Введение.

Выбор того или иного способа управления технологическим процессом во многом зависит от типа производственного процесса и структуры промышленного предприятия. Производственный процесс - совокупность процессов труда и естественных процессов, направленных на создание материальной продукции.

Производственный процесс может состоять из технологических операций различных типов: непрерывных, дискретных и др. Тот или иной тип технологического процесса определяет способ управления как основными, так и вспомогательными операциями и процессами объекта управления. Таким образом, целесообразность создания АСУ, глубину охвата производства средствами автоматизации, выбора структуры системы управления, алгоритмов ее функционирования и комплекс технических средств определяется в первую очередь типом классификации производства.

Улучшение динамических и энергетических показателей можно достигнуть, благодаря использованию микропроцессорных средств, позволяющих реализовать алгоритмы управления практически любой сложности. Наряду с этим, применение микропроцессорных средств упрощает выполнение функций диагностики и защиты, позволяет снизить габариты устройств управления, повысить их экономичность и технологичность.

1. Описание объекта управления.

В качестве объекта управления был выбран котёл паровой БКЗ 75 – 39 ГМА с естественной циркуляцией, который предназначен для получения пара с параметрами на выходе:

Р = 39 кгс/см и температурой t = 440 С при сжигании мазута марки М – 100 или природного газа.

Рис.1. Котельный агрегат.

1.Топочная камера.

2.Переходный газоход.

3.Опускная конвективная шахта.

4.Двухступенчатый пароперегреватель.

5.Водяной экономайзер.

6.Двухступенчатый воздухоподогреватель.

В котле происходит нагрев воды, её испарение и нагрев образовавшегося пара.

Котельный агрегат – однобарабанный, с естественной циркуляцией, с камерным сжиганием топлива, имеет П – образную компоновку (рис 1) и состоит из топочной камеры, переходного газохода и опускной конвективной шахты. Топочная камера котлоагрегата является восходящим ходом газа. В конвективной шахте установлен в рассечку двухступенчатый воздухоподогреватель и водяной экономайзер. В горизонтальном газоходе расположен двухступенчатый пароперегреватель, где пар достигает своих выходных параметров t = 440 С .

Между первой и второй ступенями пароперегревателя установлен пароохладитель впрыскивающего типа. Основное топливо – природный газ.

Основным элементом котла является барабан – паросборник, с внутренним диаметром 1500 мм.

К арматуре котла относится: воздухоуказательные приборы, задвижки, вентили, краны и предохранительные клапаны.

К гарнитуре котла относятся: каркас котла, лестницы, обмуровка, лазы и взрывные клапаны.

паропроизводительность

75 т/ч

давление в барабане

43 атм

давление перегретого пара

39 кгс/см2

температура перегретого пара

4400С

температура газов на выходе из топки:

- при работе на газе

12010С

- при работе на мазуте

11700С

температура питательной воды

1450С

объём топочной камеры

400,3 м3

глубина топки

5,14 м

ширина топки

5,9 м

высота топки

13,2 м

поверхность нагрева:

- экранов

211 м2

- пароперегревателя

560 м3

- водяного экономайзера

1070 м2

- воздухоподогревателя

2135 м2

водяной объём котла

23,7 м3

паровой объём котла

11,2 м3

топливо

природный газ

теплотворная способность

8400 ккал/нм3

метан

98 %

азот

1,6 %

углекислота

0,38 %

коэффициент избытка воздуха в топке

1,1

температура уходящих газов:

- при работе на газе

1360С

- при работе на мазуте

1860С

температура холодного воздуха

300С

температура горячего воздуха

2760С

потеря тепла с уходящими газами

4,629 %

потеря тепла с химическим недожогом

0,5 %

потеря тепла в окружающую среду

0,8 %

КПД брутто котла

94,071 %

Расчётный расход топлива

7600 м3/ч

Котел оборудован:

1.Трубопроводами топлива.

2.Эликтрифицированной арматурой, исполнительными механизмами и электродвигателями.

3.датчиками и приборами контроля теплотехнических параметров.

Исполнительные механизмы , датчики и приборы контроля теплотехнических параметров образуют согласно функциональной принадлежности и пространственного расположения, следующие технологические (функциональные) подсистемы котла:

1.топливопроводов и газовоздухоходов(ТГВ);

2.нижних газо-мазутных горелок при работе на газе (НГОР);

3.верхних газо-мазутных горелок при работе на газе (НГОР);

4.трубопроводов питательной воды и пара.

Состав и характеристика основного оборудования.

Топочная камера.

Топочная камера имеет призматическую форму с размерами в свету 5190*5900 мм. Стены топочной камеры полностью экранизированы трубами Æ 60*3 мм со следующими шагами: на задней и боковой стенках – 100 мм, на фронтовой – 150 мм. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров, два из них образуют вторую ступень испарения.

Водоподводящие трубы экранов выполнены из труб Æ 83*4 мм, коллекторы экранов из труб Æ219*16 мм. Контур фронтального экрана образован следующим образом: вода из барабана по 6 водоопускным не обогреваемым трубам поступает в коллектор экрана, подъем пароводяной смеси в барабан по 35 экранным трубам.

В контур заднего экрана вода поступает из барабана восемью водоопускным трубами в коллектор экрана, по 53 подъемным трубам пароводяная смесь поступает в барабан. В нижней части топочной камеры трубы заднего экрана образуют наклоненный под углом 12 к горизонтали, закрытый шамотным кирпичом “под”. В верхней части топочной камеры трубы заднего экрана образуют 3 ряда фестона с продольным шагом 200 мм, поперечным – 300 мм.

Каждый боковой экран состоит из трех контуров циркуляции.

В первую ступень испарения включены фронтовые и задние панели экранов. Водоподводящие трубы из барабана подают воду в коллекторы панели: к каждой фронтовой панели - 6 труб, задней - 2 трубы. Фронтовая панель имеет 28 подъемных труб, задняя панель - 9 труб. Трубы задних панелей боковых экранов в верхней части топочной камеры образуют первый ряд фестона.

Два контура циркуляции второй ступени испарения образуют средние панели боковых экранов. Котловая вода поступает из барабана в выносные циклоны (Æ 377мм) одной водоподводящей трубой, из циклона двумя трубами в нижний коллектор панели, пароводяная смесь по 12 экранным трубам собирается в верхний коллектор панели и двумя пароотводящими трубами Æ83*4 мм поступает в циклон. Отсепарированный пар из циклона двумя трубами Æ83*4 мм поступает в барабан котла. Водоподводящие и экранные трубы в барабане к коллекторам приварены. Водоподводящие трубы Æ83*4 мм у барабана имеют насадки Æ108*4,5 мм. Крепления труб экранов на отметке 5795 мм производится следующим образом: к каркасу котла приваривается уголок, к нему привариваются тяги, которые крепятся к каждой трубе.

Трубы заднего экрана на отметке 10050 мм и трубы фронтового и боковых экранов на отметке 10780 мм крепятся к каркасу при помощи приваренных к трубам планок в виде крючков, к каркасу же привариваются крючки труб. Трубы заднего экрана, образующие “под”, крепятся тремя парами уголков, скрепленных между собой при помощи шпилек и гаек.

Нижние коллекторы экранов крепятся к каркасу направляющими опорами и имеют возможность перемещаться при расширении. Коллекторы фронтового и заднего экранов между собой сварены планками. Верхние коллекторы боковых экранов крепятся к каркасу котла хомутами.

Трубы парового экрана на отметках 3500 мм и 4300 мм имеют разводки под горелки. На фронте котла расположены в два ряда 6 горелок по 3 в ряд.

Барабан и паросепарационное устройство.

Котел имеет барабан с внутренним диаметром 1500 мм, толщиной стенки 40 мм и длиной цилиндрической части 8200мм. Барабан изготовлен из листовой стали и лежит на двух роликовых опорах, допускающих его свободное удлинение при расширении. На котле применена 2-х ступенчатая схема испарения.

Пароперегреватель и пароохладитель.

На котле установлен конвективный пароперегреватель вертикального типа. Из барабана пар отводится 65 трубами Æ38*3мм, которые закрывают потолок топки и горизонтального газохода. Потолочные трубы непосредственно переходят в змеевики первой ступени пароперегревателя (второй по ходу газов). Движение пара в ступени противоточное.

Водяной экономайзер.

На котле установлен водяной экономайзер кипящего типа, предназначенный для нагрева питательной воды уходящими газами. Экономайзер гладкотрубный, состоящий из 2-х ступеней, изготовленных из труб Æ32*3мм (сталь 20).

Змеевики горизонтальные, расположены параллельно фронту котла. Трубы расположены в шахматном порядке с продольным шагом 110 мм, поперечным – 75 мм. Движение среды в экономайзере противоточное.