5. Контрольные вопросы :

1 Краткое описание процесса котельной установки.

2 Перечислить регулируемые параметры котельной установки

3 Перечислить сигнализируемые параметры

4 Перечислить контролируемые параметры

5 Контур регулирования давления пара на выходе из барабана

6 Контур регулирования уровня питательной воды в барабане котла

7 Контур регулирования разряжения в топке котла

8 Указать по всем контурам регулирования каналы внесения регулирующих воздействий

9 Условия, при которых прекращается подача топлива к горелкам котла

10 Параметры важные для ведения технологического процесса, которые только контролируются.

3.6 Литература:

1 Комягин А.Ф. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП газонефтепроводов, М., Недра, 1983.

2 Певзнер В.Б. Основы автоматизации нефтегазопроводов и нефтебаз, М., Недра, 1975.

3 Клюев А.С. Автоматическое регулирование, М., Недра, 1986.

4 Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов, М., Энергия, 1980.

5 Озол П.Г. Автоматизация компрессорных станций с электроприводными газоперекачивающими агрегатами, Л., Недра, 1981.

6 Дубровский В.В. Справочник по автоматизации в газовой промышленности, М., Недра, 1990.

7 Технологический регламент УКПГ-1АС.

8 ГОСТ 3925-59 Автоматизация технологических процессов

9 ГОСТ 21.404-85 Автоматизация технологических процессов

Методические указания

к выполнению

практической работы № 4

4.1 Тема: Изучение функциональной схемы автоматизации котельной

установки

4.2 Цель: Изучить технологический процесс котельной установки, функциональную схему автоматизации котельной установки. Выбрать контролируемые, сигнализируемые и регулируемые параметры. Построить контуры регулирования в схемах

3. Ход работы

1 Ознакомиться с теоретическими положениями, приведенными в данной работе.

2 Оформить отчет. Отчет должен содержать:

• тему;

• цель;

• функциональную схему автоматизации котельной установки в соответствии с ГОСТ 21.404-85 Автоматизация технологических процессов. Условные обозначения. Приборы и средства автоматизации.

• описание технологического процесса;

• описание функциональной схемы;

• перечень контролируемых, сигнализируемых и регулируемых параметров;

• контуры регулирования в схеме автоматизации котельной установки;

• вывод.

4.4 Теоретические положения:

Описание технологического процесса (рисунок 4.1)

Газ от газораспределительного пункта поступает в топку котла 1, где сгорает, выделяя соответствующее количество тепла. Воздух, необходимый для горения топлива, нагнетается дутьевым вентилятором VI и воздухоподогревателем V, распо­ложенным в последнем газоходе котла. Воздухоподогреватель, воспринимая тепло отходящих газов и передавая его воздуху, во-первых, уменьшает потерю тепла с отходящими газами, во-вторых, улучшает условия сгорания топлива за счет подачи подогретого воздуха в топку котла.

Часть тепла в топке отдается от испарительной поверхно­сти котла экрану II, закрывающему стенки топки. Непрерывно циркулирующая в экране вода образует пароводяную смесь, которая отводится в барабан котла ///. В барабане пар отде­ляется от воды; получается так называемый насыщенный пар, поступающий в главную паровую магистраль. Выходящие из топки дымовые газы омывают змеевиковый водяной экономай­зер IV, в котором подогревается питательная вода. Подогрев воды в экономайзере целесообразен с точки зрения экономии топлива.

После экономайзера отходящие газы омывают воздухопо­догреватель V и отсасываются дымососом VII в атмосферу.

Описание функциональной схемы автоматизации парокотельной установки с помощью регуляторов системы «Кристалл»

Функциональная схема автоматизации парокотельной установки с помощью регуляторов системы «Кристалл» изображена на рисунке 4.1

Система «Кристалл» обеспечивает регулирование давления пара 3, 4, уровня питательной воды в барабане котла 6, 7 и разрежения в топке котла 10, 16. Для регулирования давления пара импульс от датчика давления с индукционной передачей 46 воспринимается элек­тронным усилителем. Его выход преобразуется в электрогид­равлическом преобразователе 36 в гидравлический сигнал, управляющий поршневым механизмом За, который изменяет положение регулирующей заслонки (шибера) на линии подачи газа в топку котла. В регуляторе давления предусмотрен меха­низм изодромной обратной связи 4в, действующий в зависи­мости от линейного перемещения штока исполнительного ме­ханизма.

Действие регулятора давления обеспечивает соответствие между потреблением пара и паропроизводительностью котла. Так как условием этого соответствия является постоянство дав­ления пара в барабане котла, то подача топлива в топку, определяющая паропроизводительность, должна изменяться в зависимости от давления пара таким образом, чтобы давление в барабане котла оставалось неизменным. Необходимость изо­дромной обратной связи в регуляторе давления пара определяется большой инерционностью топочного устройства, вызы­вающего запаздывания в контуре регулирования.

Регулирование питания парового котла должно обеспечи­вать поддерживание в заданных пределах уровня воды в барабане и тем самым сохранять соответствие между подачей воды в котел и его паропроизводительностью. Уровень воды в котле измеряется дифференциальным манометром 76 с индукцион­ной передачей, подключенной к котлу через разделительныйсосуд 7а. Импульс от дифманометра аналогично регулятору давления пара передается на электронный усилитель 7в, да­лее на электрогидропреобразователь 66, который управляет регулирующим органом на линии подачи питательной воды в котел. Перемещение штока исполнительного механизма вы­зывает срабатывание устройства обратной связи, подающего сигнал изодромной обратной связи на вход усилителя.

Регулирование разрежения в топке котла сводится к под­держанию в топке постоянного разрежения, измеряемого тяго­мером с электрическим выходом 106. Выходной сигнал усили­вается в усилителе 10в, преобразуется в электрогидропреобра-зователе 166 в гидравлический, который с помощью исполни­тельного механизма 16а изменяет положение направляющего аппарата дымососа VII. Обратная связь в регуляторе разре­жения не предусматривается.

Кроме рассмотренных регуляторов, в схеме автоматизации котла предусматривается установка приборов, подающих команду на прекращение подачи топлива к„ горелкам котла при следующих условиях: повышении давления в котле сверх допустимого 9, понижении уровня воды в котле 8; понижении или повышении давления в линии подачи топлива к горелкам котла 5; уменьшении давления воздуха в горелках //; пога­сании или отрыве пламени горелок или запальников 14.

Линия подачи топлива перекрывается электромагнитными клапанами 1, 2 при срабатывании приборов, контролирующих указанные величины. Срабатывание приборов защиты сопровождается световой и звуковой сигнализацией. Параметры, важные для ведения процесса котельной установки, контролируются с помощью по­казывающих приборов, установленных непосредственно у котла или на щите управления. К ним относятся приборы измерения разрежения дымовых газов и температуры отходящих газов до и после водяного экономайзера 13, 15, измерения содержа­ния СО₂ в отходящих газах 12.

Описание средств автоматизации.

В таблицах 4.1, 4.2, 4.3 приведены условные обозначения приборов и устройств в соответствии с ГОСТ 3925-59.

Таблица 4.1 – Условное изображение приборов

В верхней половине изображения прибора вписываются обозначения контролируемых и регулируемых технологических величин. Эти обозначения для распространенных величин приведены ниже:

Температура ................................. t

Давление, разрежение, вакуум........ р

Расход или количество..................... G

Уровень ......................................... H

Частота вращения............................. п

Плотность .................................... ρ

Вязкость ........................................ μ

Концентрация .............................. С

Положение регулирующего органа .... S

Вибрация............................................. f

Разность значения двух величин (приращение) Δ

Буквенные обозначения, характеризующие функциональные признаки приборов — показывающий, самопишущий, интегрирующий и т. д., вписываются в нижнюю половину изображения приборов и регуляторов. Если прибор выполняет несколько функций, то в его изображение вписывают несколько знаков. Ниже представлены обозначения приборов по функциональному признаку:

Показывающий ..................П

Самопишущий.................... С

Интегрирующий................ И

Сигнализирующий............ Сг

Измеряющий ................. Им

Суммирующий (алгебраическая сумма)..... См

Отрабатывающий соотношение ………… Со

Усиливающий................................................. Ус

Преобразовывающий ................................. Пр

Статический..................................................... Ст

Астатический.................................................... Ас

Изодромный...................................................... Из

Дифференцирующий........................................ Дф

Позиционный..................................................... Пз

Задающий............................................................ Зд

Программный...................................................... Пг

Следящий............................................................. Сл

Обегающий (поисковая система) ................. Об

Вид дистанционной передачи указывается в прямоугольнике, расположенном под изображением прибора. Способы изображения представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Условное изображение способов передачи дистанционного воздействия

Для датчиков и исполнительных органов, устанавливаемых непосредственно в соответствующих точках технологической схемы, приняты условные изображения, приведенные в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Условное изображение приемных устройств, исполнительных механизмов и регулирующих органов