- •Лекционный материал
- •1 Введение. Типовая структура атк. Современное состояние и перспективы развития средств атк
- •1.1 Цель и задачи дисциплины
- •1.3 Типовая структура атк
- •1.5 Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности
- •2 Технические средства атк
- •2.1 Классификация технических средств атк
- •2.2 Типизация, унификация и агрегатирование средств атк
- •2.3 Информационные сети атк
- •3 Режимы работы технологического оборудования и электроприводов атк
- •4 Системы управления тк
- •5 Состав и свойства систем управления прокатными и кузнечно-прессовыми комплексами
- •6 Состав и свойства систем автоматизации вентиляторных установок
- •6.1 Общие сведения
- •6.3 Управление вентиляторным оборудованием
- •6.4 Основные положения по автоматизации управления проветриванием шахт и рудников
- •6.5 Основные требования к аппаратуре автоматизации управления вгп
- •6.6 Принцип работы аппаратуры уквг
- •7 Состав и свойства систем автоматизации насосных установок
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Основные задачи автоматизации водоотливных установок
- •7.5 Датчики и специальные реле автоматизации водоотлива
- •8 Атк машиностроения
- •8.1 Характеристика технологических комплексов
- •8.2 Автоматизированный робототехнический комплекс
- •8.3 Автоматизированный участок металлообработки
- •8.4 Системы чпу
- •9 Атк котельных установок
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Технологическая схема котельного агрегата
- •9.3 Автоматизация котельной установки
- •10 Атк конвейерных установок
- •10.1 Характеристика транспортного оборудования и электроприводов
- •10.2 Основные положения по автоматизации конвейерного транспорта
- •10.3 Датчики и аппараты автоматизации конвейерных линий
- •10.4 Асу непрерывными конвейерными линиями
- •11 Атк грузоподъемных установок
- •11.1 Общие сведения
- •11.2.1 Управление мостовой крановой установкой
- •11.4 Шахтные подъемные установки
- •12 Атк горнодобывающего производства
- •12.1 Характеристика технологических комплексов
- •12.2 Атк открытой разработки
- •12.3 Атк углеприема обогатительной фабрики
- •13 Атк металлургического производства
- •13.1 Основные типовые узлы регулирования
- •13.2 Автоматическое регулирование температуры в печи
- •13.3 Автоматическое регулирование соотношения топливо-воздух
- •13.4 Автоматизация кислородно-конвертерного процесса
- •13.5 Автоматизация непрерывной разливки стали
- •14 Атк городского хозяйства
- •14.1 Характеристика технологических комплексов
- •14.2 Система автоматизации насосной станции
- •14.3 Система автоматизации вентиляции и кондиционирования воздуха
- •14.4 Система автоматизации жизнеобеспечения жилого здания
- •15 Атк агропромышленного производства
- •15.1 Характеристика технологических комплексов
- •15.2 Атк технологической линии консервирования
9 Атк котельных установок
План лекции
1. Общие сведения
2. Технологическая схема котельного агрегата
3. Автоматизация котельной установки
9.1 Общие сведения
Развитие промышленности и средств автоматизации, расширение номенклатуры и повышение надежности выпускаемых приборов позволяют широко внедрять автоматическое управление оборудованием котельных. При этом повышается КПД котельных установок, облегчается труд эксплутационного персонала, сокращаются штаты сотрудников. Если учесть, что в котельных сжигается до 40 % добываемого в Казахстане твердого топлива, то экономический эффект от внедрения автоматизации очевиден.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки отличаются непрерывностью протекающих в них процессов. Выработка электрической и тепловой энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции в теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в теплоэнергетике.
Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:
а) процесс горения топлива;
б) процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой;
в) процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.
Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя. В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.
Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.
Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом, проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.
Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар; или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание.
Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.
Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.
Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Поскольку на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в котором для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=540 оС и давлении Р=100 атм. идет на технологические нужды.