Обоснование выбора контролируемых и сигнализируемых параметров
Контролю подлежат те параметры, по значениям которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом, а также его пуск и остановка. К таким параметрам относятся все режимные и выходные параметры, а также входные параметры, при изменении которых в объект будут поступать возмущения. Обязательному контролю подлежат параметры, значения которых регламентируются технологической картой.
Контролю подлежат все регулируемые параметры :
- расход обратной воды;
- температура обратной воды;
- температура прямой воды;
- давление воздуха;
- концентрация кислорода в дымовых газах;
- разряжение в топке котла;
- температура воды в коллекторе.
Кроме регулируемых параметров контролю подлежат:
- расход газа;
- давление воды на входе и выходе из котла;
- расход воды в коллекторе и расход прямой воды;
- температура дымовых газов за котлом;
- давление воздуха после дутьевого вентилятора;
- давление газа;
- разряжение перед дымососом;
- содержание метана в помещении;
- наличие пламени.
Контроль расхода газа и расхода воды необходим для расчета технико-экономических показателей.
Контроль давления воды необходим для того, чтобы определить, есть ли расход воды через котел. При уменьшении расхода давление понижается. Контроль давления воздуха после дутьевого вентилятора необходим для определения работы вентилятора. Понижение давления воздуха происходит в случае отключения вентилятора или закрытия его направляющего аппарата при неисправности регулятора воздуха. При понижении давления воздуха может произойти отрыв факела или его погасание. Так как в момент отключения вентилятора воздух в топку не поступает, разряжение увеличивается, происходит отрыв факела.
|
|
|
Понижение давления газа ниже допустимого приводит к погасанию факела. Поэтому давление топлива необходимо контролировать.
При повышенных разряжениях в газоходе будет велик присос наружного воздуха через всякого рода неплотностях в обмуровке, это ухудшит условия теплопередачи, снизится производительность за счет повышенной потери с отходящими газами. Поэтому необходим контроль разряжения перед дымососом.
Сигнализации подлежат все параметры, изменения которых могут привести к аварии, несчастным случаям или серьезному нарушению технологического режима. К ним относятся:
- повышение температуры воды за котлом;
- понижение и повышение давления газа;
- понижение давления воды в обратном трубопроводе;
- наличие пламени;
- повышение метана CH4 в помещении;
- понижение давления воздуха;
- повышение разряжения дымовых газов;
- понижение расхода газа;
|
|
|
- повышение кислорода в дымовых газах.
Оперативный технологический персонал при оповещении его устройствами сигнализации о нежелательных событиях должен принять соответствующие меры по их ликвидации. Если эти меры окажутся не эффективными и параметр, характеризующий состояние ТОУ достигнет аварийного значения, должны сработать системы противоаварийной защиты, которые автоматически по заданной программе перераспределяют материальные и энергетические потоки, включают и отключают аппараты объекта с целью предотвращения взрыва, аварии, несчастного случая, выпуска большого количества брака.
Котел подлежит защите при отклонении следующих параметров:
- повышение температуры воды за котлом;
- повышение или понижение давления воды за котлом;
- понижение давления воздуха;
- повышение или понижение давления газа;
- уменьшение разряжения в топке котла;
- повышение давления обратной воды;
- погасание факела в топке котла.
Защита заключается в автоматическом прекращении подачи топлива при отклонении любого из вышеперечисленных параметров.
Архитектура системы управления современной котельной
Проект, по которому строилась производственная котельная, был разработан в 80-х годах. А за последнее время уровень развития электроники и микроэлектроники многократно возрос. Существующий уровень автоматизации перестал удовлетворять возрастающим требования нашего времени. Низкая надежность и точность аппаратуры приводят к большим экономическим затратам и ухудшению условий труда.
|
|
|
Многие приборы, установленные здесь, требуют серьезной конструктивной доработки. Совершенно не продумана система визуализации хода процесса. Оператор видит не истинные графики изменения рабочих параметров, а лишь их отображение самопишущими приборами (это очень неудобно). При возникновении необходимости у оператора просмотреть ход процесса одной из прошлых смен, ему понадобится потратить много времени, чтобы отмотать диаграммную бумагу назад.
Основная цель разработки новой системы – повышение экономической эффективности производства.
Основные функции создаваемой системы заключаются в следующем:
- Управление работой технологического объекта;
- Предоставление возможности оперативного контроля;
- Ведение информационной базы об объекте управления;
- Мониторинг процесса.
Основываясь на практике внедрения автоматических систем управления на других предприятиях подобного профиля, предлагается установить на промышленную котельную одну из систем, предназначенную для решения задач автоматического управления технологическим процессом в реальном масштабе времени, имеющую распределенную структуру и взаимодействующую с объектом управления через микропроцессорный контроллер. Информация о контролируемых и регулируемых параметрах будет поступать на контроллер. Он будет её обрабатывать и выдавать управляющие воздействия, согласно заложенной в него программы. Далее информация об объекте управления передается на ведущую систему, которая управляет работой самого контроллера. Введение такой иерархии позволяет четко распределить функции между системами. Ведущая система будет установлена на ПЭВМ, прочно вошедшую во все сферы человеческой деятельности и доказавшую свое право на существование.
|
|
|
Основные функции контроллера будут заключаться в следующем:
- Получение контролируемых параметров от объекта управления;
- Передача данных параметров на ПЭВМ;
- Управление ходом технологического процесса путем выработки управляющих сигналов и передачи их соответствующим устройствам, согласно заложенному алгоритму работы.
Замена контроллером, существующего сейчас оборудования, позволит точно соблюдать технологические условия производства продукта, что приведет к повышению его качества. Значительно уменьшится время, затрачиваемое рабочим персоналом, на обслуживание оборудования. Понизятся материальные затраты, связанные с поверкой и ремонтом приборов. Размер рабочих площадей, на которых установлено данное оборудование во много раз сократится, что позволит использовать их в других целях.
Огромное количество самописцев и показывающих приборов будет заменено на одну локальную техническую станцию, содержащую в себе ПЭВМ, программное обеспечение и средства отображения информации.Вся информация будет стекаться сюда, что значительно облегчит работу оператора и повысит качество оперативного контроля.После внедрения системы в целом, облегчится оперативный контроль и управление, повысится безопасность условий труда. Нельзя забывать и о том, что переход на более современное оборудование, приведет к повышению моральной культуры производства и даст толчок рабочему персоналу к своему профессиональному совершенствованию.
Установив на котельной микропроцессорные контроллеры и систему автоматизированного управления технологическим процессом, можно добиться положительного результата. Система автоматизированного управления будет взаимодействовать с объектом управления через контроллер и позволит убрать практически всё устаревшее оборудование.
Примером подобного решения является АСУ ТП двух водогрейных котлоагрегатов. Система разработана и внедрена совместными усилиями ЗАО «АМАКС» и ПКП «Стелсе».
Водогрейныйкотлоагрегат, в конечном счете, является энергетической установкой, в процессе эксплуатации которой с высокой динамикой изменяются связанные между собой технологические параметры. АСУТП позволяет оптимизировать эти параметры по экономическим, экологическим, эргономическим и прочим показателям. Поэтому среди главных целей создания описываемой системы можно выделить следующие:
- обеспечение безопасного технологического режима котельных агрегатов;
- снижение расходов топлива и электроэнергии;
- увеличение срока службы технологического оборудования;
- снижение вредных выбросов в атмосферу;
- улучшение условий труда эксплуатационного персонала.
Для достижения указанных целей приняты следующие концептуальные решения:
- реконструкция системы газоснабжения котельных агрегатов с установкой блоков газооборудования БГ-5 (производитель ЗАО «АМАКС»);
- применение IBM PC совместимых контроллеров MicroPC фирмы OctagonSystems и Fastwel и ADAM-5510 фирмы Aclvantech;
- применение на верхнем уровне IBM PC совместимых персональных компьютеров на базе процессоров Pentium II;
- использование супервизорного режима управления как основного;
- применение частотно-регулируемых электроприводов тягодутьевых агрегатов;
- реализация всех эксплуатационных режимов управления средствами операторских станций пульта управления.
Основными критериями выбора для построения системы контроллеров MicroPC и ADAM-5510 послужили их соответствие условиям эксплуатации и высокая надежность.
Блоки газооборудования БГ-5 обеспечивают системе следующие преимущества:
- исключается возможность загазованности топок котлов за счет использования в схеме двух быстродействующих запорных клапанов и клапана утечки между ними, а также специальной системы проверки газовой плотности арматуры;
- создаются условия для розжига горелок при пониженном давлении газа, что полностью устраняет возможность «хлопка» в топке;
- обеспечивается управление каждой горелкой, что позволяет использовать полный рабочий диапазон регулирования горелок, оптимизирует процесс горения, снижает вредные выбросы.
АСУ ТП позволяет решать следующие задачи:
- автоматическая подготовка котлоагрегата к розжигу:
- автоматический розжиг горелок котла с переходом в режим минимальной мощности:
- управление нагрузкой и оптимизация соотношения газ-воздух каждой из горелок котла;
- управление тепловым режимом котла (регулирование разрежения в топке, давления воздуха в общем воздуховоде, подачи газа в котел);
- регулирование температуры сетевой воды на выходе из котельной в зависимости от температуры наружного воздуха;
- защита, сигнализация и блокировка работы котла при неисправностях;
- управление с операторских станций технологическим оборудованием (дымосос, вентиляторы, задвижки);
- обеспечение оперативно-технологического персонала информацией о параметрах теплового режима и состоянии технологического оборудования;
- регистрация в режиме реального времени параметров технологического процесса и действий оперативного персонала;
- протоколирование и архивирование информации;
- представление архивной информации и результатов расчетов.
Управляющие и информационные функции системы реализуются соответствующими подсистемами и схемами, выделенными по функциональным признакам.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1069; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!