томатизация пароводяного тракта котла БКЗ 75-3,9 с разработкой автоматической системы регулирования уровня в барабане котла

ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА КОТЛА БКЗ 75-3,9 8
1.1 Описание пароводяного тракта котла 8
1.2 Основное оборудование пароводяного тракта котла 13
1.3 Анализ пароводяного тракта котла как объекта управления 23
2 РАЗРАБОТКА АСР УРОВНЯ В БАРАБАНЕ КОТЛА БКЗ 75-3,9-ГМА 28
2.1 Требования к АСР 28
2.2 Выбор способа управления 29
2.3 Выбор технических средств АСР 35
2.4 Разработка технической структуры АСР 54
3 РАСЧЁТ И АНАЛИЗ КАСКАДНОЙ АСР УРОВНЯ В БАРАБАНЕ КОТЛА БКЗ 75-3,9 56
3.1 Разработка математической модели барабана котла 56
3.2 Разработка алгоритмической схемы каскадной системы регулирования 60
3.3 Разработка схемы моделирования каскадной системы регулирования в Simulink 64
3.4 Расчет настроек регулятора каскадной системы регулирования в Simulink 67
3.5 Исследование качества управления каскадной системы регулирования в Simulink 73
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ 75
4.1 Разработка функциональной схемы автоматизации пароводяного тракта котла БКЗ 75-3,9 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ 78
ПРИЛОЖЕНИЯ 80
Приложение 1. Спецификация средств автоматизации автоматической системы регулирования уровня в барабане котла БКЗ 75-3,9 80
Приложение 2. Техническая структура автоматической системы регулирования уровня в барабане котла БКЗ 75-3,9 81
Приложение 3. Функциональная схема автоматизации пароводяного тракта котла БКЗ 75-3,9 82

Весь текст будет доступен после покупки

Задачей выпускной квалификационной работы является разработка проекта автоматизации пароводяного тракта котла БКЗ 75-3,9 с разработкой АСР уровня в барабане котла.
Актуальность работы обусловлена тем, что в настоящее время система автоматики парового котла БКЗ 75-3,9 требует постоянного контроля и личного присутствия со стороны обслуживающего технического персонала.
Объектом управления является пароводяной тракт котла БКЗ 75-3,9.
Цель работы - создание проекта автоматизации пароводяного тракта котла БКЗ 75-3,9 с разработкой АСР уровня в барабане котла.
Задачей АСР уровня в барабане котла является стабилизация уровня воды в барабане для обеспечения заданной паропроизводительности котла.
Для решения поставленной задачи, в работе предлагается систему контроля и управления пароводяным трактом котла БКЗ 75-3,9 реализовать на базе относительно недорогого отечественного контроллера КР - 500 серии КОНТРАСТ производства ЗАО «ВолМАГ». Управление осуществляется дистанционно с панели контроллера, установленной или непосредственно вблизи котла, либо в операторной АРМ. С целью повышения эффективности в проекте рассматривается операторская станция для возможности дистанционно управлять технологическими процессами парового котла БКЗ 75-3,9.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА КОТЛА БКЗ 75-3,9
1.1 Описание пароводяного тракта котла

Объектом управления является пароводяной тракт котла БКЗ 75-3,9.
Паровой котел БКЗ-75-39 ГМА предназначен для получения перегретого пара. Котел барабанный, с естественной циркуляцией, с камерным сжиганием топлива. Компоновка поверхностей нагрева П-образная. В котле происходит нагрев воды, ее испарение и перегрев образовавшегося пара. В качестве топлива используется природный газ. Котел предназначен для работы в закрытых помещениях.
Технические характеристики тракта перегрева пара.
Паропроизводительность, т/ч – 75;
Расход питательной воды, т/ч – 78;
Давление питательной воды, МПа – 8,0;
Температура воздуха за второй ступенью воздухоподогревателя, оС – 200;
Разрежение в топке, Па – 20;
Температура пара, оС:
- до пароохладителя – 360;
- после пароохладителя – 344;
- после второй ступени пароперегревателя – 440.
Давление пара, МПа:
- в барабане – 4,4;
- на выходе пароперегревателя – 3,9 – 4,0.
Температура питательной воды, оС:
- до экономайзера – 145;
- после первой ступени экономайзера – 172;
- после второй ступени экономайзера – 270.
Температура газов, оС:
- на выходе из топки – 1127;
- перед пароперегревателем – 1080;
- за пароперегревателем – 720;
- за второй ступенью экономайзера – 368;
- за первой ступенью экономайзера – 238;
- за второй ступенью воздухоподогревателя – 310;
- уходящих – 175.
Доля кипения воды в экономайзере, % – 7,3;
Коэффициент избытка воздуха:
- в топке – 1,15;
- за пароперегревателем – 1,20;
- за второй ступенью воздухоподогревателя – 1,27;
- за котлом – 1,39.
Присосы воздуха в топочную камеру, % – 5;
Присосы воздуха в газовый тракт (суммарные), % – 19;
Расход топлива, кг/ч – 5710.
Теплоносителем являются продукты сгорания – дымовые газы [1].
В таблице 1.1 представлена режимная карта котла
БКЗ-75-3,9 ГМА.

Таблица 1.1 – Режимная карта котла БКЗ-75-3,9 ГМА
Параметр Тепловая нагрузка, %
60 80 100
1 2 3 4
Паропроизводительность, т/ч 45 60 75
Давление перегретого пара, МПа 3,7 3,0 3,0
Температура перегретого пара, 0С 440
Температура питательной воды, 0С 104
Количество работающих форсунок 4 5 6
Окончание табл. 1.1.
1 2 3 4
Диаметр сопла, мм 4,2 4,2 4
Давление мазута перед форсунками, МПа 2,1 2,1 2
Расход мазута, т/ч 3,4 4 5
Температура мазута, 0С 120
Температура воздуха, 0С
- за калорифером
- за воздухоподогревателем
100
170
95
180
90
190
Давление воздуха перед горелками, кПа 1,27 1,28 1,14
Сопротивление воздухоподогревателя, кПа 0,2 0,3 0,41
Концентрация кислорода за пароперегревателем, % 6,5 5,2 4
Разрежение в верху топки, Па 6,5 5,2 4
Разрежение за воздухопроводом, Па 40
Температура газов, 0С
- в камере
-уходящих 700
490
175 1000
510
180 1200
540
185
Ток нагрузки привода, А
- вентилятора
- дымососа
15
20
16
22
16
23
Степень открытия направляющего аппарата, %
- вентилятора
- дымососа

0
30

10
46

15
88
Принципиальная схема парового котла БКЗ 75-3,9 ГМА представлена на рисунке 1.1.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Суриков В.Н. Технические средства автоматизации технологических процессов и производств: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию/ ВШТЭ СПбГУПТД. СПб., 2020. – 98 с.
2. Смородин С.Н., Иванов А.Н., Белоусов В.Н. Котельные установки и парогенераторы: учеб. пособие. 2-е изд-е, испр. / ВШТ СПбГУПТД. – СПб., 2018. – 185 с.
3. Ковалёв Д.А., Шаряков В.А., Шарякова О.Л. Моделирование автоматизированных систем и процессов: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию / ВШТЭ СПбГУПТД. – СПб., 2020. – 122 с.
4. Конвективный пароперегреватель. Рис.88. Конвективные пароперегреватели - Завод подогревателей "Теплообменное оборудование" Завод подогревателей "Теплообменное оборудование" (zavod-podogrevateley.ru)
5. Устройство барабана котла БКЗ 75-3,9-ГМ. Устройство барабана котла БКЗ 75-3,9-ГМ: 955 изображений найдено в Яндекс Картинках (yandex.ru)
6. Автоматическое регулирование питания котла водой. https://stroiteh-msk.ru/materialy/avtomaticheskoe-regulirovanie-pitaniya-kotla-vodoj-91-foto.html
7. Липатников Г.А., Гузеев М.С. Автоматическое регулирование объектов теплоэнергетики: учеб. пособие. / Владивосток, 2007. – 136 с.
8. О регулировании уровня воды в барабанном паровом котле. М. Сандагдорж, Ю. М. Голдобин. О регулировании уровня воды в барабанном паровом котле (urfu.ru).

Весь текст будет доступен после покупки