в межах від -90С до +90С. Поправки, залежні від
температури зовнішнього повітря позначаються як „А” (автоматична із
знаком плюс), або „-А” (автоматична із знаком мінус).
НД. 4 23.2-5 – часовий інтервал 4 з початком в неділю о 23 годині 20
хвилин і закінченням в понеділок о 6 годині 10 хвилин; не протязі
даного інтервалу значення температури на виході з котельні встановлене
оператором, або визначене за температурним графіком (залежить від режиму
роботи) зменшується на 50С;
ПН. 1 06.1 9 – понеділок, часовий інтервал 1, початок інтервалу о 6 год.
10 хв., закінчення 9 год. 20 хв., додатна часова правка +90С;
ПН. 2 09.2 0 – понеділок, часовий інтервал 2 , початок інтервалу о 9
год. 20 хв., закінчення 17 год. 30 хв., додатна часова правка +00С;
ПН. 3 17.3 -5 – понеділок, часовий інтервал 3 , початок інтервалу о 17
год. 30 хв., закінчення 19 год. 50 хв., від’ємна часова правка -50С;
ПН. 4 19.5 –А – понеділок, часовий інтервал 4 , початок інтервалу о 19
год.50 хв., від’ємна часова поправка, залежить від температури
зовнішнього повітря;
Поправка, залежить від температури зовнішнього повітря, визначаються по
графіку, приклад якого наведений:
Рис. 2.3. Приклад часового графіка:
Графік автоматичного визначення часової поправки (корекції) в залежності
від температури зовнішнього повітря визначається координатою точки
перетину з віссю температури повітря і коефіцієнтом зміни поправки при
зміні температури повітря на 10С ( тангенсом кута нахилу графіка до осі
температури повітря).
Координата точки перетину може задаватись в межах від мінус 290С до 00С,
коефіцієнт зміни – від 0.0 до 0.9.
В наведеному прикладі координата становить – 200 С, коефіцієнт зміни
поправки 0.5.
При роботі по температурному графіку автоматичної корекції заданого
значення температури води на виході з котельні згідно введеного часового
графіка і значення температури повітря нижче від температури перетину
всі від’ємні часові поправки (в тому числі і постійні, незалежні від
температури повітря) автоматично прирівнюються до 0.
При включеному режимі автоматичної корекції температури води на виході з
котельні по температурі зовнішнього повітря (завдання температури води
на виході з котельні встановлено оператором і керується по часовому
графіку) автоматично визначена часова правка прирівнюється до нуля,
від’ємні значення часових поправок при зниженні температури повітря
нижче граничного не ігнорується.
Блок управління КОТ БУС – 1 – 01, з метою регулювання теплової
потужності котельні без втручання оператора, забезпечує автоматичну
зупинку котла при надлишку теплової потужності (технологічну зупинку),
або автоматичний запуск (технологічний запуск) при зростанні потреби в
тепловій енергії.
Функція автоматичної зупинки і запуску виконується тільки для газових
пальників при умові:
наявності клапана безпеки;
наявності автоматичної перевірки, герметичності;
наявності контролю положення регулюючого органа, при застосуванні
виконуючого пристрою, оснащеного електродвигуном;
наявності датчиків температури на виході і вході котельні;
наявності відповідної перемички на роз’йомі підключення.
Включення роботи котла з черговим режимом відбувається при працюючому
режимі в режимі роботи котла.
Перехід працюючого котла в черговий режим (автоматична технологічна
зупинка, або режим нульової потужності) визначається наступними фактами:
стабільне, на протязі запрограмованого часу перевищення на 20С
температури води на виході з котельні верхнього заданого значення
регулятора температури (заданого значення плюс значення зони
нечутливості) і значенні температури води на вході в котельню вищому,
ніж мінімальне допустиме.
Час затримки автоматичної зупинки котла, або час стабільного перевищення
заданої температури, задається в підрозділі діалогу наладчика і може
змінюватись в межах від 5 до 240 хв.
Затримка визначається наступними факторами:
t1 – максимальний час переходу котлів в режим мінімальної потужності;
t2 – час стабілізації температури на виході котельні після переходу
котлів на мінімальну потужність;
черговість між котлами на виконання технологічної зупинки;
міркуваннями обмеження частоти виконання технологічних зупинок і
запусків.
Час переходу котлів в режим мінімальної потужності при позиційному
алгоритмі регулювання практично дорівнює 0. При ПІД-законі він залежить
від заданих параметрів регулятору, різниці між заданими і фактичними
значеннями температури і при несприятливих умовах може досягти десятків
хвилин.
Час стабілізації температури на виході котельні визначається витратою
(швидкістю протікання) води, інерційністю котлів, інерційністю датчиків
температури, місцем їх встановлення і знаходиться в межах від 5 до 15
хв.
Задана затримка має бути не менше ніж сума середніх значень часів t1 і
t2. При регулюванні температури на виході з котельні і виключеному
черговому режимі значення затримки на виконання технологічної зупинки
використовується для включення попереджувальної сигналізації про
необхідність ручної зупинки в ситуації надлишкової потужності працюючих
котлів.
В черговому режимі БУС аналізує критерії для виконання автоматичного
запуску і контролює стан пальника, котла, системи управління, які мають
відповідати передпусковому стану t1-t2, часової діаграми роботи при
управлінні пальником газовим і котлом водогрійним, крім тиску води. На
дисплей разом з іншими обов’язково виводиться повідомлення „ЧЕРГОВ”.
Порушення належного стану пальника, котла, системи управління під час
перевірки герметичності викликає виключення роботи в черговому режимі і
аварійну зупинку.
Порушення належного стану пальника, котла, системи управління під час
15-хвилинної затримки, або знаходження в черговому режимі викликає
виключення роботи в черговому режимі, вмикання аварійної світлової і
звукової сигналізацій з повідомленням на дисплеї „ЧЕРГ АВАР”. Виключення
звукової сигналізації виконується натисканням кнопки „СТОП”. Після
другого натискання кнопки „СТОП” виконується автоматична перевірка БУС і
перехід в передпусковий стан.
Натискання кнопки „СТОП” в черговому режимі виключає його і переводить
БУС в передпусковий стан.
Натискання кнопки „СТОП” під час виконання програми запуску або роботи
котла зупиняє роботу і переводить БУС в черговий режим.
Зупинка і переведення в черговий режим кнопкою „СТОП” останнього
працюючого з черговим режимом котла в котельні
категорично заборонено. Невиконання даної умови приведе до не визначення
критеріїв послідуючого запуску. Котел, що зупиняється, останнім і
запускається першим, обов’язково повинен зупинитись сам.
Натискання кнопки „ПУСК” в черговому режимі приводить до виконання
програми запуску пальника і не впливає на включення включення-виключення
роботи з черговим режимом.
Автоматичний технологічний запуск може виконуватись тільки з чергового
режиму (режим нульової потужності) при розглянутих нижче умовах.
1) При значенні температури води на вході в котельню нижчому, ніж
мінімально допустиме, встановлене в підрозділі діалогу наладчика.
Запуск при пониженні температури води на вході в котельню
відбувається без затримки, відразу після зниження температури води нижче
заданого значення. Дана функція фактично являється захисною і забезпечує
запуск котла у випадку аварійної зупинки інших котлів, надмірно великої
затримки запуску котла з чергового режиму, надмірного пониження
температури води на вході в котельню. Мінімально допустиме значення
температури води на вході в котельню можна змінювати в межах від 5 до
990С.
Пониження температури води на вході в котельню нижче мінімально
допустимого значення блокує автоматичні технологічні зупинки.
2) При стабільному, на протязі запрограмованого часу, пониженні на 20С
температури води на виході з котельні відносно нижнього заданого
значення регулятору (заданого значення мінус значення зони нечутливості
регулятора) і роботі в котельні інших котлів.
Час затримки автоматичного запуску котла встановлюється в підрозділі
діалогу наладчика і може змінюватись в межах від 5 до 240 хв.
Затримки виконання автоматичного технологічного запуску обумовлюється
тими ж факторами, що й при зупинці, плюс час
виконання програми запуску котла.
Наприклад, при заданих параметрах:
регулятору температури – 400С;
в зоні нечутливості регулятора – +\-10С;
часу затримки автоматичного запуску котла – 10 хв., автоматичний запуск
почнеться через 10 хв. після зниження температури до 370С
(400С-10С-20С).
При регулюванні температури на виході з котельні і включеному черговому
режиму значення затримки запуску використовуються для визначення
ситуації недостатньої потужності котлів і включення попереджувальної
сигналізації про необхідність ручного запуску.
3) При відновленні потреби в тепловій енергії.
Даний критерій застосовується тільки для запуску котла, що зупинився в
котельні останній. Запуск відбувається після того, як виникають умови
для використання всієї теплової енергії, що виробляється котлом на
мінімальній потужності. Дані умови можуть виконувати за рахунок падіння
температури на вході в котельню, підвищення завдання регулятору
температури, або того і іншого разом.
Наприклад, при заданих параметрах:
завдання регулятора температури – 500С;
зона нечутливості регулятора – +/-10С;
температура води на виході з котельні на момент запуску – 570С;
температура води на вході в котельню на момент запуску – 400С.
При незмінному завданні регулятору температури автоматичний запуск
починається після зниження температури води на вході в котельню до 320С
(30- t-1=220С, де t=57-50=7 – надлишкова температура на момент
зупинки).
При зміні завдання регулятору температури до 550С автоматичний запуск
починається після зниження температури води на вході в котельню до 370С.
Параметри чергового режиму при роботі котлів.
Затримки автоматичної технологічної зупинки котлів мають бути задані з
урахуванням вимог виконання автоматичної технологічної зупинки і бути не
менше ніж сума середніх значень часів t1 і t2. Для забезпечення
черговості технологічної зупинки котлів для котла, що зупиняється першим
затримка задається (t1+t2); для другого 2 * (t1+t2); для третього 3 *
(t1+t2).
Затримки виконання автоматичного технологічного запуску обумовлюються
тими ж факторами, що і при зупинці, під час виконання програми запуску
котла. Котел, що запускається другим має мати не меншу затримку,
останній – найбільшу.
Для виключення одночасного автоматичного запуску мінімально допустиме
значення температури води на вході в котельню для різних котлів повинно
відрізнятись як мінімум на 20С. Котел, що запускається першим, повинен
мати найбільше значення, останнім-найменше.
Діапазон зміни потужності пальників, як правило, знаходиться в межах
40-100 %. Найкращі експлуатаційні показники досягаються при 100 %
навантаженні, тому в котельні при заданій потужності повинна працювати
мінімальна кількість котлів при максимальному навантаженні.
При однакових значеннях заданої температури технологічна зупинка одного
з котлів буде виконана після того, як всі котли перейдуть на мінімальну
потужність. В даному разі для котельні з двома працюючими котлами
однакової потужності при пониженні загальної потужності виникає невелика
зона не оптимального режиму експлуатації проміжку від 40-50 % сумарної
потужності котлів – дану потужність може забезпечити один котел. Після
технологічної зупинки одного з котлів другий має запас по потужності 10
% від сумарної що зменшує частоту технологічних запусків і зупинок.
Для котельні з трьома котлами, що працюють з черговим режимом,
встановлення однакового завдання всім регуляторам з точки зору
оптимальності їх експлуатації не доцільно.
Для наближення до оптимального режиму експлуатації трьох котлів доцільно
на двох котлах встановити однакове завдання регуляторам, а на третьому,
що запускається першим, на 10С менше (змістити по осі Y температурний
графік).
В даному разі при працюючому третьому котлі перший і другий працювати
на максимальній потужності. Але в діапазоні 80-100 % потужності котельні
буде підтримуватись температура задана регулятору третього котла.
В умовах, коли мінімальна потреба в тепловій енергії більша за
потужність одного котла (групи котлів), котел (котли) доцільно перевести
в режимі постійної роботи (з включеним черговим режимом) з 100 %
потужністю.
Порядок запуску котлів і переводу їх в черговий режим при запуску
котельні.
Задати параметри чергового режиму і регулювання температури. Запустити
котел, що має запускатись першим і зупинитись останнім. По черзі
виконати запуск інших котлів і в режимі „РОБОТА” включити їх в роботу з
черговим режимом.
Перевести котел, що має запускатись першим і зупинятись останнім, в
роботу з черговим режимом. Натискати кнопку „СТОП” на даному котлі для
його зупинки і переводу в черговий режим категорично заборонено. Даний
котел може переходити в черговий режим тільки шляхом автоматичної
технологічної зупинки. В разі помилкового натискання кнопки „СТОП” після
переходу котла в черговий режим запустити його кнопкою „ПУСК”.
Додаткові функції по захисту котла.
Обмеження різниці температури води на вході і виході котла, захист котла
по різниці температури.
Різниця температури між входом і виходом котла являє собою не прямий
показник витрати води через котел, нижнє значення якої обмежене вимогами
до режимів експлуатації котлів так для котла ВК-22 витрата води має бути
не менше 40 м3/год.
Функціональні можливості КОТ БУС-1-01 дозволяють, за рахунок контролю
різниці температури без встановлення додаткових приладів контролю,
захистити котел при зменшенні витрати води нижче допустимого значення
для тепла ВК-22 потужністю 2 МВт граничне значення різниці температури
становить 42-750С.
Для забезпечення виконання функцій автоматичного захисту котла по
різниці температур необхідна наявність підключеного датчика температури
на вході в котел.
Граничне значення різниці температур між входом і виходом котла
задається в підрозділі діалогу наладчика і може змінюватись в межах від
15-500С. При значенні 590С функція виключається. Будь-яке задане
значення менше від 590С включає контроль різниці температур і контроль
справності датчика та каналу контролю температури на вході в котел.
Помилково задане значення відмінне від 590С, при відсутності
відповідного датчика або несправності каналу контролю, приведе до
аварійної зупинки або блокування пуску котла.
При наближенні різниці температури до граничного значення менша ніж 70С
на дисплеї виводиться попереджувальне повідомлення, включається
попереджувальна звукова сигналізація і блокується подача збільшення
потужності пальника.
При наближенні різниці температур до граничного значення менше ніж 50С
пальник переводиться на мінімальну потужність.
При досягненні різницею температур аварійного значення виковується
аварійна зупинка.
Виключення попереджувальної сигналізації і розблокування збільшення
потужності пальника відбувається при наявності запасу, що перевищує 90С.
2.Обмеження і захист по температурі води на виході з котла
В режимі регулювання температури води на виході з котла завдання
регулятора температури не може наближатись до аварійного значення ближче
ніж на 50С – завдання контролюється і автоматично регулюється БУСом. При
наближенні температури до аварійного значення БУС переводить пальник на
мінімальну потужність.
Для забезпечення захисту котла при регулюванні температури на виході з
котельні введена функція обмеження температури води на виході зі котла.
При наближенні значення температури до аварійного значення менше ніж на
70С на дисплей виводиться попереджувальне повідомлення, включається
попереджувальна звукова сигналізація і блокується подальше збільшення
потужності пальника.
При наближенні значення температури до аварійного значення менше ніж на
50 С пальник переводиться на мінімальну потужність, а при досягненні
аварійного значення – виконується аварійна зупинка.
Включення попереджувальної сигналізації і розблокування збільшення
потужності пальника відбувається при наявності запасу, що перевищує 90С.
3. Сигналізація про зниження температури води на вході в
котел.
Для стальних водогрійних котлів обмежується нижнє значення
температури води на вході в котел. Даний параметр не являється
аварійним, але низька температура води на вході в котел приводить до
інтенсивного утворення конденсату та корозії котла.
КОД БУС-1-01 дозволяє включити попереджувальну сигналізацію при падінні
температури води на вході в котел нижче мінімально допустимого значення.
Для забезпечення виконання функції контролю пониження температури води
на вході в котел необхідна наявність підключеного датчика температури
води на вході в котел (мал.1 датчики В7 і С7). При несправності датчика
або каналу функціонування функція автоматично вимикається.
Мінімально допустиме значення температури на вході в котел задається в
підрозділі діалогу наладчика і може змінюватися в межах від 0 до 700С.
Для виконання функцій задається заздалегідь низьке значення.
При зниження температури до мінімального допустимого значення на дисплей
виводиться попереджувальне повідомлення, включається попереджувальна
звукова сигналізація.
Включення попереджувальної сигналізації відбувається при температурі на
20С вище мінімально допустимого значення.
Періодичне повторення попереджувальної звукової сигналізації може бути
заблокованим в діалозі оператора.
2.2. Аналіз системи водопостачання і вибір схеми одержання теплоносія
Проектом розглядається теплотехнологічна схема опалювальної
котельні з водогрійними котлами “ВК-22″ в кількості трьох одиниць.
Основне технологічне обладнання котельні:
1. Котел водогрійний ВК-2ІМ – 3 шт;
2. Пальник котла ГГС- БН-2,2 – 3 шт;
Насос мережної води К-160/30 – 2 шт;
Насоси підживлюючі К-20/30 – 2 шт;
Насос рецеркуляційнийКС-12-50 – 1 шт.
Вибране технологічне обладнання забезпечує технологічні параметри
котельні.
Опис технологічної схеми.
Водогрійною схемою котельні для потреб центрального опалення,
передбачено приготування теплоносія з температурою до 95°С. Система
теплопостачання закрита. Подача і нагрівання теплоносія проводиться по
схемі:
– Мережний насос подав воду через котли в систему мереж
центрального опалення по подаючому трубопроводу до споживачів з тиском
4,0- 6,0 кгс/см .
При проходженні води через котел вода нагрівається до необхідної
температури, яка визначається температурним графіком.
Кількість одночасно працюючих котлів визначається необхідної
теплової потужності відповідно до температурного графіку.
Підживлення мереж закритої системи проходить періодично по
мірі надання тиску в автоматичному режимі.
– Дотримання температурного інтервалу зворотної води 55°- 60°С
забезпечується включенням в роботу рецеркуляційного насосу по сигналу
електроконтактного термометру. При цьому частина нагрітої води з
подаючого трубопроводу після котлів перекачується рецеркуляційним
насосом в зворотній трубопровід, за рахунок чого температура зворотної
води підвищується.
2.3. Розробка структурно-компонувальна схема системи теплоопалювання
2.3.1. Котел «ВК-22»
Технічний опис і інструкція по експлуатації є керівним документом при
монтажі експлуатації, ремонті, зберіганні, транспортуванні котла
«ВК-22», вміщує опис його будови і принцип роботи, технічні
характеристики, основні вимоги по забезпеченню його безаварійної роботи.
Додатково необхідно користуватись паспортом на пальник, яким
укомплектований котел.
Котел стальний водогрійний ВК-22 (в подальшому котел) призначений для
опалення і гарячого водопостачання житлових, виробничих і
адміністративних споруд. Область застосування: стаціонарні та
блочно-модульні автоматизовані котельні в закритих системах тепло
забезпечення з пом’якшенням і деаерацією води. Якість води по БНІП ІІ –
35 – 76. вміст іонів заліза Fe++ – не більше 0,5 мг/л.
Технічні дані і характеристика котла при роботі з пальником ГГС-БМ-1,4
при веденні таблиці 2.1.
Таблиця 2.1.
Технічні дані і характеристика котла
№ п/п Найменування показника Норма
1. Номінальна теплопродуктивність, МВт 1,0
2. Вид палива Природний газ
3. Приєднувальний тиск газу, кПа 4
4. Діапазон регулювання теплопродуктивності по відношенню до
номінальної, % 40…100
5. Робочий тиск води, МПа (кГс/см2) 0,2 (2,0)-0,6 (6,0)
6. Розхід води, т/год 22
7. Водяний об’єм котла, м3 1,33
8. Поверхня нагріву, м2 21,22
9. Максимальна температура води на виході з котла, С0 115
Продовження таблиці 2.1.
№ п/п Найменування показника Норма
10. Мінімальна температура води на виході в котел, С0 60
11. Номінальний гідравлічний опір при розрахунковому перепаді
температури, кПа 30
12. Номінальний тиск за котлом, Па 50
13. Мінімальна температури вихідних газів при номінальній
теплопродуктивності, С0 600
14. Маса, кг, не більше 160
15. Розрахунковий термін служби, років 3000
16. Температура огороджуючих поверхонь котла, С0, не більше 12
17. Питома матеріалоємність, т/МВт, не більше 45
18. Питома металоємність, т/МВт, не більше 2,2
19. ККД, % 2,1
20. Розхід газу, м3/год. 91
21. Споживання електроенергії, кВт/год. 120
22. Рівень звуку, ДБа, не більше 1,2
23. Час спрацювання захисних пристроїв, с, не більше 80
2.3.1.1. Будова котла
Котел складається з корпуса, передньої водоохолоджувальної кришки,
задньої кришки із коробом для відводу димових газів, опорної рами,
теплоізоляції і декоративного кожуха.
Корпус котла складається із зовнішньої обичайки циліндричної форми,
топкової камери з передньою і задньою трубними дошками і конвективного
газоходу. Топкова камера – циліндрична, виконана в вигляді жирової труби
з привареним плоским днищем. Жарова труба передньою кромкою приварена до
передньої трубної дошки, а днище жарової труби зв’язане із задньою
трубною дошкою анкерними стяжками. Днище жарової труби і задня трубна
дошка утворюють еластичну систему, яка компенсує температурні видовження
труби. Конвективний газохід котла утворений із вварених в трубні дошки
димогарних труб, розміщених по концентричних колах. На трубах накатані
кільцеві канавки, які інтенсифікують теплопередачу.
На зовнішній обичайці котла розміщені:
підвідний патрубок зворотної води і відвідний патрубок прямої води, на
яких кріпляться затвори поворотні;
два патрубки, на яких кріпляться запобіжні клапани;
теплоізоляція;
трубопроводи, які з’єднують передню кришку з корпусом, відвід для зливу
води із котла, на якому кріпиться екран кульовий;
стравлював повітря;
люк для виведення шлангу;
люк для огляду внутрішніх поверхонь передньої трубної дошки;
вибуховий клапан;
каркас призматичної форми закритий декоративним кожухом;
два патрубки для кріплення запобіжних клапанів.
До корпуса також кріпиться і упорна рама котла.
Передня водоохолоджувальна кришка виконана із двох елементів стандартних
еліптичних днищ. В центральній частині кришки розміщений патрубок з
фланцем для приєднання пальника. Вище патрубка пальника розміщений
вибуховий клапан, який складається із труб для проходу газів, верхньої
захисної діафрагми, яка зафіксована за допомогою короба димових газів,
нижньої захисної діафрагми, яка фіксується за допомогою хрестовини.
В простір між верхньою і нижньою захисними діафрагмами подається повітря
з надлишковим тиском. В разі вибуху газів в котлі можливий розрив
нижньої захисної діафрагми. Для її заміни необхідно зняти короб димових
газів і верхню захисну діафрагму. Замінити нижню захисну діафрагму,
зафіксувати її за допомогою хрестовини, встановити верхню діафрагму і
зафіксувати її за допомогою короба димових газів.
В нижній частині кришки розміщений кран для зливу конденсату з топки
котла.
Водоохолоджувальна передня кришка приєднується до корпуса котла
поворотними гідравлічними петлями, які дозволяють здійснити поворот
кришки навколо осі і переміщення її у горизонтальному напрямку для
забезпечення ущільнення кришки і виводу її із зачеплення при
відкриванні.
Відкриття кришки здійснюється без попереднього зливу з води.
Герметичність з’єднання забезпечується за допомогою ущільнюючих кілець,
які вмонтовані в конструкцію поворотних гідравлічних петель.
Виступаюча частина зовнішньої обичайки, а також обід утворюють кільцеву
порожнину, яка заповнюється спеціальною набивкою і служить гніздом
«Ножового ущільнення». Ножем служить торець обичайки передньої
водоохолоджувальної кришки.
Відкриття кришки здійснюється виведенням її із зачеплення за допомогою
послідовного і рівномірного послаблення шести притискних болтів на
кришці.
Притискні болти відкинути, кришку відкрити. При закритті операції
повторити у зворотній послідовності.
Для зміни кілець ущільнюючих:
відпустити і відкинути притискні болти і привідкрити кришку;
злити воду з котла;
рівномірним обертанням двох регулюючих болтів по годинниковій стрілці
вивести кутники із корпусів;
відкрутити болт М6 на корпусах гідравлічних петель;
зняти планки з корпусів;
витягти кутники із поворотних гідравлічних петель;
замінити кільця.
Зборку виконати у зворотній послідовності.
Збірний короб для виводу димових газів утворений частиною корпусу котла,
що виступає. Короб має знімну задню кришку з газоходом, яким котел
приєднується до борову котельні. В нижній частині короба передбачений
патрубок з люком для вимивання шламу із корпуса котла.
В нижній частині короба встановлений люк для збору і видалення сажі і
зливу конденсату із задньої кришки котла.
Категорично забороняється повне загвинчування гайки при відкриванні
кришки і зніманні кілець.
Опорна рама виконана в вигляді полозків.
Теплоізоляція котла, включаючи верхню кришку, виконана із
теплоізоляційних плит і закрита декоративним кожухом.
2.3.1.2. Робота котла
Факел пальникового пристрою розміщується горизонтально в центрі топки.
Димові гази, які досягли дна топки, повертають на 1800С і входять в
конвективний газохід, проходять його і через газохід котла поступають в
боров котельні.
Вода подається в котел через вхідний патрубок в задній частині корпусу.
Поворотний пристрій направляє воду до задньої трубної дошки здійснюючи
тим самим примусову циркуляцію в повздовжньому напрямку. Подальший рух
води в корпусі котла здійснюється за рахунок природної циркуляції.
Із нижньої частини котла біля 20% води через поворотну гідравлічну петлю
поступає на охолодження передньої кришки.
Вода із котла відводиться через вихідний патрубок, який розміщений в
передній частині корпусу котла, а з передньої кришки – через верхню
гідравлічну петлю, яка з’єднана з вихідним патрубком.
Якість підживлювальної води повинна відповідати вимогам, що викладені в
таблиці 2.2.
Таблиця 2.2.
Вимоги до води, яка подається на підживлення
№ п/п Найменування показника Температура води до 1150С
1. Карбонатна жорсткість, мг*екв/кг 0,7
2. Розчинений кисень, мг/кг 0,05
3. рН 8,5
4. Завислі речовини, мг/кг 5
5. Залишкова загальна жорсткість (допускається в закритих системах
теплозабезпечення), мг*екв/кг 0,05
6. Мастила і нафтопродукти, мг/кг –
В разі відхилення якості підживлювальної води від вимог приведених в
таблиці 2.2., термін служби котла значно скорочується.
2.3.1.3.Контрольно вимірювальні прилади
Перелік контрольно вимірювальних приладів приведений в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3.
№ п/п Найменування Кількість Параметр
що вимірюється
1. Манометр ДМ 1 001 У2 1 МПа-1,5 ТУ 25-7310.0050-89 1 Тиск зворотної
води
2. Манометр показуючий сигналізуючий ДМ 2010-СГ(0-1МПа) вик. V ТУ
311-022 5591.006-90 1 Тиск прямої води
Продовження таблиці 2.3.
3. Термометр Т100-Т(0-1200С) G1/2”-В 2 Температура прямої і зворотної
води
4. Термометр ТТР-М прямий-230/163 (2500С) ТУ 25.2022.0006-90 1
Температура вихідних газів
5. Реле тиску DG50B-3CЕ 0085 АP 0467 1 Тиск газу
6. Реле тиску DL5E-1 CE 0085 AP0466 1 Тиск вихідних газів
7. Реле тиску DL5E-1 CE 0085 AP0466 1 Тиск повітря перед пальником
8. Реле тиску DL10E-1 CE 0085 AP0466 1 Тиск газів в топці
9. Термоперетворювач опору ТСМ-1088 120 100М 1 Температура прямої води
10. Манометр KFM60 B 100 (0…60 мбар) 1 Тиск газу
11. Манометр KFM60 B 100 (0…25 мбар) 1 Тиск газу перед пальником
12. Манометр KFM60 B 100 (0…12 мбар) 1 Тиск повітря перед пальником
13. Тягонапоромір MW144x72T/001 (0,3-0,5 кПа) PN88/М 42304 1 Тиск
вихідних газів
2.3.1.4. Розміщення і монтаж
Монтаж котла повинен проводитись у відповідності з діючими «Правилами
будови і безпечної експлуатації парових котлів з тиском пари не більше
0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрійних котлів і водонагрівачів з
температурою води не вище 1150С», а також у відповідності з технічною
документацією, яка входить в комплект поставки котла і пальника.
Котел встановлюється без фундаменту на підлозі котельні без нахилу.
Допускається установка котла без опорної рами. Рекомендована віддаль від
фронту котла до конструкції котельні повинна бути не менша 2,5м для
забезпечення чистки.
Установка котла в котельні виконується по проекту, виконаному
спеціалізованою організацією.
2.3.1.5.Підготовка до роботи
До роботи можна приступити тільки після проведення гідравлічних
випробувань котла робочим тиском 0,6 МПа (6кгс/см2) у відповідності з
вимогами «правил будови і безпечної експлуатації парових котлів з тиском
пари не більше 0,07 МПа (0,7кгс/см2), водогрійних котлів і
водопідігрівачів з температурою води не вище 1150С», перевірки і
переконання в працездатності приладів безпеки.
2.3.1.6. Можливі несправності котла і способи їх усунення
Можливі несправності котла та способи їх усунення приведені в таблиці
2.6.
Таблиця 2.6.
Можливі несправності котла та способи їх усунення
№ п/п Несправність Причина Спосіб усунення
1. Підвищений тиск в котлі, гідравлічний удар Закритий чи вийшов з ладу
затвор на виході з котла Перевірити, відремонтувати і відрегулювати
відкриття затвора
2. Падіння тиску перед насосом Витік води в системі Виявити і усунути
витік
3. Вибивання вихідних газів Недостатній затиск передньої кришки
Знос ущільнення Підтягнути шість затискних болтів
Замінити ущільнення
4. Витік води в гідравлічних петлях Знос ущільнюючого кільця Замінити
ущільнюючі кільця
2.3.1.7. Технічне обслуговування
Технічне обслуговування полягає в періодичних оглядах, чистці котла і
його капітальному ремонті. При технічному обслуговуванні вимагається
суворе дотримання мір безпеки.
При забрудненні котла накипом чи шламом повинна бути проведена очистка
хімічним методом. Період між чистками повинен бути таким, щоб товщина
відкладень накипу на найбільш теплонапружених ділянках поверхонь нагріву
котла не перевищувала 0,5мм. Хімічна очистка проводиться спеціалізованою
організацією. Перед проведенням хімічної промивки оглянути через боковий
люк на корпусі внутрішньої поверхні передньої трубної дошки і жарової
труби на наявність накипу. Шлам із корпуса усунути при допомозі люків,
розміщених на нижній твірній корпуса і в тильній частині котла.
Після проведення хімічної промивки повторити огляд внутрішніх поверхонь
трубної дошки і жарової труби. Результати огляду і хімічної промивки
заносяться в ремонтний журнал. Для проведення очистки димогарних труб
жарової труби необхідно відкрити передні дверки. Сажа видаляється через
сажовий люк.
Чистка газового тракту котла повинна здійснюватись при підвищенні
температури вихідних газів: для котлів, які працюють на газі і рідкому
легкому палеві – вище 2000С, на мазуті – 2500С. Технічне обслуговування
пальника проводити згідно з документацією на нього.
До встановлених котлів ВК-22 комплектом передбачено блочні газові
пальники типу ГТС-БМ-1,4. Пальники працюють під наддувом.
2.3.1.8.Теплоутилізуючий пристрій
За кожним котлом передбачено установка тепло утилізатора типу ВКП, в
якому відбувається первинний підігрів зворотної мереженої води теплом
вихідних димових газів. Тепловою схемою передбачено роботу котлів в
одному циркуляційному контурі з параметрами теплоносія
tmax=1150C; tзв=700С; (2.1.)
Регулювання відпуску тепла споживачами на опалення та
вентиляцію-якісне, шляхом перепуску зворотного теплоносія у пряму
магістраль. Об’єм перепуску контролюється автоматично за допомогою
регулятора, що спрацьовує за імпульсом датчика температури. Для
підтримання мінімальної температури зворотної мереженої води перед
котлами не нижче 600С тепловою схемою передбачено контур рециркуляції з
відповідним регулятором. Під живлення системи здійснюється автоматично
хімічно обробленою водою. Облік виробітку тепла є загально котельний
ультразвуковим лічильником типу СВТУ-10. Газоходи від котлів передбачено
металеві надземні, на опорах з підключенням їх до металевої димової
труби діаметром 600 мм і Н=32,0 м.
2.3.2. Хімічна обробка води
2.3.2.1. Призначення виробу
Вузол водопом’якшення насосний (надалі – вузол) призначений для зниження
твердості води (водопом’якшення), заповнення та підживлення систем
теплопостачання з водогрійними котлами. Вузол забезпечує:
– підтримання необхідного запасу води; – зниження твердості води; –
заповнення систем теплопостачання; – автоматичне підживлення і
підтримання необхідного тиску води в системах теплопостачання; • –
регенерацію катіоніту розчином NaCI .
2.3.2.2. Технічні характеристики
Таблиця 2.7.
№ п/п Найменування параметру Одиниця виміру Величина параметру
1. Тип оброблювальноТ води – Вода питна ГОСТ 2874-82
2. Пропускна здатність мл/год 0+1,0
4. Продуктивність (об’єм пом’якшеної води за міжрегенераційний період)
Згідно з графіком міжрегенера-ційних об’ємів води п.2.2
5. Об’єм ємкості запасу води MJ 0,3
Продовження таблиці 2.7.
6. Діапазон регулювання тиску підживлення систем водопостачання МПа
0,1-0,4
7. Режим підживлення систем водопостачання • Автоматичний
8. Режим регенерації катіоніту – Ручний
9. Фільтруючий матеріал – Катіоніт КУ-2-8
10. Об’єм завантаження катіоніту л 4,0
11. Реагент для регенерації катіоніту (регенераційний розчин)
10% розчин NaCI (кухонна сіль)
12. Розхід NaCI на регенерацію кг 0,8
13. Час регенерації годин 1
14. Потужність насоса кВт 0,5
15. Напруга живлення В; Гц -1-220; 50
16. Габаритні розміри: LxBxH мм 920x670x1060
2.3.2.3. Будова і принцип роботи
Вузол складається з наступних основних частин (рис. 2.4.):
– ємкості запасу води;
– насоса;
– вузла водопом’якшення.
Ємкість запасу води 1 призначена для зберігання запасу сирої
підживлювальної води в котельні.
Вона обладнана кульовим краном 4, фільтром наливу 5, через які вузол
приєднується до водопроводу G %*, поплавковим механізмом 6 відключення
насоса 2 при зниженні рівня води в ємкості нижче робочого, переливною
трубою 7 і дренажною воронкою 8 з зливним краном К6.
Насос 2 призначений для забору води з ємкості, подачі її під заданим
тиском у вузол водопом’якшення і через нього в систему теплопостачання.
Підтримка тиску в системах теплопостачання забезпечується по завданню
споживача регулюванням реле тиску 9, яке автоматично вмикає насос 2.
Вузол водопом’якшення 3 призначений для зменшення твердості води, яка
іде на заповнення чи підживлення систем теплопостачання.
Вузол кріпиться на зовнішній стінці ємкості запасу води і складається з
катіонітового фільтра 10, в який входить циліндрична обичайка, що
закрита двома знімними днищами 11 з сітчастими фільтрами 12, та
заповнена катіонітом 13.
Верхнє днище катіонітового фільтра обладнане пробкою 14, через яку
заповнюється реагент регенерації катіоніту.
Фільтр обв’язаний системою трубопроводів, призначених для виконання
операцій заповнення і підживлення систем теплопостачання та регенерації
катіоніту, і складається з фільтра 15, лічильника води 16, зворотного
клапана 17, дренажного патрубка 18, манометра 19 та кульових кранів К1,
К2, КЗ, К4, К5.
Вузол водопом’якшення з’єднаний з напірним патрубком насоса 2 за
допомогою гнучкого рукава 20. Приєднання вузла до систем теплопостачання
виконується через патрубок реле тиску 9 різьбовим з’єднанням G1/2”.
Заповнення катіонітового фільтра реагентом при його регенерації
виконується через пробку 14. Проби якості води беруться з дренажного
патрубка 18 при відкритому крані К5.
Рис. 2.4. Будова водопомякшувача
1- ємкість запасу води; 2- насос; 3- вузол водопом якшення; 4- кран
наливу; 5- фільтр; б- поплавковий механизм; 7- труба переливна; 8-
воронка дренажна; 9- реле тиску; 10- фільтр катіонітовий; 11-днище;
12-фільтр сітчастий; 13-катіоніт; 14-пробка; 15- фільтр; 16- лічильник
води; 17- клапан зворотний; 18- патрубок дренажний; 19- манометр; 20-
рукав гнучкий; К1…К6- крани кульові; 21- перемикач режимів роботи;
Експлуатаційні режими вузла забезпечують:
заповнення системи теплопостачання пом’якшеною водою;
автоматичне підживлення і підняття до заданого тиску в системах
теплопостачання;
регенерацію катіонітового фільтра.
Ємкість запасу води заповнюється з водопроводу через кульовий кран 4 і
фільтр 5 прямим наливом до рівня переливу.
Перемикач режимів роботи встановлюється в положення “А”(автоматична
робота), при цьому вмикається насос 2, який забирає воду з ємкості
запасу води і подає її через фільтр 15 , лічильник 16, кульовий кран К1,
катіонітовий фільтр 10, кульовий кран К2, зворотний клапан 17, патрубок
реле тиску 9 в систему теплопостачання при закритих кульових кранах КЗ,
К4 і К5. Регулюючи кран 4 добиваються подачі води в ємкість приблизно
рівної її забору насосом. Після заповнення системи теплопостачання і
появі в ній тиску, заданого по реле 9, останнє автоматично вимкне насос
2.
В режимі автоматичного підживлення і підняття до заданого тиску в
системах теплопостачання при падінні тиску в системі теплопостачання
реле тиску 9 вмикає насос 2 і, при досягненні заданого тиску, вимикає
його.
Розрахунковий робочий об’єм підживлювальної води в ємкості запасу води
становить 150 л, що забезпечує автоматичне підживлення системи
теплопостачання, при середніх втратах теплоносія 10л/ доб., протягом ,15
діб.
Якщо за цей період ємкість запасу води не доповнювати водою або в
системі теплопостачання великі втрати теплоносія, то після перекачки
об’єму робочого резерву (150 л) насос автоматично вимикається кінцевим
вимикачем поплавкового механізму 6 і вмикається аварійна сигналізація. В
випадку виробки робочого резерву води і відсутності води в водопроводі
для заповнення ємкості запасу води та терміновій необхідності
підживлення систем теплопостачання, можна скористатися аварійним
резервом води (150 л), для чого необхідно вручну ввімкнути насос,
піднявши поплавок, і тримати його до вимкнення насоса реле тиску , але
не допускаючи оголення всмоктуючого патрубка насоса. Розходи
підживлювальної води визначаються по лічильнику 16.
В режимі регенерації катіонітового фільтра:
Операція розпушування катіоніту проводиться прокачкою води насосом через
фільтр 15, лічильник 16, відкриті кульові крани К1 і К5 в дренаж 18 при
закритих кранах К2, КЗ, Кб.
Вмикання насоса здійснюється переведенням перемикача режимів роботи з
положення “О” (вимкнуто) в положення “Р” (регенерація).
Операція заповнення катіонітового фільтра розчином NaCI виконується
через отвір після зняття пробки 14 при відкритому кульовому крані КЗ і
закритих кранах К1, К2, К4, К6 та вимкненому насосі.
ae
t
8
?
?
f
ae
!?
$
ae
?????
????
????
????
????
????
????
????
???????
????
???????
????
????
???????
????
???????
????
????
????
????
????
????
????
????
????
oe
?
oe
?
oe
?
oe
?
oe
?
=
=
????
=
=
=
=
=
=
=
????
=
=
=
=
=
=
=
ан К6 відкривають в перший момент промивки для зменшення концентрації
соляного розчину, який скидається через дренаж в каналізаційну мережу.
2.3.2.4. Заходи безпеки
До обслуговування та ремонту вузлів допускаються особи не молодші 18
років, що ознайомлені з даним керівництвом, пройшли інструктаж з техніки
безпеки та допущені до самостійної роботи.
Підключення вузла до електромережі виконувати тільки через розетку, що
має заземлення.
Заборонено виконувати ремонтні роботи при:
наявності тиску на ремонтній ділянці вузла;
працюючому насосі;
наявності струму на приладі, який ремонтують.
Заборонено відкручувати пробку 14 катіонітового фільтра і обслуговувати
фільтр 15 при ввімкнутому в електромережу вузлі.
2.3.2.5. Рекомендації по монтажу
Установлення вузла на місце експлуатації та його підключення виконати
згідно з проектом, розробленим і затвердженим у відповідному порядку, та
з рекомендаціями даного керівництва.
Вузол монтувати тільки в приміщеннях, що опалюються (t 2 5’С).
Після монтажу провести випробування місць з’єднань на герметичність при
заповненій водою ємкості включенням насоса при відкритих кранах К1 ,К4
та закритих К2, КЗ, К5. Підтікання ліквідувати.
2.3.2.6. Підготовка до роботи
Підготовка до роботи проводиться при першому пуску вузла і періодично
при регенерації катіоніту.
Заповнюєм ємкість через кран 4 водою до рівня труби переливу при
закритому крані К6 і поповнювати її в процесі підготовчих робіт.
Проводимо регенерацію катіоніту в наступній послідовності: 1. Розпушити
катіоніт в фільтрі, для чого:
записуємо показники лічильника води;
закриваємо крани К2, КЗ, К4 і К6;
відкриваємо крани К1 і К5;
встановлюємо перемикач режимів роботи в положення “Р” (регенерація) і
після проходження через лічильник ЗО літрів води перевести його в
положення “О”(вимкнуто).
2. Заповнюємо катіонітовий фільтр реагентом (10% розчином NaCI) в
кількості 8 літрів, для чого:
закриваємо всі крани:
відкручуємо пробку фільтра і вставити лійку;
відкриваємо кран КЗ і через лійку безперервно, щоб не допустити оголення
катіоніту, доливаємо реагент приблизно в такій кількості, яка
виливається з крана КЗ. В момент, коли закінчиться реагент, який
доливають, перекриваємо кран КЗ і залишити його в фільтрі на 60 хвилин;
закручуємо пробку фільтра.
3. Промиваємо катіонітовий фільтр від реагенту, для чого:
записуємо показники лічильника води;
відкриваємо крани КЗ, К4 і К6;
встановлюємо перемикач режимів роботи в положення “Р” (регенерація) і
після проходження через лічильник 100 літрів води переводимо його в
положення “О”(вимкнуто), та закриваємо крани КЗ, К4 і К6;
відкриваємо крани К1 і К5;
встановлюємо перемикач режимів роботи в положення “Р” (регенерація) і
після проходження через лічильник ЗО літрів води беремо її аналіз та
переводимо перемикач режимів роботи в положення “О”(вимкнуто) і
закриваємо крани.
Відрегульовуємо реле тиску згідно з його паспортом на заданий тиск в
системі теплопостачання.
2.3.2.7. Робота вузла
Заповнюєм ємкість через кран 4 водою до рівня труби переливу і
періодично, в залежності від добових втрат в системі теплопостачання,
поповнюємо її.
Відкриваємо кран К1 і К2 встановлюємо перемикач режимів роботи в
положення (автоматична робота) і періодично спостерігаємо за роботою
насоса вузла та відповідності фактичного тиску заданому.
Регулярно, керуючись графіком міжрегенераційних об’ємів води або
аналізами обробленої води, проводимо регенерацію катіонітового фільтра
згідно з п. 7.3 даного керівництва.
При виявленні в процесі роботи неполадок, вимикаємо вузол, перекриваємо
крани К2, виясняємо причини, користуючись табл. 2, усунути їх, та знову
відкриваємо кран К2 і вмикаємо вузол в електророзетку.
2.3.2.8. Технічне обслуговування
При необхідності, але не рідше ніж один раз на рік, проводимо очистку
фільтрів 5,15 і ємкості запасу води.
Обслуговування насоса, лічильника води і реле тиску здійснювати згідно з
їх документа цією.
Після 8 років роботи замінити катіоніт, для чого: вимкнути вузол з
електромережі, закрити кран К2, відкрити крани К1, КЗ, відкрутити болти
днищ катіонітового фільтра і зняти обичайки з сітчастими фільтрами,
промити деталі, засипати новий катіоніт згідно з п. 2.1.10 та зібрати
катіонітовий фільтр.
2.4. Розробка схем автоматизації технологічного устаткування
Попередній розрахунок інвертуючого підсилювача на ОП
Для виконання розрахунку необхідно знати основні параметри і
характеристики ОП, принцип побудови та дії підсилювачів на ОП, методи
їх розрахунку.
Вихідними даними для розрахунку є:
тип та схема підсилюючого каскаду – у даному разі це інвертуючий
підсилювач чи двоходовий суматор.
величин опорів деяких резисторів схеми каскаду;
напрямки протікання струмів у гілках каскаду та величини деяких з них;
величини деяких напруг на входах і виході каскаду або його коефіцієнта
підсилення за напругою Кuзз ;
Необхідно визначити:
величини параметрів.
вказати, чи правильно позначенні напрямки протікання струмів;
тип та потужність резисторів пристрою.
Також необхідно навести електричну принципову схему каскаду з в казанням
заданих та отриманих за результатами розрахунку номінальних значень
опрів, величин напруг і струмів, напрямків протікання останніх.
Вихідні дані:
R1 = 1 кОм;
R3 – відсутнє;
R4 = 2 кОм;
U1 = 0, 15В;
U3 = -3 В.
З аналізу вихідних даних видно, що ми маємо справу з інвертуючим
підсилювачем.
Рис. 2.5.1. Розрахункова схема інвертуючого підсилювача
Необхідно визначити:
опір резистора R3;
величини струмів I1, I3, I4;
коефіцієнт підсилення KU33;
правильність позначення на рис а напрямків протікання струмів;
тип та потужність резисторів каскаду.
Порядок розрахунку
(2.2.)
(2.3.)
тобто R3 = -KU33 R1 (2.3.)
R3 = -(-20)1 = 20 кОм, (2.4.)
Оскільки потенціал інвертую чого входу ОП для схеми інвертую чого
підсилювача дорівнює нулю, маємо:
(2.5.)
і напрямок його протікання на рис. а вказано вірно.
За першим законом Кірхгофа
I3 = I1 = 0, 15 мА(2.6.)
І напрямок його протікання також вказано вірно.
Очевидно, що
, (2.7.)
, (2.8.)
і напрямок його протікання є зворотнім до вказаного.
Електрична принципова схема інвертую чого підсилювача з параметрами,
отриманими за даними розрахунку і побудованого на ОП наведена на рис б.
Рис. 2.5.2. Розрахункова схема інвертуючого підсилювача
Ззауважимо: оскільки підсилювач призначений для підсилення сигналу
напруги постійного струму, то коригуючий конденсатор не встановлюємо.
Потужність що виділяється в резисторах підсилювача, становить
PR=RI2 (2.8.)
Отже,
PR1=1*103(0, 15*10-3)2=2, 25*10-5 Вт.
PR2 = 20*103(0, 15*10-3)2=4, 5*10-5 Вт
PR4 =2*103(1, 5*10-3)2=4, 5*10-3 Вт
Вибираємо резистор типу С2-33 з номінальною потужністю 0, 125 Вт.
Бачимо – в схемах на ОП потужність резистора дещо менша, ніж у схемах
на транзисторах.
2.5. Підбір стандартного обладнання
В якості регуляторів використаємо мікропроцесорні під регулятори з
імпульсним виходом МІК-21 та МІК-25. Регулятори МІК являють собою новий
клас сучасних цифрових регуляторів безперервної дії. Регулятори вільно
програмуються через передню панель, або через гальванічно розділений
інтерфейс RS-485 і вирішують більшість задач, що зустрічаються в
управлінні технологічними процесами. Регулятор формує вихідний
імпульсний сигнал управління виконавчим механізмом типу МЕО і забезпечує
регулювання вхідного параметру по ПІД закону відповідно із заданою
логікою роботи. Завдяки наявності в своєму складі послідовного
інтерфейсу RS-485 інформація від регуляторів передається на ЕОМ.
В якості давачів використаємо прилади типу Сапфир 22М які будуть
перетворювати імпульс тиску або розрідження в електричний сигнал 4…20
мА.
Призначення давача типу Сапфир-22М
Вимірювальний перетворювач тиску типу Сапфир-22М призначений для роботи
в системах автоматичного контролю, регулювання і управління
технологічними процесами і забезпечує безперервне перетворення значення
вимірюю чого параметру – залишкового тиску (Сапфир-22М-ДИ) , або
абсолютного тиску (Сапфир-22М-ДА), гідростатичного тиску
(Сапфир-22М-ДГ), розрідження (Сапфир-22М-ДВ), тиску розрідження
(Сапфир-22М-ДИВ), різниці тисків (Сапфир-22М-ДД) нейтральних і
агресивних середовищ в уніфікований електричний вихідний сигнал
дистанційної передачі 5-5; 0-20 або 4-20 мА.
Перетворювачі різниці тисків можуть використовуватись для перетворення
значення рівня рідини, витрати рідини або газу, а перетворювачі
гідростатичного тиску – для перетворення значення рівня рідини в
уніфікований електричний вихідний сигнал.
Перетворювачі різниці тиску при роботі з блоком вираження кореня БИК
– 1 можуть використовуватись для одержання лінійної залежності між
вихідними сигналами і виміряємою витратою.
Перетворювач являється сейсмостійким, витримує сейсмічні
навантажування в 9 балів на висоті 20 м.
Перетворювачі призначені для роботи із вторинними реєструючими і
показуючи ми приладами, регуляторами і іншими приладами автоматики, які
працюють від стандартного вихідного сигналу 0 – 5; 0 – 20 або 4 – 20 мА
постійного струму.
По стійкості до кліматичних умов перетворювачі в залежності від
виконання відповідають:
виконанню УХЛ* категорія розміщення 3.1 для роботи при температурі
від + 1 до + 500С ( основний варіант виконання) або від + 1 до + 800С;
виконанню У* категорія розміщення 2 для роботи при температурі від –
30 до + 502С ( основний варіант виконання) або від – 50 до + 800С;
виконанню Т категорія розміщення 3 для роботи при температурі від –
10 до + 550С або від – 20 до + 800С в відповідності від замовлення.
Перетворювач не можна використовувати у вибухонебезпечних умовах.
При замовленні перетворювача повинні бути вказані:
умовне позначення перетворювача;
позначення технічних умов:
ТУ 25 – 02.720136 – 83.
Нормування меж вимірювання в кгс/см2 виконується по замовленню
споживача і відображається в замовленні.
Приклад запису позначення перетворювача при його замовленні і в
документації іншої продукції, в якій він може бути використаний:
перетворювач вимірювальний різниці тисків Сапфир – 22М – ДД, модель
2420, з фланцями із нержавіючої сталі 08*18Г8Н2Т, який має кліматичне
виконання УХЛ* 3.1, для роботи при температурі від + 1 до + 800С, з ?д =
±0.25%, з верхньою межею вимірювання 6,3 кПа, із вихідним сигналом який
має зростаючу характеристику 0 – 5 мА, з монтажними фланцями і різьбою К
1/4” з вентильним блоком позначається:
Сапфир – 22М – ДД – 2420 – 02 – УХЛ* 3,1 – 0,25/6,3 кПа – 0,5 – К 1/4
– В – температура + 1 + 800С ТУ 25-02.720136 – 83
перетворювач вимірювальний залишкового тиску Сапфір – 22М – ДИ, модель
2161, з мембраною із титанового сплаву, з корпусом сталі 08х18Г8Н2Т,
який має кліматичне виконання УХЛ* 3.1 для роботи при температурі від +
1 до + 500С ?d = ±0,25 %, із верхньою межею вимірювання 10 МПа, з
вихідним сигналом який має вихідну характеристику 0 – 5 мА, з ніпелем
позначається:
Сапфір – 22М – ДИ – 2161 – 11 – УХЛ* 3.1 – 0,25/10 МПа – 0,5 ТУ 25 –
02.720136 – 83.
Технічні дані
Назва перетворювача, модель, верхні межі вимірювання вказані в
таблиці 1,2 та 3 ( 5).
Кожний перетворювач має регулювання діапазону вимірювання і може бути
налагоджений на будь-яку верхню межу вимірювання , яка вказана для даної
моделі.
При випуску із заводу перетворювач настроюються на верхню межу
вимірювання, яка вибирається у відповідності із замовленням і значення
яке вказане в таблиці 1,2 та 3 (5) при цьому нижня межа вимірювання
рівна нулю.
Перетворювач із верхньою межею вимірювання які відмічені в таблиці
1,2 та 3 (5) знаком “*” рекомендується використовувати тільки при
необхідності із послідуючої перенастройки в період експлуатації на інші
межі вимірювання які передбачені для даної моделі.
Межі допустимої основної похибки ?d перетворювача з нижньою граничною
межею значення вимірюючого параметра, рівною нулю, виражені у відсотках
від нормуючого значення, вказані в таблиці 1,2 та 3 (5).
За нормуюче значення приймають:
для перетворювача Сапфир – 22М – ДИВ – сума абсолютних значень верхніх
меж вимірювання залишкового тиску і розрідження;
для інших перетворювачів межа вимірювання вхідного параметру.
Після перенастройки перетворювача на любу верхню межу вимірювання,
передбаченої для даної моделі, основна похибка і варіація вихідного
сигналу не перевищує значення, яке відповідає хоча б одному із значень
?d, передбачених для відповідних меж вимірювань.
Залежність між вихідним сингалом і вимірюючим параметром визначається за
формулами:
для перетворювача Сапфир – 22М – ДИ
(2.1)
для перетворювача Сапфир – 22М – ДИВ
(2.2)
– розрахункове значення вихідного сигналу, мА;
Imax – найбільше значення вихідного сигналу, мА;
Imin – найменше значення вихідного сигналу, мА;
Р – значення вимірюючого тиску, кгс/см2, Па, кПа, МПа;
Рmax -, верхня межа вимірювань вимірюючого тиску, кгс/см2, Па, кПа, МПа;
Ррозр.max – верхня межа вимірювань залишкового тиску, кгс/см2, Па, кПа,
МПа;
Підставимо числові значення в формули 2.1 та 2.2:
для перетворювача Сапфир-22М-ДИ
(20-4)+4=20, мА;
для перетворювача Сапфир-22М-ДИВ
, мА.
Отже значення вихідного сигналу відповідає верхньому значенню
вимірюючого параметру.
В. Допускається живлення перетворювача з межами вихідного сигналу 4-20
мА від джерела постійного струму напругою від 15 до 42 В. При цьому межі
допустимої напруги живлення залежать від навантажую чого опору який
визначається по формулі:
, (2.3)
де U – напруга живлення, В;
Umin =15 В;
Imax=20 мА;
Rн – навантажуючий опір, кОм.
, кОм.
Потужність перетворювача Сапфир-22М із вихідним сигналом 4-20 мА не
перевищує 1 Вт.
Вимірювання значення вихідного сигналу перетворювача визиває зміну
навантажую чого опору від 100 Ом до 1000 Ом або від 200 Ом до 2500 Ом
відповідно у перетворювача з межею верхнього вихідного сигналу 20 мА або
5 мА, не перевищує ±0,25% діапазону вихідного сигналу. Зміна значення
вихідного сигналу перетворювача викликане зміною температури оточуючого
повітря у відсотках від діапазону вихідного сигналу на кожні 100С
визначається по формулі:
(2.4)
де Рmax – максимальна межа вимірювань для даної моделі, кгс/см2 ;
Рі – дійсне значення верхньої межі вимірювань, кгс/см2 ;
?=±0,25%, для перетворювача із значенням ?d рівним 0,25.
.
Принцип роботи перетворювача Сапфир-22М
Перетворювач складається із вимірюючого блоку і електричного пристрою.
Перетворювачі різних параметрів мають уніфікований електронний пристрій
і відрізняються лише конструкцією вимірюючого блоку.
Вимірюючий параметр подається в камеру вимірюючого блоку і лінійно
перетворюється в деформацію чутливого елементу і зміну електричного
опору тензорезисторів тензоперетворювача, який розміщений у вимірюю чому
блоці. Чутливим елементом тензоперетворювача є пластина із
монокристалічного сапфіру із кремнієвими плівковими тензорезисторами
(структура КНС), які з’єднані із металевою мембраною тензоперетворювача.
Схема перетворювача Сапфир-22М-ДИ моделі 2150, 2160, 2170, і
Сапфир-22М-Див моделі 2350, наведена на рисунку 2.1.
Мембранний тензоперетворювач 3 розміщений всередині основи 9. внутрішня
порожнина 4 тензоперетворювача заповнена кремнійорганічною рідиною і
відділена від вимірюючого середовища металевою гафрованою мембраною яка
приварена по зовнішньому контуру до основи 9. порожнина 10 з’єднана із
оточуючим середовищем. Вимірюючий тиск подається в камеру 7 фланця 5,
який ущільнений прокладкою 8.
Вимірюючий тиск діє на мембрану 6 і через рідину діє на мембрану
тензоперетворювача, викликає її прогин і змінює опір тензорезисторів.
Електричний сигнал від тензоперетворювача передається із вимірюючого
блоку 1 по проводах через гермовивід 2.
Електричний перетворювач змонтований на трьох платах 4,5, 13(рис.2.2.),
розміщених всередині спеціального корпуса 3. корпус 3 закритий кришками
2, 6, ущільненими гумовими кільцями. Перетворювач має сальниковий
кабельний ввід 11, клемну колодку 19 для під’єднання мил кабеля, гвинт 1
для під’єднання екрана і болт 12 для заземлення корпусу.
Коректори 9 і 10 служать відповідно для плавного настроювання діапазону
і „нуля” вихідного сигналу.
Перемичка 16 служить для ступінчатого зміщення „нуля”, перемичка 17 –
для ступінчатої настройки діапазону вихідного сигналу, перемичка 14, 15,
– для зміни напряму зміщення „нуля”.
Монтаж давача Сапфир-22М
При виборі місця монтажу необхідно врахувати:
перетворювач встановлювати в вибухонебезпечних приміщеннях;
місця монтажу повинні бути зручні для монтажу і обслуговування;
параметри вібрації не повинні перевищувати допустимі.
З’єднуючі труби від місця відбору тиску до перетворювача повинні бути як
най коротші. Рекомендуюча довжина лінії – не більше 15 метрів. З’єднуючі
лінії повинні мати односторонній нахил (не менше 1:10) від місця відбору
тиску. Якщо це неможливо, при вимірюванні тиску газу в нижніх точках
лінії потрібно установити відстійні посудини, а при вимірюванні тиску
рідини в найвищих точках – газозбірники.
При наявності в з’єднуючих лініях газозбірників і відстійних посудин в
них повинні бути змонтовані пристрої для продувки з’єднуючої лінії.
В з’єднуючі лінії від місця відбору тиску до перетворювача
рекомендується встановити два вентилі або трьох ходові крани для
відключення перетворювача від лінії і з’єднання його з атмосферою. Це
значно спростить періодичний контроль установки вихідного сигналу,
відповідаючого нульовому значенню вимірюючого тиску.
Приєднання перетворювача до з’єднуючої лінії здійснюється із допомогою
привареного до труби лінії ніпеля або з допомогою монтажного фланця.
Ущільнення різьби здійснюється в залежності від вимірюючого середовища,
фторпластовою стрічкою або фаолітовою замазкою.
Рис.2.1. Схема перетворювача Сапфир -22М-ДИ моделей 2150,2160, 2170,
Сапфир-22М-ДИВ моделі 2350
1-вимірюючий блок, 2-гермовивід, 3-мембранний тензоперетворювач,
4-внутрішня порожнина, 5-фланець, 7-мембрана, 8-прокладка, 9-основа,
10-порожнина
Рис.2.2. Електронний перетворювач
1-гвинт для під’єднання екрана,
2,6-кришки,
3-корпус,
4,5,13-плати,
9,10-коректори,
11-сальниковий кабельний ввід,
12-болт для заземлення корпусу,
14,15,16,17-перемички,
18-коректор,
19-клемна колодка
Підбір і розрахунок автоматизуючих пристроїв
Розрахунок регулятора тиску РДУК ін-100/70з діаметром сідла клапана 70мм
Максимальна прохідна здатність регулятора тиску визначається за
формулою:
(2.5)
Де ?=32,3 см2 – площа сідла клапана ( без площини перерізу штока
клапану);
К = 0,5 – коефіцієнт витрати;
Р1= 0,9 кгс/см2 – тиск газу на вході в ГРУ;
Р2= 0,035 кгс/см2 – тиск газу на виході із ГРУ;
.
=0,5447.
Підставивши значення у формулу 2.1. одержимо:
=2749
Стійка робота регулятора / 0,1…0,8/*V=275…2199 м3/год.
Таким чином, робота регулятора буде стійкою при включенні в роботу
одного котла при витраті 1105 м3/год, а також при запуску другого котла.
Розрахунок кількості повітря, яке необхідне для горіння
Якщо відомий елементарний склад робочого палива, то можна теоретично
визначити кількість повітря, яке необхідне для горіння, визначаємо в
кубічних метрах при нормальних умовах ( 00С і 760 мм рт.ст.) для 1м3
газоподібного палива.
Теоретичний об’єм повітря, необхідний для повного згорання палива,
визначаємо по формулі:
(2.6)
де СmHn – вуглеводні які входять в склад газу.
Газ, який подається в котельню має наступний склад: CO=0%; H2=0%;
H2S=0%; CH4=94%; C2H6=1,2%; C3H8=0,7%; C4H10=0,4%; C5H12=0,2%; O2=0%.
Підставивши числові значення в формулу 2.2 одержимо:
м3/м3 ;
Отже, теоретичний об’єм становить 9,52 м3/м3.
Гідравлічний розрахунок газопроводу
Гідравлічний розрахунок газопроводу низького тиску виконаний з метою
визначення швидкості газу перед пальниками.
Швидкість газу на відрізку газопроводу складає:
, м/с (2.7)
де У – витрата газу;
Р – тиск на відрізку газопроводу;
Рсер. – середній тиск в газопроводі.
На відрізку розподільчого газопроводу від ГРУ до відгалуження на котел
№2:
м/с;
де У=2210 м3/год – витрата газу на два котли;
На відрізку газопроводу до зміни перерізу газопроводу:
м/с;
де У=1105 м3/год – витрата газу на один котел;
На відрізку газопроводу до відгалуження на перший пальник котла №1:
м/с ;
На відрізку газопроводу до першого пальника №1:
м/с;
де У= 552,5 м3/год – витрата газу на один пальник;
На відрізку газопроводу до другого пальника котла №2:
м/с;
На відрізку газопроводу до зміни перерізу газопроводу:
м/с;
На відрізку газопроводу до відгалуження на перший пальник котла №2:
м/с;
На відрізку газопроводу до першого пальника котла №2:
м/с;
На відрізку газопроводу до другого пальника котла №2:
м/с;
Розрахунок викидів забруднюючих речовин в атмосферу від котельні
Джерелами викидів забруднюючих речовин в атмосферу є котельні
спалювання палива. Забруднюючими речовинами, що виділяються в атмосферне
повітря, в процесі спалювання палива ( газу) є діоксид азоту і оксид
вуглецю.
Вид палива – природний газ.
Витрата палива на котел 1105 м3/год, 307 л/с.
Витрата палива на рік 6895 тис м3/рік.
В процесі спалювання природного газу в атмосферне повітря викидається
діоксид азоту і оксид вуглецю.
Розрахунок викидів оксиду вуглецю
МСО=0,001*В*ССО/ I*g4/100/, т/рік,
(2.8)
де В – витрата палива, тис.м3/рік;
ССО – вихід оксиду вуглецю при спалюванні палива кг/т;
(2.9)
де, К – коефіцієнт, який враховує частку втрати тепла внаслідок хімічної
неповноти згорання палива, яка зумовлена наявністю в продуктах неповного
згорання оксиду вуглецю, для природного газу – 0,5;
Q2 – нижча теплота згорання натурального палива;
g4 – втрата теплоти внаслідок механічної неповноти згорання палива, %,
g4=0.
Підставимо значення в формулу 2,5 і отримаємо:
ССО=0,5*0,5*33,5=8,375
Тоді викиди оксиду вуглецю становлять:
МСО=0,001*8,375*6895*/1-0/=57,746 т/рік
МСО=1*0,001*8,375*307*/1-0/=2,571 г/с
Розрахунок викидів діоксиду азоту.
МNO2= 0.001*B*Q2*KNO2 /1-p/, 2/c, ( 2.6)
де В – витрата палива тис.м3/рік;
Q2 – теплота згорання натурального палива, МДж/м3, Q2=33,5;
КNO2 – параметр, який характеризує кількість оксидів азоту, які
утворюються на 1 Дж тепла, кг/ГДж; КNO2 = 0,1;
P – коефіцієнт, що враховує ступінь зниження викидів оксиду азоту в
наслідок застосування технічних засобів, Р= 0.
Підставимо значення в формулу 2.6:
МNO2 = 0,001*6895*33,5*0,1/ 1-0/= 23,098 т/рік,
МNO2 = 1*0,001,307*33,5*0,1/ 1-0/= 1,028 г/с.
2.7. Опис схеми керування, контролю або регулювання технологічних
параметрів
Схема автоматичного регулювання процесу горіння включає в себе три
регулятори: палива, повітря і розрідження.
Регулятор палива.
Подача палива в камеру регулюється так, щоб в кожний момент часу в
ній згоряло стільки палива, скільки його необхідно для покриття витрати
пари при незмінному тиску пари в барабані котла.
На регулятор палива покладається задача підтримувати постійний тис
пари 13 кгс/см. Не можна допускати, щоб тиск в котлі був вищий за 13
кгс/см. Тому, що це загрожує аварією котла, а по друге – високий тиск
може пошкодити машинам і апаратам споживача, які розраховані на
визначений тиск.
Імпульс тиску пари подається з барабана на давач типу Сапфир – 22М,
де перетворюється в електричний сигнал і потрапляє на вхід
мікропроцесорного Під-регулятора МІК – 21. регулятор формує вихідний
імпульсний сигнал управління виконавчим механізмом типу МЕО і забезпечує
регулювання вхідного параметру по ПІД закону відповідно із заданою
логікою роботи.
Регулятор повітря
Регулятор повітря призначений для підтримання постійного відношення
між тиском газу і тиском повітря яке подається в паливну камеру.
Горіння регулюється збільшенням подачі повітря в паливну камеру котла
або зменшенням подачі газу. В цьому процесі використовується
первинне ( змішується із газом в горілці до горіння) повітря.
Імпульс тиску газу подається із газопроводу на давач типу Сапфир –
22М, де перетворюється в електричний сигнал і поступає на вхід
мікропроцесорного ПІД-регулятора МІК – 25, а імпульс тиску повітря
подається із повітропроводу який знімається біля вентилятора на давач
тиску Сапфир – 22М, де перетворюється в електричний сигнал і поступає на
вхід мікропроцесорного ПІД-регулятора МІК – 25. Регулятор формує
вихідний імпульсний сигнал управління виконавчим механізмом типу МЕО і
забезпечує регулювання вхідного параметру по ПІД закону відповідно із
заданою логікою роботи.
Регулятор розрідження.
Регулятор розрідження призначений для повного видалення продуктів
згорання незалежно від величини навантаження котла. Цього можна
досягнути при відповідності виробництва димососа в кожний момент
виробництва вентилятора і кількості палива. Показником такого відношення
являється розрідження в паливній камері котла.
Залишковий тиск в паливній камері призводить до викиду газів і
полум’я із камери в приміщення котельні. Із збільшенням розрідження в
камері різко зросте присмоктування повітря, що знизить економічність
роботи котла за рахунок втрат із газами, що виходять і збільшення витрат
електроенергії на тягу.
На регулятор розрідження покладається задача підтримувати постійне
розрідження – 30 Па ( 3мм вод.ст) із високою точністю 5 Па ( 0,5 мм
вод.ст). Конкретна величина розрідження залежить від конструкції камери
і місця відбору імпульса. Справа в тому, що в різних по висоті зонах
камери розрідження неоднакове. Відповідно заводські інструкції на котли
ДКВР місце відбору розрідження в паливній камері повинно бути на боковій
стінці камери, яке розташоване дальше від вихідного вікна, і знаходиться
на відстані 1/3 ширини стінки від задньої стінки камери і 1/3 висоти
бокової стінки від верха камери.
Основні вимоги до регулятора – це максимально можлива швидкодія, так
як паливна камера як об’єкт регулювання розрідження практично
безінерційна.
При збільшенні кількості повітря, яке подається в камеру, розрідження
в камері зменшується, одночасно зменшиться подача повітря через
нещільність обмуровки. Це говорить про значне самовирівнювання камери як
об’єкта регулювання розрідження.
Імпульс розрідження подається із паливної камери на давач типу Сапфир
– 22М, де перетворюється в електричний сигнал і поступає на вхід
мікропроцесорного ПІД – регулятора МІК – 21. регулятор формує вихідний
імпульсний сигнал управління виконавчим механізмом типу МЕО і забезпечує
регулювання вхідного параметру по ПІД закону відповідно із заданою
логікою роботи.
Завдяки наявності у своєму складі послідовного інтерфейсу від
регуляторів передається на ЕОМ.
СИСТЕМИ ЛОКАЛЬНОЇ АВТОМАТИЗАЦІЇ
Проектом передбачено автоматизацію тепломеханічних установок та котлів
ВК-22 в об’ємі комплекту автоматики КОТ БУС-01-1.
Схема керування передбачає:
дистанційне керування кнопками з щита автоматизації мереженими насосами,
насосами технологічної води, насосами ГВ підживлюючими насосами і
насосами водопідготовка;
автоматичне керування рецеркуляційними насосами в залежності від
температури води на вході в котли, включаються при температурі води 600С
і виключаються при температурі 620С (захист котла);
автоматичний ввід резервуарного насоса при аварійній зупинці робочого
(для всіх груп насосів);
автоматичні відключення підживлюючого робочого насоса при нижньому
аварійному рівні в баку запасу води.
Схемою регулювання передбачено:
регулювання температури технологічної води за допомогою регулятора
ECL”Comfort 200” фірми “Danfoss”;
регулювання температури води для системи опалення в залежності від
зовнішньої температури, а також температура гарячого водопостачання за
допомогою двоконтурного регулятора ECL”Comfort 300” фірми “Danfoss”;
регулювання тиску в системах гарячого водопостачання за допомогою
регуляторів прямої дії після себе типу AFD/VFG2 фірми “Danfoss”.
Проектом передбачено технологічний контроль місцевими приладами
температури і тиску води: на трубопроводах до підігрівачів; на
трубопроводах до споживачів; тиску – на всмоктуючих і напірних патрубках
насосів.
Вимірювання теплової енергії води, яку виробляють котли передбачено
лічильником теплової енергії типу СВТУ – 10.
Для контролю до вибухонебезпечних концнтрацій горючих газів і чадного
газу прийнято два газоаналізатори типу «Шит-2-13» кожен з одним
датчиком, які встановлені: один поряд з ГРУ, другий поряд з котлами.
На щит автоматизації, який встановлюється в приміщенні операторської
винесено світловий і звуковий сигнали про:
– аварію з робочим насосом (для всіх груп насосів);
– аварію котлами;
– аварійні нижній і верхній рівень в баку запасу води;
– аварійне пониження та підвищення тиску в системі опалення;
– загазованість приміщення котельні.
Проектом передбачено автоматичне відключення газу на вході в котельню
при загазованості приміщення вище допустимої норми.
3. КОНСТРУКТИВНА ЧАСТИНА
3.1. Автоматична система регулювання з регуляторами Р25
Налагодження автоматичної системи регулювання розглянемо на прикладі
системи регулювання температури з регулятором Р25.2.2.
Автоматична система регулювання призначена для регулювання температури
теплоносіїв на виході тепломережі, яка вимірюється терморезистором. При
відхиленні температури від установленого значення 100оС регулятор діє на
МЕО, підмішує до основного потоку більшу або меншу кількість пари
високої температури. При відхиленні температури зовнішнього повітря від
нульової температури теплоносія змінюється, зміни складають 0,5оС на
кожен градус відхилення температури повітря.
При розгляді проектної документації встановлюють відповідність
запроектованого регулятора завданням, передбачені проектом. В системі
повинна бути передбачена можливість ручного керування; датчики,
виконавчі механізми і механізми оперативного управління повинні бути
сумісні. В проекті повинні бути вказані номінальні і максимально
допустиме значення регулюючої температури, необхідна точність
стабілізації її на заданому рівні. Для системи регулювання, що
розглядається, номінальними установлені: температура теплоносія на
виході мережі 100оС і температура зовнішнього повітря – 0оС. Максимально
допустимі відхилення температури теплоносія ±20оС, а зовнішнього повітря
– від 5 до 35оС. Точність стабілізації температури не нижче 3оС.
3.1.2. Передмонтажна перевірка
Для проведення передмонтажної перевірки регулятора складають схему (рис.
3.1). Вольтметр постійної напруги U1, підключений до затискача 8
регулятора 1, вибирають з межами вимірювання 0 – 30 або 0 – 50В.
Вольтметр U2 багатограничний, цифровий з діапазонами вимірювання 0 –
1,5; 0 – 15В, магазин опорів МСР 63. Опори резисторів Р1 і Р2 115Ом
потужністю не менше 10Вт.
Зовнішнім оглядом встановлюють відсутність пошкоджень і слідів корозії
на корпусі регулятора і струмопровідних частинах, перевіряють
комплектність документації: інструкції, паспорти, а потім подають
живлення і прогрівають регулятор на протязі години. При підключенні
живлення слідкують, щоб фазний провід був підключений до затискача 1.
Перевірку починають з випробування задатчика. Ручку 1 задатчика
повертають в межах шкали, поки обидва світлових індикатори 6 не
погаснуть. В цьому положенні регулятор стає збалансованим. Повертаючи
ручку 13 на 0,5% по шкалі вправо. При цьому загорається індикатор
(верхній світодіод). По вольтметру U1 перевіряють наявність напруги на
вході 8 – 9, які повинні бути в межах 21 – 27В. При повороті ручки 13
вліво на 0,5% від положення балансу повинен загорітись світодіод «М» і
з’явитись напруга 21 – 27В на виході 7 – 8. Після цього задатчик
повертають в положення балансу і перевіряють вольтметром U1 напругу між
затискачами 7 – 8 і 8 – 9, воно не повинне перевищувати 0,5В.
Рис.3.1. Структурна схема
Аналогічно перевіряють справність коректора, при переміщенні якого
вправо і вліво від нульового значення баланс регулятора повинен
порушитись.
Для перевірки дії резистора «Зона» ручку 5 повертають вправо до упора
(5%) і повертають ручку 13 задатчика, відмічають момент загорання
світодіодів. Резистор «Зона» вважається справним, якщо при максимальній
зоні нечутливості баланс регулятора порушується при повороті ручки
задатчика від положення рівноваги на 2,5%.
Для перевірки резистора з ручкою К2 (чутливість) на МС установлюють
75Ом, що відповідає температурі 100оС. Вольтметр U2 вмикають на межу
вимірювання 15В. Ручку К2 повертають вправо до упора. Збільшують опір МС
до 100Ом, при цьому напруга, виміряна вольтметром U2, збільшується до
10В. При плавному повороті ручки вліво до упора напруга повинна плавно
зменшуватись до нуля. Після цього знову встановлюють максимальну
чутливість, опір магазина 75Ом, і балансують регулятор, збільшують опір
МС до моменту загорання світодіод М, потім, зменшують опір МС,
добиваються загорання світодіода Б. Вимірювальний блок вважається
справним, якщо порушення балансу регулятора відбувається при зміні опору
МС від заданого значення (75Ом) не більше, ніж на 0,4Ом. Для перевірки
резистора К3 (чутливість 3), МС підключають до затискачів 13, 14 і 20,
встановлюють опір МС 53,6Ом, що відповідає температурі 0оС, і проводять
аналогічні операції.
Пісня перевірки справності органів управління знімають їх
характеристики. Для даного регулятора зручно проводити ці характеристики
до напруги розбіжності (вихідній напрузі субблока), вимірювальному
вольтметру U2 між гніздами Є і ОТ. Характеристики можуть бути
представлені у вигляді таблиць або графіків (рис. 3.2.).
На осі абсцис відкладаються значення Uе, а на осі ординат – положення
органу наладки, як правило, в поділках шкали. Аналогічні графіки
складаються і для кожного входу вимірювального блоку, відкладаючи на осі
координат значення вимірюваної величини.
а)
б)
3.2. Залежність напруги розбіжності від сигналів датчика
Залежність напруги неузгодження від сигналів датчика, задавача і
коректора (а) и положення резистора «Зона» (б): 1 – за датчик, 2 –
датчик, 3 – коректор
Для ручки «Зона» на осі абсцис (рис.176, б) відкладають положення ручки
(%), а на осі ординат – U – яке відповідає даному положенню ручки
напруги, при якому запалюється світлодіод. Графіки заносять в журнал
перед монтажної перевірки, в паспорт регулятора або в робочий журнал.
Для перевірки органів динамічної настройки ручки К2 і К3 резисторів
встановлюють в нульове положення і балансують регулятор. Відтискають
кнопку переключателя роду робіт, встановлюють Т на значення – 5с, а
ручку «кn63» повертають на відмітку 5. Задавач повертають на 2 % в
довільну сторону від положення рівноваги і вмикають сикундомір. Один із
світодіодів загорається на час 6 +/- 1с, потім гасне і знву вмикається
імульсами. При повороті резистора «імпульс» вправо тривалість пауз і
саимх імпульсів збільшується.
Динамічне налагодження регулятора
Виконується методами, заснованими на експерементальних даних,
розрахунках або організованим пошуком.
Регулятор переводять в ручний режим роботи і переміщенням виконавчого
механізму, стабілізують значення температури. Значення температури
визначають за показами вимірювальних систем, які як правило, передбачені
проектом. У випадку, якщо виммірювання регулюючої величини проектом не
передбачено, то фіксують значення напруги Uє. Поворотом перемикача
перміщають клапан по узгодженню з управління установки, наприклад на 10
% по індекатору положення регулятора і вмикають секундомір. Через рівні
інтервали часу фіксують значення регулюючої речовини до того часу, поки
температура не перестане змінюватись і стабілізується на рівні, який
відповідає новому положенню клапана. Для підвищення точності експеремент
повторюють кілька разів, отримані значення наносять в вигляді точок на
міліметровку і проводять криву. Така крива для регулятора температури в
більшості випадків буде мати вигляд графіка (рис 3.3.). Проводять
дотичну до кривої, знаходять ?об і Тоб і вираховують по формулі Коб.
Рис. 3.3. Часова характеристика температури
Зміни температури t складають 70С, або 17,5 % від діапазону вимірювання
температури (400С). при цьому коб=t/d=17.5/10=1.75.
Коефіцієнт підсилення регулятора кр:
Кр=1*Тоб/коб* ?об=106/26*1,75=2,3
При розрахунку необхідно враховувати, що шкала відградуйована для роботи
з ИМ, час переміщення якого з одноого крайнього положення в друге tИМ =
63 с.
В ручному режимі перемикачем 11 встановлюють значення температури,
приблизно рівне заданому, і переводять перемикач 10 в положеня «А».
Автоматична система регулювання підготовлюється до проведення випрбувань
і здачі в експлуатацію відповіно до паспортних даних.
4. ЕНЕРГЕТИЧНА ЧАСТИНА
4.1. Розрахунок витрат енергоносіїв на засоби автоматизації
Розрахунок поверхні проведено фактичним геометричним розміром елементів
котла, які обігріваються з одного боку водою а з іншого – димовими
газами.
І. Геометричні розміри елементів котла:
1. Жарова труба,
діаметр труби, мм
довжина труби, мм
днище труби.мм
діаметр отвору в жаровій трубі,мм 1200 2440 1182 1000
2. Поворотна камера
діаметр камери.мм
довжина камери, мм
діаметр днища камери, мм 600 580 1586
3. Дошки (трубні решітки):
діаметр , мм
кількість, шт,
участь в обігріві води % 1934 2 50
4. Димогарні (анкерні) труби І ряду по ходу димового газу :
діаметр труби, мм
довжина труби, мм
кількість, шт. 70×2,9 2576 42
5. Димогарні труби II ряду по ходу димового газу :
діаметр труби, мм
довжина труби, мм
кількість, шт. 70×2,9 3320 30
II. Розрахунок поверхні нагріву котла Н, м2:
1. Поверхня жарової труби з отвором діаметр 1000мм за формулою
Нж = ?•D•l = 3.14•1.2• 2,44 = 9,2 м2 (3.1.)
Sотвору= ? •R2 = 3,14 • 0,52 = 0,78 м2
Нж =9,2•0,78 = 8,42 м2
2. Поверхня нагріву поворотної камери
Нк= ? • D•l = 3,14•1,6•0,58 = 2,91 м2 (3.2.)
Sдош.к = ? •R2 – 0,2•S =3,14•0,64 – 0,2•2,0= 1,6м2 Нк=2,91 + 1,6 = 4,51
м2
3. Поверхня нагріву трубних дошок, Нд м2
Sдош= ?•R2•2 – 0,5•S = 3,14•0,94•2 – 0,5•5,9 = 2,95 м2 (3.3.)
4. Поверхня нагріву димогарних труб 1-го ряду Н тр1, м2
Нтр1= ?•Dтр•l1•n1 = 3,14 • 0,07 • 2,576 • 42 = 23,78 (3.4.)
5. Поверхня нагріву димогарних труб ІІ-го ряду Нтр2, м2
Нтр2= ?•Dтр•l2•n2 = 3,14 • 0,07 • 3,32 -ЗО = 21,89 м2 (3.5.)
Загальна поверхня нагріву котла
Н = Нж + Нк + Ндош + Нтр1 + Нтр2 , м2 (3.6.)
Н = 8,42 + 4,51 + 2,95 + 23,78 + 21,89 = 61,55 м2 Приймаємо Нк = 60 м2
4.1.2. Розрахунок запобіжних клапанів, встановлених на загальному
трубопроводі гарячої води (в межах котельні) водогрійного котла
А. Вихідні дані водогрійного котла
– тип котла
– теплопродуктивність котла, ккал/год
наявність обвідної лінії котла
вид циркуляції (природна чи примусова)
кількість встановлених клапанів
діаметр сідла клапана, мм
тип клапана (пружинний чи важільно-
вантажний,чавунний, одинарний, закритого типу
тиском до 16 кгс/см2)
матеріал виготовлення
сталевий,жаротрубний
1300000
відсутня
примусовий
1 шт
d0 = 36 мм
пружинний
Б. Пропускна спроможність запобіжного клапана Ду = 65, Ру = 16
кгс/см2, яка визначається за фомулою для рідини:
– для тисків в кгс/см2 (3.7.)
G – пропускна спролижність клапана, кг/год.
– коефіцієнт витрати рідини, віднесеної до площини F січення
клапана, яка
визначається по п.5.3 ГОСТ 24570-81
– коефіцієнт, який враховує фізико-хімічні властивості рідини
F – розрахункова площа січення клапана у проточній часині, мм2
P1 – максимальний надлишковий тиск перед запобіжним клапаном, кгс/см2
Р1=1,1 Р2 кгс/см2 (3.8.)
Р2 – максимальний надлишковий тиск за запобіжним клапаном, кгс/см2)
?- щільність рідини перед клапаном при параметрах Р1, t1 і ? =0,9
Розрахункова площа січення запобіжного клапана в проточніий частині, мм2
1. Живе січення клапана по сідлу з врахуванням загромадження визначаємо
за формулою
(3.9.) (3.10.)
де d – діаметр січення отвору юіапана в проточній частині, мм
d – розмір вибирається за табл. 2 РОС Т 97-89-75 в залежності від Ду
і Ру
2. Січення клапана в проточній частині визначаємо за формолою
(3.11.)
(3.12.)
де d0= для клапана Ду 65 і Рe16, d0 =36мм
3. Р1 = 1,1 = 3,3 кгс/см2
Пропускна сироміжшсть клапана
Пропускна спроможність запобіжних клапанів водогрійних котлів повинна
задовільняти наступну умову
(3.13.)
n – кількість запобіжник клапанів
Q – номінальна теплопродуктивність котла в Ккал/год
? – теплота випарювання, Дж/кг~ (ккал/кг) при Р=4 ата ?=510,2 ккал
Висновок: умова не виконується .
Необхідно додатково встановити клапан Ду50 1505+1054 > 2548
Розрахунки запобіжних клапанів виконані відповідно з нормативними
елементими:
Правила будови і безпечної експлуатації водогрійних котлів з
температурами нагріву води не вище 115оС, затверджених 23.06.1981
Держнаглядохоронпраці;
ГОСТ 24570-81 Клапани запобіжні парових і водогрійних котлів;
ГОСТ 12.2.085-82 Посудини, які працюють під тиском, клапани;
ГОСТ 5335-75 Чавунні важільно-вантажні запобіжні клапани закритого типу,
однарні, з тиском до 18 кгс/см;
Довідник з котлонагляду, запобіжні клапани.
5. ОХОРОНА ПРАЦІ
5.1. Заходи техніки безпеки при експлуатації технологічного устаткування
Охорона праці як наукова дисципліна оперує специфічними термінами. Нижче
наводиться тлумачення декотрих з них.
Травма – порушення анатомічної .цілісності організму людини або його
функцій внаслідок дії небезпечних виробничих факторів.
Нещасний випадок – випадок з людиною внаслідок непередбаченого збігу
обставин та умов, за котрих завдається шкода здоров’ю або настає смерть
потерпілого. Нещасний випадок на виробництві пов’язується з дією на
працівника небезпечного виробничого фактора.
Виробничий травматизм характеризується сукупністю травм і нещасних
випадків на виробництві:
Причини виробничого травматизму поділяються на:
• організаційні – відсутність або неякісне проведе структажів і
навчання, відсутність контролю, порушення ви інструкцій, правил, норм,
стандартів, законодавства, невикона заходів щодо охорони праці,
несвоєчасний ремонт або зал несправного і застарілого обладанання,
невідповідність норі санітарно-гігієнічних факторів (освітлення,
мікроклімату, с і повітряного середовища тощо);
• технічні – невідповідність вимогам безпеки праці несправність
виробничого обладнання, інструменту і заа захисту, конструктивні
недоліки обладнання;
• психофізіологічні – помилкові дії внаслідок втоми люд через надмірну
важкість і напруженість роботи, монотонність
праці, хворобливий стан людини, необережність.
5.2. Протипожежний захист в приміщенні
В комплексі заходів, що вживаються для протипожежного захисту
підприємств зв’язку, важливе значення має вибір найбільш раціональних
способів та засобів гасіння різних речовин та матеріалів згідно зі СНиП
2.04.09-84.
Горіння припиняється:
• при охолодженні горючої речовини до температури
нижчої, ніж температура її спалахування;
при зниженні концентрації кисню в повітрі в зоні горіння;
при припиненні надходження пари, газів горючої речовини
в зону горіння.
Припинення горіння досягається за допомогою вогнегасник засобів:
води (у вигляді струменя або у розпиленому вигляді);
інертних газів (вуглекислота та ін.);
хімічних засобів (у вигляді піни або рідини);
порошкоподібних сухих сумішей (суміші піску з флюсом);
пожежних покривал з брезенту та азбесту.
Вибір тих чи інших способів та засобів гасіння пожеж та вогнегасних
речовин і їх носіїв (протипожежної техніки) визначається в кожному
конкретному випадку залежно від стадії розвитку пожежі, масштабів
загорянь, особливостей горіння речовин та матеріалів.
Успіх швидкої локалізації та ліквідації пожежі на її початку залежить
від наявних вогнегасних засобів, вміння користуватися ними всіма
працівниками, а також від засобів пожежного зв’язку та сигналізації для
виклику пожежної допомоги та введення в дію автоматичних та первинних
вогнегасних засобів.
Вода – найбільш дешева і поширена вогнегасна речовина. Вода порівняно з
іншими вогнегасними речовинами має найбільшу теплоємність і придатна для
гасіння більшості горючих речовин.
Вода застосовується у вигляді компактних і розпилених струменів і як
пара. Вогнегаоний ефект компактних струменів води полягає у змочуванні
поверхні, зволоженні та охолодженні твердих горючих матеріалів.
Подача води до місця пожежі здійснюється пожежними рукавами. Відкидний
рукав від пожежного крана або насоса закінчується металевим соплом,
обладнаним розбризкувачем. Розбризкувач дозволяє отримувати компактний
або розсіяний струмінь води.
Струменем води гасять тверді горючі речовини; дощем і водяним пилом –
тверді, волокнисті сипучі речовини, а також спирти, трансформаторне і
солярове мастила.
Водяна пара застосовується для гасіння пожеж у Приміщеннях об’ємом до
500 м3 і невеликих загорянь на відкритих установках.
Вогнегасна концентрація пари у повітрі становить 35%. Водою не можна
гасити легкозаймисті рідини (бензин, гас), оскільки, маючи велику питому
вагу, вода накопичується внизу цих речовин і збільшує площу горючої
поверхні. Не можна гасити водою такі речовини, як карбіди та селітру,
які виділяють при контакті з водою горючі речовини, а також металевий
калій, натрій, магній та його сплави, електрообладнання, що знаходиться
під напругою, цінні папери та пошту.
Водні розчини солей застосовуються для гасіння речовин, які погано
змочуються водою (бавовна, деревина, торф тощо). У воду додають
поверхнево-активні речовини: піноутворювач ПО-1, сульфаноли НП-16,
сульфонати, змочувач ДП тощо.
Промислові приміщення мають зовнішнє і внутрішнє водопостачання,
запроектоване згідно з вимогами СНиП 2.04.02-84 та СНиП 2.04.01-85.
Необхідний тиск води створюється стаціонарними пожежними насосами, котрі
забезпечують подавання компактних струменів на висоту не менше 10 м або
рухомими пожежними автонасосами і мотопомпами, що забирають воду із
гідрантів.
Гідранти розташовуються на території підприємств на віддалі не більше
100 м по периметру будівель вздовж доріг і не ближче 5 м від стін.
6. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
6.1. Розрахунок економічної ефективності впровадження автоматизації
системи теплоопалювання
6.1.1. Розрахунок вартості засобів автоматизації
Таблиця 6.1.
№ п/п Назва обладнання Одиниці виміру Кількість Ціна, грн Вартість, грн
1. Котли газові в комплекті Шт. 3 33799,4 101398,2
2. Блоки контролю, регулювання та сигналізації (КОТ БУС) Шт. 3 9534
28602
Разом – – – 130000,2
6.1.2. Розрахунок витрат на монтажні матеріали
Таблиця 6.2.
№ п/п Назва Одиниці виміру Кількість Ціна, грн Вартість, грн
1. Кабель м 225 8 1800
2. Ізоляційна стрічка м 50 0,20 10
3. Лотки м 94 9 848
Разом – – – 2658
6.1.3. Розрахунок амортизації і витрати на поточний ремонт
Таблиця 6.3.
№ п/п Назва Вартість, грн Амортизація Поточний ремонт
% Сума, грн % Сума, грн
1. Вартість засобів автоматизації 130000,2 10 13000,02 30 39000,06
6.1.4. Розрахунок заробітної плати робітників, зайнятих встановленням
автоматизації
Оскільки найнятим робітникам оплата праці нараховується по контрактній
системі, то розрахунки по нарахуванню оплати праці відсутні. По
контракту оплата праці становить 2200 грн.
6.1.4.1. Розрахунок відрахування на соціальне страхування
Суму відрахування на соціальне страхування слід врахувати, виходячи із
ставки 37,5 % від фонду оплата праці, що становить:
2200*0,375=825 (грн) (6.1.)
6.1.5. Розрахунок загально виробничих витрат
Загально виробничі витрати, пов’язані з обслуговуванням виробництва, по
даних підприємств приймаються в розмірі 30 – 40 % від фонду оплати
праці.
ЗВВ=2200*0,4=880 (грн) (6.2.)
6.1.6 Розрахунок суми витрат на автоматизацію
Таблиця 6.6.
№ п/п Назва витрати Сума, грн
1. Вартість засобів автоматизації 130000,2
2. Монтажні матеріали 2658
3. Витрати на поточний ремонт 39000,06
4. Амортизація засобів автоматизації 13000,02
5. Зарплата 2200
6. Відрахування на соцстрах 825
7. Загальновиробничі витрати 880
8. Інші витрати (3 % П1/7) 5656,9
Разом 194220,18
6.1.7. Розрахунок економії від впровадження автоматизації
В загальному випадку автоматизація виробництва може привести до
наступних результатів:
до економії прямих витрат праці – зменшення чисельності обслуговуючого
персоналу;
до росту продуктивності праці, збільшення обсягу виробництва продукції,
покращення її якості;
до покращення умов праці – звільнення персоналу від стомлюючої або
тяжкої фізичної праці та роботи в небезпечних або шкідливих для здоров’я
умовах;
до спрощення технологічної схеми, зменшення витрат на виробництво.
6.1.8. Розрахунок вартості електроенергії
Таблиця 6.7.
№ п/п Назва Одиниці виміру Кількість Ціна, грн Вартість, грн
1 Електроенергія силова (до впровадження автоматизації) кВт/год 740000
0,45 333000
2 Електроенергія силова (після впровадження автоматизації) кВт/год
550000 0,45 247500
3. Економія по витраті електроенергії – – – 85500
До впровадження автоматизації котельня споживала 740000 кВт за рік, що
коштує:
740000 ? 0,45=333000 (грн.) (6.3.)
В результаті впровадження автоматизації котельня споживає 550000 кВт за
рік, що коштує:
550000 * 0,45 = 247500 (грн.) (6.4.)
Економія по витраті електроенергії:
333000– 247500 = 85500 (грн.) (6.5.)
6.1.9. Розрахунок вартості газу
Таблиця 6.7.
№ п/п Назва Одиниці виміру Кількість Ціна, грн Вартість, грн
1 Витрата газу (до впровадження автоматизації) м3 1411200 1,356
1913587,2
2. Витрата газу (після впровадження автоматизації) м3 1035800 1,356
1404544,8
3. Економія витрати газу – – – 509042,4
До впровадження автоматизації котельня споживала 1411200 м3 газу за рік,
що становить:
1411200*1,356=1913587,2 (грн.) (6.6.)
Після впровадження автоматизації котельня споживатиме 1035800 м3 газу за
рік, що становить:
1035800*1,356=1404544,8 (грн.) (6.7.)
Економія витрати газу:
1913587,2 -1404544,8 =509042,4 (грн.) (6.8.)
6.1.10. Розрахунок фонду оплати праці
Чисельність працівників до автоматизації становила 5 чоловік, а в
результаті впровадження засобів автоматизації достатньо 3-ох чоловік.
Отже досягається економія по фонду заробітної плати і по сумі
відрахувань на соціальне страхування.
Розрахуємо річний фонд оплати праці працівників до автоматизації. По
даних підприємства середньомісячна зарплата одного працівника становить
580 грн. Отже,
5 * 580 * 12 = 34800 (грн.) (6.9.)
Річний фонд оплати праці після автоматизації становить
3 * 580 * 12 = 20880 (грн.) (6.10.)
Економія по фонду оплати праці:
34800 – 20880 = 13920 (грн.) (6.10.)
Відрахування на соціальне страхування:
до автоматизації:
34800 * 0,375 = 13050 (грн.) (6.11.)
після автоматизації:
20880 * 0,375 = 7830 (грн.) (6.12.)
Економія по фонду витрат на соціальне страхування:
13050 – 7830 = 5220 (грн.) (6.13.)
Загальна сума економії:
5220+13920+62700+253170,4=335010,4 (грн.) (6.14.)
6.1.11. Розрахунок економічної ефективності від впровадження
автоматизації
6.1.12. Термін окупності визначається по формулі:
, (6.15.)
де В – витрати на автоматизацію, грн. (табл. 6.1.3);
Е – сума економії, досягнутої за рахунок автоматизації, грн.;
6.1.13. Коефіцієнт економічної ефективності визначають по формулі:
(6.16.)
6.1.14. Висновок про економічну доцільність проекту автоматизації
В результаті автоматизації модульної котельні впроваджено засоби
автоматизації, які спростили процес виготовлення теплової енергії і
зробили його більш простим та економічним.
В результаті вивільнення двох працівників досягнуто економії по фонду
заробітної плати.
Порівнюючи фактичний термін окупності витрат на автоматизацію 0,58 з
нормативним 6,7 років і коефіцієнт економічної ефективності 1,79 з
нормативним 0,15 можна зробити висновок, що даний проект автоматизації є
економічно вигідним і доцільним, тим більше в даний час стрімкого росту
цін на енергетичні ресурси.
36 ДП.5.092503.01.224.ПЗ
PAGE 5 – PAGE 5 -77 3- PAGE 5 –
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Зм.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
