Дипломная работа: Автоматизация редукционно–охладительной установки
Полная автоматизация – высшая ступень, при которой автоматизируются все основные и вспомогательные участки производства,включая систему управления и контроля. Управление и контроль автоматически с помощью вычислительных машин или специализированных автоматических устройств. Функции человека при полной автоматизации сводятся к наблюдению за работой оборудования и устранению возникающих неисправностей.
Хабаровская ТЭЦ 1 по уровню автоматизации относится к частичной.
Все процессы, которые человек не может выполнить (определить температуры пара, давления пара, расход пара и.т.д.) выполняются автоматическими устройствами, функции человека при этом сводятся к наблюдению, контролем и корректированию параметров технологического процесса.
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Технология производства. Описание технологического процесса участка производства
Редукционно–охладительная установка (РОУ) служит для понижения давления и температуры острого пара, вырабатываемого котлоагрегатами. С помощью РОУ резервируются промышленные и теплофикационные отборы паровых турбин, осуществляется связь между общими паропроводами паровых котлов высокого и среднего давления, редуцируется пар низких параметров во время растопки котлоагрегатов. Так на Хабаровской ТЭЦ 1 имеется пять РОУ 100/10 – 13 ата и три РОУ 140/10 – 16 ата, пар от которых подаётся в промколлектор. С промколлектора пар поступает на производство и на пиковые бойлера. РОУ 100/35 ата № 1, 2 служат для снабжения паром МЖК. С атмосферной РОУ 100/1,2 – 2,5 ата пар подаётся в теплофикационный коллектор. С теплофикационного коллектора пар поступает в основные бойлера и ПСГ № 1, 2. Растопочная РОУ 100/1,2 – 2,5 ата № 1 используется при растопке котлов ст. №1 – 8. Растопочные РОУ 140/1,2 – 2,5 ата № 2, 3 используются при растопке котлов ст. № 9 – 16. Пар с этих РОУ поступает в теплофикационный коллектор.
Для автоматизации выбирается РОУ 100/35 служащая для подачи пара на МЖК. Острый пар подаётся с температурой лежащей в пределах 280 С – 320 С и давлением лежащим в пределах 32 кгс/см² – 35 кгс/см². Пределы температуры и давления зависят от того какими нужны потребителю для нормального хода технологического процесса. Острый пар проходя через дроссельный клапан шиберного типа и решётки в пароохладителе дросселируется. Многоступенчатое дросселирование (в клапане и решётках) снижает уровень шума при расширении пара. Расход пара изменяется с помощью дроссельного клапана, аналогичного по конструкции регулирующему клапану. В пароохладитель впрыскивается вода через форсунки, за счёт её испарения происходит охлаждение пара. Питательная вода с давлением 35 кгс/см подаётся от питательных насосов (ЭПН). Регулятор получает сигнал по температуре или давлению редуцированного пара от термопары или Сапфира. При повышении температуры или давления от заданного значения, исполнительный механизм перемещает регулирующий клапан в сторону открытия до тех пор, пока температура или давление редуцированного пара не станет равной заданному значению. При понижении температуры или давления редуцированного пара, регулирующий клапан перемещается в сторону закрытия, до тех пор пока температура или давление редуцированного пара не станет равным заданному значению. Регулирование расхода воды осуществляется с помощью клапана постоянного расхода, независимо от фактической производительности редукционно–охладительной установки к клапану подводится постоянное количество воды. В клапане поток разветвляется на два потока, один из которых поступает на впрыск, а второй на слив. Перераспределение воды между впрыском и сливом осуществляется за счёт перемещения распределительного клапана, необходимость такого устройства поясняется примером: в РОУ с начальным давлением р1 = 12,75 кгс/см² и конечным давлением р2 = 1,27 кгс/см² вода на впрыск подаётся от питательного насоса и имеет давление рп.н. = 18кгс/см². Фактически перед клапаном давление воды должно составлять рв = 3 кгс/см² ( с учётом потерь давления в форсунках). Избыток давления р = рп.н. – рв = 15 кгс/см² теряется в дроссельном устройстве. Чтобы перепад давления на дросселе был одинаковым и не зависел от производительности редукционно–охладительной установки, необходимо иметь постоянный расход воды через дроссельное устройство. Именно это и достигается при установке клапана постоянного расхода.
Редукционно–охладительная установка устанавливается для растопки котла, резервирования производственных отборов турбин и при отсутствии других источников пара требуемых параметров. В блочных схемах редукционно–охладительная установка используется не только при пусках блока, но и при сбросах нагрузки. Редукционно–охладительная установка с быстрым включением в работу называются быстро включающимися.
2.2 Выбор параметров, подлежащих контролю и регулированию
Основная задача управления процесса снижения давления и температуры состоит в стабилизации режима работы котла и турбин при оптимизации производительности котла и турбин и расхода топливно-энергетических ресурсов. Процесс снижения давления и температуры подвержен влиянию многих факторов. Главными являются: давление пара, температура пара, расход пара. Контроль давления острого и редуцированного пара, а также регулирование давления редуцированного пара необходимы, так как при изменении этих параметров может привести к нарушению технологического процесса и привести к аварийной ситуации. Контроль температуры острого и редуцированного пара, а также регулирование температуры редуцированного пара необходимы, так как при изменении этих параметров может привести к нарушению технологического процесса. Контроль расхода редуцированного пара необходим, для норм расхода потребителя.
Таблица 1-Перечень технологических параметров подлежащих контролю и регулированию
|
Наименование измеряемой величин | Наименование значения параметра | Тип преобразователя | Место отбора |
Среда воздействия |
| Регулирование температуры редуцированного пара | 280 - 320˚С | Термопара ТХК | Паропровод | Пар |
| Регулирование давления редуцированного пара | 32 - 35 кгс/см² | Сапфир 22 М-ДИ | Паропровод | Пар |
| Контроль давления острого пара | 100 кгс/см² | Сапфир 22 М-ДИ | Паропровод | Пар |
| Контроль температуры острого пара | 535˚С | Термопара ТХА | Паропровод | Пар |
| Контроль давления редуцированного пара | 32 - 35 кгс/см² | Сапфир 22 М-ДИ | Паропровод | Пар |
| Контроль расхода редуцированного пара | 16 т/ч |
Сужающее устройство ДК-100 Диффманометр ДМ 3583М | Паропровод | Пар |
| Контроль температуры редуцированного пара | 280 - 320˚С | Термопара ТХК | Паропровод | Пар |
3. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
3.1 Обоснование выбора первичных устройств и приборов контроля
3.1.1 Контроль давления острого пара
В качестве первичного прибора для контроля давления острого пара используется тензопреобразователь «Сапфир 22 М-ДИ». Тензопреобразователь предназначен для измерения давления и преобразования его в унифицированный токовый сигнал. Сапфир имеет чувствительную металлическую мембрану, сверху которой припаяна сапфировая мембрана на поверхности которой размещены тензорезисторы, образующие мостовую измерительную схему, напряжение разбаланса подаётся на вход усилителя. При деформации двухслойной мембраны изменяется сопротивление тензорезисторов.
Таблица 2-Техническая характеристика «Сапфир 22 М-ДИ»
| Параметры прибора | Величина прибора |
| Предел измерения, кгс/см² | 0 - 150 |
| Питание, В | 36 |
| Класс точности | 1,5 |
| Условия эксплуатации : | |
| Влажность, % | 30 - 80 |
| Температура окружающей среды, ˚С | 20±2 |
| Масса, кг | 2,5 |
В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с унифицированным сигналом КСУ-1. Предназначен для измерения и записи давления, значение которого преобразовано в электрический унифицированный сигнал постоянного тока 4 – 20 mA, конструктивно прибор выполнен из отдельных модулей и блоков (модуль измерительной мостовой схемы, модуль реохорда, блок питания) соединённые между собой проводами.
Таблица 3-Техническая характеристика КСУ – 1
| Параметры прибора | Величина прибора |
| Предел измерения, кгс/см² | 0 - 150 |
| Питание, В | 220 |
| Потребляемая мощность, Вт | 30 |
| Класс точности | 1 |
| Условия эксплуатации : | |
| Влажность, % | 30 - 80 |
| Температура окружающей среды, ˚С | 20±2 |
| Масса, кг | не более 8 |
| Габариты, мм | 200х160х420 |
3.1.2 Контроль температуры острого пара
В качестве первичного прибора для контроля температуры острого пара используется термопара ТХК. Принцип работы основан на возникновение электродвижущей силы (ТЭДС) в цепи, составленной из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах соединения концов проводников. Возникновение ТЭДС связано с наличием в металлах свободных электронов. Так как плотность свободных электронов в различных металлических электродах неодинакова, электроны диффундируют из электрода с большей плотностью свободных электронов в электрод с меньшей плотностью свободных электронов. Диффузия свободных электронов будет тем больше, чем больше температура спаев.
Таблица 4-Техническая характеристика термопары ТХА
| Параметры прибора | Величина прибора |
| Предел измерения, ˚С | -50…600 |
| Градуировка | ХА |
| Конструкция головки | Защитная арматура без штуцера материал сталь ОХВ17. Материал головки алюминиевый сплав. |
| Длина монтажной части, мм | 300 - 2000 |
| Масса, кг | 3 - 5 |
В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с потенциометрической схемой КСП-2. Принцип действия основан на развитии термопарой ТЭДС которая компенсируется равным по величине, но обратным по знаку напряжения. Компенсатор состоит: 1 контур источник постоянного тока, резистор, сопротивление и реохорд; 2 контур нормальный элемент, нуль прибор; 3 контур термопара, нуль прибор, реохорд.
Таблица 5-Техническая характеристика КСП-2
| Параметры прибора | Величина прибора | |
| Предел измерения, ˚С | 0 - 600 | |
| Градуировка | ХА | |
| Класс точности | 0,5 | |
| Питание, В | 220 | |
| Параметры прибора | Величина прибора | |
| Условия эксплуатации: | ||
| Влажность, % | 30 - 80 | |
| Температура окружающей среды | 20±2 | |
| Масса, кг | не более 10 | |
| Габариты, мм | 320х240х400 | |