Специальная часть

Выбор регулируемых параметров

Паровой котёл Еп-670 предназначен для выработки насыщенного и подогретого пара, который идет на технические нужды промышленных предприятий.

Объектом управления является котельная установка, состоящая из:

• водяного экономайзера
• барабана котла
• восьми горелок
• двух дутьевых вентиляторов
• двух дымососов
• пароперегревателя

Показателем эффективности является качество пара, вырабатываемого котлом, т.е. его температура, давление и количество.

Цель управления – получение пара с заданными параметрами: температура 540 ºС, давление 13МПа, расход 670 т/ч.

В объект управления поступают внешние и внутренние возмущающие воздействия. Внешние возмущающие воздействия возникают вследствие изменения входных параметров, а также параметров окружающей среды. Одним из важнейших параметров, которые могут привести к изменению протекания процесса, являются изменение расхода воды, топлива, температура питательной воды, давления топлива, давления и температуры воздуха.

К внутренним возмущающим воздействиям относятся загрязнение и коррозия внутри самого аппарата.

Для достижения цели управления и ликвидации возмущающих воздействий регулируют:

• Давление пара в барабане котла с воздействием на подачу топлива.
• Разрежение в топке с воздействием на направляющий аппарат дымососа.
• Соотношение расхода топлива и давления воздуха с воздействием на направляющий аппарат вентилятора.
• Уровень в барабане котла с воздействием на подачу питательной воды.

Выбор контролируемых, сигнализируемых параметров и параметров защиты и блокировки.

Контролю подлежат все те параметры, знание текущих значений которых обеспечивает пуск, наладку и ведение технологического процесса. К таким параметрам относят регулируемые величины, нерегулируемые внутренние параметры, входные и выходные параметры, при изменении которых в объект могут поступать возмущающие воздействия, все параметры, изменение которых может привести к аварии или нарушению технологического процесса.

Контролируют:

• температуру прямой 105^оС и обратной 70^оС воды;
• температуру дымовых газов 180^оС;
• давление газа 68 кПА;
• давление воздуха перед горелками 1,1 кПА;
• разрежение в топке – 0,028 МПА;
• давление в прямом 1.25 МПА и обратном 1.16 Мпа трубопроводе;
• расход топлива 1440 м3/ч;
• расход прямой воды 2140т/ч
• давление газа перед горелками 8,8 кПа;
• контроль наличия пламени;
• содержании СО и СН4 в помещении;

Сигнализируют:

• Давление воздуха перед горелками
• Погасание факела на горелках
• Содержание СО и СН4 в помещении
• Давление прямой и обратной воды
• Давление газа

В соответствии с "Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления предусматривается ряд технологических защит и блокировок."

Защиты, действующие на остановку котла

• Понижение давления обратной воды
• Погасание факела в топке;
• Отключение дымососа;
• Отключение дутьевого вентилятора;
• Понижение давления газа.

Защиты, действующие на отключение подачи топлива к котлу или горелке

• Невоспламенение или погасание факела любой горелки растопочной группы при растопке котла без ПЗК у газовых горелок.
• Невоспламенение или погасание факела всех газовых горелок, оснащённых ПЗК и ЗЗУ при растопке котла.
• Невоспламенение или погасание факела газовой горелки, оснащённой ПЗК и ЗЗУ.
• Превышение концентрации СО и СН4 ПДК р.з.

Блокировки

• Запрет подачи топлива к котлу при не закрытии хотя бы одного устройства с электроприводом при подводе этого топлива перед горелкой.
• Запрет розжига любой газовой горелки, не относящейся к растопочной группе, и все горелки растопочной группы не будут включены в работу – для котлов без ПЗК у газовых горелок.
• Прекращение и запрет подачи топлива в горелку в случае полного закрытия шибера в подводе воздуха к этой горелке.
• Запрет подачи топлива в горелку при отсутствии факела запального устройства этой горелки.
• Запрет подачи топлива в горелку при наличии ложного сигнала от датчика факела горелки.
• Запрет открытия второго запорного устройства по ходу топлива перед горелкой при неоткрытом первом.
• Блокировка запорного устройства на трубопроводе безопасности газовой горелки.

Технические условия на выполнение технологических защит и блокировок

• Защиты, действующие на остановку котла
• Погасание факела в топке
• Факел в топке контролируется на водогрейных котлах одним комплектом приборов.

Защита срабатывает, если все приборы, контролирующие факел в топке, зафиксировали его погасание. Она вводится автоматически, если все приборы контроля факела показали о наличие и выполнено одно из следующих условий:

1. При растопке на газе котлов, газовые горелки которых оснащены ПЗК и ЗЗУ – расход газа составляет 35% номинального.
2. При растопке на газе котлов, газовые горелки которых не оснащены ПЗК, открыты вторые запорные устройства на газе ко всем горелкам растопочной группы.

На газовых и газомазутных котлах, оснащённых ПЗК и ЗЗУ, с количеством горелок менее 8 допускается выполнение защиты с контролем факела каждой горелки. Защита срабатывает при погасании факела всех горелок и действует на останов котла. Защита вводится в начале растопки и выводится при остановке котла. При этом защита «Невоспламенение при растопке» не выполняется.

- Отключение дымососа

Защита срабатывает при отключении выключателя электродвигателя дымососа и действует на останов котла. Вводится автоматически при начале растопки и выводится при остановке котла или срабатывании защиты «Невоспламенение при растопке».

- Понижение давления газа

На действующих водогрейных котлах защита выполняется с одним датчиком. На вновь проектируемых котлах количество и схема включения датчиков определяется заводом. Давление контролируется за регулирующим

клапаном на общем подводе газа к котлу. На котлах, работающих под наддувом, контролируется разность давлений: газа за регулирующим клапаном на общем подводе к котлу и дымовых газов в топке.

На котлах сжигающих, несколько видов топлива, защита действует на отключение подачи газа:

• закрытие задвижки и предохранительно-запорного клапана на подводе газа к котлу;
• закрытие запорных устройств на подводе газа к каждой горелке;
• открытие запорного устройства на трубопроводе безопасности каждой горелки.

Кроме того, если газ является преобладающим топливом, защита действует на останов котла. Действие защиты на останов котла вводится автоматически на газовых котлах – при начале растопки.

Выбор системы приборов.

Построение государственной системы приборов (ГСП) основано на применении определённых системно-технических принципов, позволяющих решать проблему обеспечения техническими средствами разнообразных систем контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Одна их важнейших задач, решаемых ГСП, состоит в создании ограниченной номенклатуры унифицированных устройств, способных максимально удовлетворить потребности народного хозяйства.

ГСП представляет собой нормализованный ряд унифицированных блоков, приборов и узлов, составленных из минимального числа блок-модулей, на основе которых строится любое устройство, входящее в ГСП.

ГСП предусматривает преобразование измеряемых параметров (температуры, давления и тому подобных) в единую форму информации, удобную для передачи на расстояние. Основные требования к изделиям ГСП, обеспечивающие их совместимость в автоматизированных системах управления указаны в государственных и отраслевых стандартах.

В ГСП нормируются также метрологические характеристики изделий: виды погрешностей, методы нормирования погрешностей отдельных устройств, классы точности и методы аттестации.

Устройства ГСП по роду вспомогательной энергии носителя сигнала в канале связи, применяемой для приёма и передачи команд управления делятся на: электрические, пневматические и гидравлические.

Устройства, питающиеся при эксплуатации энергией одного вида, образуют единую структурную группу в ГСП или ветвь ГСП.

В данном случае применена электрическая ветвь ГСП за счёт следующих преимуществ:

электроника придаёт системе высокую чувствительность связей, точность, быстродействие, дальность связи, обеспечивает высокую схемную конструктивную унификацию приборов.

Выбор конкретных типов и модификаций приборов.

Первый контур осуществляет контроль температуры пара на выходе из барабана котла 540, с помощью технического стеклянного термометра типа ТТП-85-260-103, с ценой деления шкалы 5ºС, с длиной верхней части 260мм и длиной нижней части 103мм, с пределом измерения 700 ºС.

Контроль температуры в трубопроводе питательной воды идущей к барабану котла 250ºС с помощью технического стеклянного термометра типа ТТМ-62-260-103, с ценой деления шкалы 2ºС, длиной верхней части 260мм и длиной нижней части 103мм, с пределом измерения 350 ºС.

Контроль температуры дымовых газов 280ºС, осуществляется с помощью технического стеклянного термометра типа ТТМ-85-260-103, с ценой деления шкалы 5ºС, с длиной верхней части шкалы 260мм и длиной нижней части 103мм, с пределом измерения 350ºС.

Четвёртый контур осуществляет многоточечный контроль температуры воздуха 30ºС с помощью комплекта приборов, в который входят: термопреобразователь сопротивления медный – ТСМ 0193-01-160, НСХ 50М с длинной монтажной части 160мм; контроль температуры питательной воды 145ºС с помощью комплекта приборов, в который входят: термопреобразователь сопротивления медный - ТСМ 0193-01-250, НСХ 100М с длинной монтажной части 250мм; контроль температуры пара на выходе из котла 280ºС с помощью комплекта приборов, в который входят: термопреобразователь сопротивления платиновый – ТСП 0193-01-250, НСХ 100П с длинной монтажной части 250мм и прибор аналоговый -А100Н-2221, выходной сигнал по первому каналу от 0 до 50ºС, НСХ 50М, по второму от 0 до 200ºС, НСХ 100М, по третьему каналу от 0 до 400ºС, 100П, выходной сигнал от 4 до 20мА, с классом точности 0,5.

Контроль давления пара в барабане котла 13 МПа, производится с помощью манометра показывающего типа МП-И-У-16-1, с пределом измерения 16 МПа, классом точности 1,0.

Контроль давления воздуха перед горелками 2,6 КПа, осуществляется с помощью манометра показывающего МП-И-У-4-1, с пределом измерения 4 КПа, классом точности 1,5.

Контроль и сигнализация разрежения в топке - 0,04 КПа, осуществляется с помощью датчика-реле давления типа ДНТ1, с пределом измерения –0,1 - 0 - +0,1 КПа, классом точности 1,5.

Контроль и сигнализация давления газа 0,02МПа, осуществляется с помощью датчика-реле напора типа ДЕ 57-2, с пределом измерения 0,4 - 40 КПа, классом точности 1,5.

Контроль и сигнализация давления воздуха 2,6 КПа, осуществляется с помощью датчика-реле напора типа ДЕ 57-2, с пределом измерения 0,6 - 6 КПа, классом точности 1,5.

Контур контроля и регулирования давления пара в барабане котла 13 МПа, осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: датчик избыточного давления   Метран - 43 ДИ, модель 3163, с пределом измерения 16 МПа, классом точности 0,5, выходной сигнал от 0 до 5 мА; миллиамперметр показывающий ДИСК-250, модель 1021, предел измерения 10 МПа, классом точности 0,5, выходной сигнал от 0 до 5 мА: прибор регулирующий РC29.1.42; усилитель мощности трёхпозиционный У29.3.; механизм электрический однооборотный МЭО-100; клапан регулирующий 25С52НЖ, установленный на трубопроводе газа.

Контур контроля и регулирования разрежения в топке -0,04 КПа, осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: датчик давления разрежения Метран - 22 ДИВ, с пределом измерения 0,125 КПа, классом точности 0,5, выходной сигнал от 0 до 5 мА; миллиамперметр самопишущий ДИСК-250, модель 1021, с пределом измерения 0,125 КПа, классом точности 0,5, выходной сигнал от 0 до 5 мА; прибор регулирующий РC29.1.42; усилитель мощности трёхпозиционный У29.3.; механизм электрический однооборотный МЭО-100, воздействующий на направляющий аппарат дымососа.

Контур контроля и регулирования соотношения давления воздуха 2.6 КПа, и расхода газа 27000м3/ч.

Контроль давления воздуха 2.6 КПа осуществляется комплектом приборов, в который входят: датчик избыточного давления Метран-22 ДИ, модель 2020, с пределом измерения 6 КПа, классом точности 0,5; миллиамперметр показывающий самопишущий Диск-250, модель1021, предел измерения от 0 до 6 КПа, классом точности 0,5. Контроль расхода газа осуществляется комплектом приборов, в который входят: диафрагма камерная стандартная – ДКС 0,6-300; датчик измерения перепада давления Метран-43ФДД, модель 3494, с пределом измерения 0,6МПа, классом точности 0,5; миллиамперметр показывающий самопишущий Диск -250ДД, модель 1041, с пределом измерения от 0 до 32000м3/ч, классом точности 0,5; прибор регулирующий РС29.1.42; усилитель мощности трёхпозиционный У29.3.; механизм электрический однооборотный МЭО-100, воздействующий на направляющий аппарат вентилятора.

Контур контроля расхода пара 670т/ч, осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: диафрагма камерная стандартная ДКС10-400; сосуд конденсационный СК-10-1-Б; преобразователь перепада давления Метран-43ФДД, модель 3494, с пределом измерения 4 МПа, классом точности 0,5; миллиамперметр показывающий самопишущий Диск – 250ДД, модель 1041, с пределом   измерения от 0 до 670 т/ч, классом точности 0,5.

Контур контроля и регулирования уровня воды в барабане котла-315-0-+315, осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: сосуд уравнительный СУ-6.3-2-Б; датчик перепада давления Метран-43ФДД, модель 3494, с пределом измерения 6.3 кПа, классом точности 0,5; миллиамперметр показывающий самопишущий Диск-250, модель 1021, с пределом измерения от 0 до 100%, классом точности 0,5; прибор регулирующий РС29.1.42.; усилитель мощности трёхпозиционный У29.3.;

механизм электрический однооборотный МЭО-100; клапан регулирующий 25Ч32НЖ, установленный на трубопроводе питательной воды.

Контур контроля и сигнализации уровня воды в барабане котла -315-0-+315, осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: сосуд уравнительный СУ-6.3-2-Б, показывающий дифференциальный сильфонный манометр ДСП-4Сг-М1, с пределом измерения -315-0-+315мм, классом точности 1,5.

Контур контроля пламени, осуществляется прибором контроля пламени состоящим из управляющего прибора Ф34.2 и фотодатчика низкочастотного ФД4.

Контроль содержания СО в помещении обеспечивает газоанализатор СОУ-1.

Контур контроля расхода питательной воды 670 т/ч.осуществляется с помощью комплекта приборов, в который входят: диафрагма камерная стандартная ДКС10-150; сосуд конденсационный СК-10-1-Б; преобразователь перепада давления Метран-43ФДД, модель 3494, с пределом измерения 63 кПа, классом точности 0,5; миллиамперметр показывающий самопишущий Диск – 250ДД, модель 1041, с пределом   измерения от 0 до 670 т/ч., классом точности 0,5.<