Автоматизація парогенератора типу ПЕК–350-260

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ ПРОМИСЛОВО-ЕКОНОМІЧНИЙ ТЕХНІКУМ Спеціальність:5.92 503 «Монтаж, налагодження, експлуатація засобів

і систем автоматизації технологічного виробництва"

Автоматизація парогенератора типу ПЕК-350−260

Керівник проекту: Кузнєцов О.В.

Розробив студент групи А-41 Корнілов Д.Ю.

Консультант по економічній частині Федорова Т.В.

2005р.

1. Вступ

1.1 Сучасний стан та перспективи розвитку автоматизації виробничих процесів Автоматизація виробничих процесів має велике значення для всіх галузей народного господарства. Застосовуючи автоматику в різних сферах діяльності людини, ми досягнемо зменшення участі людини у виробничих процесах.

Автоматику вводять для тих процесів, які були механізовані тому, що механізація полегшила фізичну працю людини, а автоматика — розумову. Запроваджуючи автоматику на окремій ділянці цеху чи всього виробництва дає можливість отримувати високу продуктивність праці, оскільки продуктивність машини не залежить від інтенсивності праці людини.

Автоматизація виробництва має дві сторони підвищення ефективності праці: соціальну та економічну. Соціальна ефективність полягає в полегшенні праці робітників, покращенні санітарно — гігієнічних умов і підвищення загальнокультурного рівня життя людини. Економічна ефективність автоматики полягає в покращенні економічних показників виробництва, а саме: продуктивності праці, собівартості і якості продукції.

З розвитком таких галузей промисловості як чорна і кольорова металургія, нафтохімічної та нафтопереробної промисловості різко збільшаться економічні країни, а одночасно збільшується розвиток ремонту по монтажу і налагодженні систем автоматизації.

На даний час технічний процес характеризується безперервним ростом автоматизації виробництва в усіх галузях народного господарства.

Від автоматизації окремих установок і агрегатів, на даний час переходять до комплексної автоматизації і створення автоматичних цехів і заводів автоматів, що забезпечують максимальне підвищення продуктивності праці, зниження собівартості продукції і підвищення культури виробництва.

В сучасних умовах подальший технічний прогрес любої галузі промисловості неможливий без автоматизації виробничих процесів. Основними умовами, що визначають ефективність примінення автоматичних засобів, являються наступні:

1. можливість формалізації правил управління тим чи іншим процесом, чи окремою операцією в термінах математики чи математичної логіки, що дозволяє розробляти алгоритми (правила), по яким повинен працювати управляючий пристрій;

2. повторюваність виробничих операцій, обумовлена застосуванням засобів управління, які діють по розробленим раніше алгоритмам.

Отже, роблячи висновки, ми бачимо, що в сучасних умовах промислового виробництва його механізація і автоматизація слугує основою подальшого технічного процесу. Вони направленні на рішення лише однієї задачі - заміни праці людини роботою машини і пристроїв.

1.2 Завдання автоматизації даного підприємства на базі сучасних технологій і обчислювальної техніки

Найважливішими та найбільш ефективними напрямками скорочення тривалості будівництва і швидкого вводу промислових підприємств в експлуатацію, зниження вартості, трудоємності і матеріалоємності споруджених об'єктів є:

подальша індустріалізація монтажних робіт;

впровадження блочно — комплектного метода, який передбачає використання блоків агрегатного комплектного устаткування з комунікаціями, засобами контролю і автоматизації, допоміжними конструкціями заводського виготовлювача.

Частіше в будівництві і монтажі промислових об'єктів монтуються збірні об'ємні приміщення автоматизації комплектні операторські приміщення і комплексні приміщення датчиків (КПД) та (ЕВМ).

На основі останніх досягнень фундаментальних та прикладних наук, теорії автоматичного регулювання і управління на базі знову розроблених приладів і регуляторів почали створювати системи автоматизації. Такі системи дозволяють виконання слідуючих функцій:контроль параметрів технологічних процесів, обробку інформації, автоматичне регулювання параметрів дистанційного і автоматичного управління машинами та агрегатами і сигналізації іх стану, оптимізацію технологічних процесів.

Сучасні масштаби будівництва потребують використання високо-продуктивних методів виробництва монтажних робіт, заснованих на передовій техніці і прогресивній технології. Автоматизація технологічних процесів і неперервний контроль іх основних величин пов’язаних з високими вимогами до чіткості та безвідказності роботи приладів і систем автоматизації.

Чіткість виробництва та вимірювання і регулювання воздії залежить від якості монтажу.

Розроблені і широко використані нові монтажні вироби (пластмасові з'єднання, протяжні коробки, блоки зажимів), прилади для контролю якості монтажних робіт. Змінилась організація і підготовка монтажних робіт. В частковості отримала розповсюдження комплексна поставка монтажних виробів і заготовок на об'єкти, почата розробка проектів виробництва робіт на ЕВМ.

В управлінні дуже важливу роль відіграють питання перетворення параметрів, що характеризують хід технологічного процесу. Особливо велике значення приділяють питанням одержання достовірних значень вимірювальних параметрів у зв’язку із задачами комплексної автоматизації технологічних процесів і більш ефективного використання виробничого потенціалу. Рішення цих задач потребує аналізу цих процесів і їх техніко-економічних показників. А для цього потрібні надійні і точні засоби вимірювання.

Автоматизація — одна із характерних рис, притаманна науково-технічній революції. Важливим елементом системи автоматизації являється автоматизація процесів управління, що значно підвищує продуктивність праці, а також покращує умови роботи.

Однак у процесі управління виникає необхідність оперативного рішення задач. Успішне рішення таких задач неможливе без організації діалогового режиму роботи користувача з персональної ЕВМ, який реалізується у вигляді системи людина-машина.

Головним завданням по автоматизації даного підприємства являється забезпечення найбільш ефективного виконання всіх функцій управління — від зборки, обробки і аналізу інформації до розробки оптимальних рішень, а також впровадження на їх основі професійно орієнтованих автоматизованих робочих місць для спеціалістів апарату планування і управління, які відрізняються сферою професійної діяльності.

В управлінні дуже важливу роль відіграють питання перетворення параметрів, що характеризують хід технологічного процесу. Особливо велике значення приділяють питанням одержання достовірних значень вимірювальних параметрів, у зв’язку із задачами комплексної автоматизації технологічних процесів і більш ефективного використання виробничого потенціалу. Рішення цих задач потребує аналізу цих процесів і їх техніко-економічних показників. А для цього потрібні надійні і точні засоби вимірювання.

Тільки завдяки автоматизації стали можливим здійснення ряду найбільш прогресивних технологічних процесів, створення нових сучасних видів повідомлень і засобів зв’язку.

2. Загальна частина

2.1 Характеристика підприємства та техніко — економічні показники Акціонерне товариство відкритого типу «Розма» створено згідно до установочного договору засновників товариства.

Товариство є самостійним господарюючим суб'єктом, що здійснює підприємницьку діяльність на правах юридичної особи. Воно має самостійний баланс, поточні рахунки в національній та іноземній валюті та інші рахунки в банках, фірмовий та товарний знаки, штамп, печатки. Майно товариства складається з основних фондів, оборотних коштів, а також цінностей, вартість яких відображена в балансі підприємства. Товариство здійснює свою діяльність у відповідності з чинним законодавством України, Статутом та законом України. Метою його створення є використання свого майна шляхом спільної діяльності по запровадженню нових технологічних форм організації виробництва і оплати праці, залучення іноземних інвестицій для насичення споживчого ринку та задоволення потреб населення, підприємств, організацій у товарах, продукції, роботах та послугах наданим товариством.

Для організації процесу виробництва щорічно розробляється:

1. План реалізації продукції.

2. План виробництва продукції.

3. План матеріально-технічного забезпечення виробництва продукції.

4. Фінансовий план.

На даний час на підприємстві проводять заходи для покращення економічного та технічного стану. Проводять заходи по підвищенню техніко — економічного рівня виробництва, на основі впровадження передової техніки і технологій, механізації і автоматизації виробництва, модернізації і заміни застарілого і фізично зношеного обладнання новими, більш прогресивними.

Передбачене технічне переоснащення, що виконується на основі єдиного техніко-економічного обґрунтування, і в залежності з планом підвищення техніко-економічного рівня виробництва, як правило без розширення виробничих територій.

Головною метою даного підприємства збільшення виробничої потужності і випуску продукції, покращення її якості при забезпеченні росту продуктивності праці і скороченні робочих місць, зниження матеріалоємності і собівартості продукції.

Установлюються обладнання і машини, впроваджуються автоматичні системи управління і контролю, модернізація і технічне переоснащення природоохоронних об'єктів, опалювальних і вентиляційних систем.

2.2 Рівень автоматизації підприємства Технічний стан засобів автоматизації, достовірність і точність показників контрольно — вимірювальних приладів значною мірою впливають на кінцеві результати роботи, на ефективність в цілому.

З метою детальної і чіткої організації технічного огляду, ремонтів та взяття показників з приладів на підприємстві організована служба КВП і А.

До основних функцій КВП і А можна віднести такі:

1.Забезпечення влагодженої роботи приладів та засобів автоматизації на підприємстві, а також їх обслуговування.

2.Ремонт приладів після виявлення відхилень в показниках або плановий ремонт безпосередньо в майстернях КВП і А.

3.Періодична перевірка контрольних і вимірювальних приладів.

4.Облік засобів автоматизації.

5.Розробка і здійснення заходів по збільшенню терміну служби засобів автоматизації.

ВАТ «Розма» займається загалом випуском такої продукції:

взуття полімерне:

— галоші ц/г

— черевики г/т

— туфлі т/п

— чоботи із ПВХ

— туфлі пляжні

— галоші із ПВХ

— туфлі із ПВХ

— чешки На даному підприємстві я обслуговував парогенератор. Даний котел встановлюється в буд. приміщенні, місце встановлення повинно бути огороджено незгораємою перегородкою висотою не менше 2 м. На дверях перегородки повинен бути встановлен знак «Обережно, електрична напруга» згідно з ГОСТ 12.4.026.

Котел встановлений на фундаментальну подушку товщиною не менше 100 мм., яка виступає за крайні точки котла в плані не менше, ніж на 100 мм.

Котел повинен бути підключений до трьохфазної мережі змінного струму з Глухо заземленою нейтраллю номінальною напругою 220/380 В, частотою 50 Гц, якість електроенергії повинно відповідати ГОСТ 13 109.

Підключення до електромережі повинно бути стаціонарною електропроводкою окремою груповою лінією через автоматичний вимикач.

Котел повинен бути заземлен, заземляючий провідник приєднується до рами в місці, позначеним знаком «ЗАЗЕМЛЕННЯ», переріз провідника повинно забезпечувати довготривале проходження струму не менше 150 А. Даний агрегат підключений до водопроводу трубою з умовним проходом не менше 20 мм., також до каналізації з умовним проходом 25 мм.

2.3 Рівень автоматизації даної ділянки підприємства

Котел складається з рами на яку встановлені парогенератор (ПГ) з кожухом живляча ємність (ЖЄ), струмовий шкаф, шкаф управління з панеллю управління, живильний електронасос, дренажна труба.

Парогенератор виконан в вигляді циліндричного сосуда із сталі 12?18 Н 10 Т з теплоізоляції азбестової тканини, на якій встановлені: електроконтактний манометр (ЕКМ) робочого діапазону тиску; стрілки якого встановлені на тиску 0,4 і 0,6 мПа;ЕКМ приділеного тиску встановлені на тиск 0,65 мПа; предохраняючи клапани, відрегульовані на спрацюванні при тиску 0,70 мПа;засувка з електропроводом для подачи пару; водомірна рамка з підсічними кранами і продувним краном; урівнююча колонка з датчиками рівня води (нижчий аварійний рівень, верхній аварійний рівень, нижчий робочий рівень, верхній робочий рівень);продувний кран;трубчаті електричні нагрівачі(ТЕНи); датчик температури пару; сепараційна решітка.

Живляча ємність виконана з сталі 12?18 Н10 Т, тепло ізольована і закріплена в металевий кожух, включають: назріваючий блок ТЕнів;датчик температури води, датчик рівня води, поплавковий клапан з різьбою G¾"для підключення до водопроводу; кран подачі води; труба переливу; штуцер для повернення конденсату. На лінію подачі води в ПР встановлен зворотній клапан.

2.4 Обґрунтування необхідності автоматизації об'єкту виробництва

Даний об'єкт автоматизації необхідно автоматизувати по таким параметрам:

— регулювання верхнього і нижнього рівня води в обох агрегатах (ЖЄ, ПГ) для того щоб регулювати подачу води в дані агрегати, тобто закачку води по верхньому рівню, і регулювання нижнього рівня для автоматичного блокування нагріву тенів, якщо наприклад рівень води значно менший допустимої норми.

— регулювання температури необхідно для підтримання певної сталої температури, необхідної для нагріву необхідної кількості води в ЖЄ та ПГ.

— регулювання тиску необхідно регулювати тиск пари в ПГ, в залежності від температури в котлі.

— регулювання розходу пари необхідне для зміни вхідних параметрів, тому що споживач може споживати різну кількість пари, тому в залежності від розходу, тобто від споживання пари більшої або меншої кількості, змінюється всі інші параметри які піддаються регулюванню в котлі.

3. Технологічна частина

3.1 Опис технологічного процесу з приведенням його структурної схеми

Котел працює слідуючим чином: вода з водопроводу через клапан підтримуючий рівень, поступає в ЖЄ і підігрівається до температури 60−80°С блоком тенів, датчик рівня сигналізує о мінімальном рівні води ЖЄ при цьому блокує включення тенів; з ЖЄ вода в ручному або автоматичному режимі закачується в ПГ, при цьому датчики рівня води (нижчий робочий рівень, верхній робочий рівень) дають сигнал на вимикання подачі води та вимикання тенів коли рівень спав до мінімуму, нижчий аварійний рівень блокують включення тенів, верхній аварійний рівень блокують вмикання подачі води. При вмиканні тенів почнеться нагрів води і пароутворення, яке контролюється;

ЕКМ при досягненні тиску 0,6 мПа тени вимикаються, при пониженні тиску до 0,4мПавмикаються знову;ЕКМ при досягненні тиску 0,65мПа відбувається аварійне вимкнення котла;

блоком регулювання температури (БРТ) по сигналу датчика температури, при досягненні температури

163 °C відбувається аварійне вимкнення котла.

При збільшенні тиску до 0,7мПа відбувається спрацювання клапана і зброс пари в дренажну трубу.

Кожний аварійний режим індукується на панелі управління.

По мірі випарювання води в ПГ спрацьовує датчик нижчого робочого рівня води, вмикається подача води до верхнього робочого рівня.(рис 1)

3.2 Вибір параметрів, які підлягають контролю, сигналізації та блокуванню автоматизація парогенератор контроль сигналізація Даний об'єкт передбачає автоматизацію лінії (ЖЄ, ПГ) для утворення пару, необхідного для технологічних процесів на даному підприємстві.

За допомогою даних схем управління виконується вибір режимів, нагріву води, блокування тенів та ін.

Основним завданням даного дипломного проекту є те, щоб ми змогли підтримувати якість вихідного продукту. Потрібно підтримувати оптимальні режими не лише самого процесу автоматизації технологічного виробництва, а й враховувати зовнішні фактори, які безпосередньо впливають на процес виробництва — температуру навколишнього повітря, степінь вологості приміщення, клас вибухота пожежонебезпечності приміщення. Зважаючи на всі ці зовнішні фактори процес автоматизації є досить складним.

На даній дільниці є обов’язковим контроль розходу пару, адже саме контроль дає можливість економії, контроль якості вихідного продукту.

В даній системі передбачена система блокування. У разі не передбаченого пониження рівня води в агрегатах за межі допустимого, автоматично вимикається тени, та миттєво спрацьовує сигнальна лампа. Сигнальна лампа попереджає про те, що потрібно вимкнути всю установку.

3.3 Вибір параметрів, які підлягають регулюванню, контролю, сигналізації та блокуванню з аналізом їх впливу на якість кінцевого продукту Основними параметрами які підлягають регулюванню на даному об'єкті є підтримання температури в усіх теплових зонах. Адже від правильного регулювання залежить певне нормоване одержання пари.

Функціональна схема має систему регулювання рівень — температура.

Дана система слугує для підтримання заданої температури в агрегатах в співвідношенні температура — рівень.

Даний технологічний процес потребує чіткої і організованої роботи всіх технологічних об'єктів які встановлені на об'єкті регулювання. Таким чином чітка взаємодія всіх перерахованих параметрів технологічного об'єкту дасть змогу отримати кінцевий продукт високої якості з найменшими затратами за мінімальний час.

4. Спеціальна частина

4.1 Обґрунтування вибору відбіркових пристроїв, первинних перетворювачів, приладів контролю та їх монтаж на обраній технологічній ділянці

Відбіркові пристрої установлюються на технологічному обладнанні і трубопроводі, служать для безперервного чи періодичного відбору середовища з метою одержання сигналу через який дані елементи і первинні перетворювачі поступають на вимірюючий прилад.

Відбіркові пристрої і первинні перетворювачі, установлюють безпосередньо на технологічному обладнанню чи трубопроводі. Вони працюють в тяжких умовах, так як контактують з вимірюючим середовищем, в тому числі агресивними і високими температурами. Тому надійність роботи СКіА і безпека обслуговування приладів в більшості залежить від правильного вибору відбіркових пристроїв і установки на них запірної арматури.

Відбірковими пристроями, що установлюються на технологічному обладнанні і трубопроводі з неагресивним середовищі можуть служити штуцера, бобшики, сальники, відбіркові пристрої.

Бобишки застосовують тільки для металевих трубопроводів і технологічних апаратів з металевою стінкою чи оббивкою. Їх установлюють в отвір в стінці апарату чи трубопроводу і приварюють.

Бобишки повинні виготовлятися із того ж металу, що і технологічний трубопровід чи стінка технологічного апарату. Внутрішню різьбу в бобишці вибирають по різьбі первинного приладу (датчика) чи запірного органу, який буде в неї вкручуватись. Висота бобишки береться з умовою установки в неї первинного приладу і в залежності від наявності і висоти шару теплоізоляції на технологічному трубопроводі чи апараті.

Зазвичай використовують прямі і скошені бобишки. Кутові приміняються для відбіркових пристроїв, що установлюються на коліні.

Місце установки звужуючого пристрою в технологічному трубопроводі вибирають по вимірюванні витрат рідин, газів і парів стандартної діафрагми і сопла.

Якщо первинний прилад, закріплений в оправі, має різьбовий штуцер то видирають оправу з бобишкою, а якщо він не має штуцера, — оправу з сальником Первинні перетворювачі (манометр, дифманометр) слід вибирати в залежності від діаметру з'єднувальних ліній та внутрішнього діаметру трубопроводу. Перед дифманометром рекомендується установлювати відстійний посуд. Також до уваги береться місце встановлення дифманометра, а також речовини які вимірюються, та їх температуру. 1]

4.2 Вибір приладів, електроапаратури та засобів автоматизації

Під час проектування системи автоматизації для того щоб можна було втілити схему в роботу потрібно провести вибір приладів, електроапаратури та засобів автоматизації.

Перш за все необхідно знати параметри які треба підтримувати по заданих значеннях технологічного процесу. Для цього вибираються первинні перетворювачі, в залежності від параметру який потрібно вимірювати або прилади, які служать для вимірювання та перетворення будь-якого роду сигналу в зручний сигнал для подальшого його оброблення, тобто в них є вбудований нормуючий перетворювач. Потім вибираються нормуючі перетворювачі, які як вище сказано необхідні для перетворення різного виду сигналу в уніфікований.

Наступним кроком необхідно дізнатися для чого призначений параметр, чи треба контролювати його, чи регулювати. Якщо контролювати, то потрібно підібрати вторинний прилад, який може бути або показуючий, або реєстуючий, сигналізуючий, або комбінований. Для регулювання вибираємо регулятор, а також закон регулювання. Потім пускові пристрої, виконавчі механізми та регулюючі органи.

Для передачі сигналу з приладу на прилад, та живлення цих приладів, здійснюється вибір проводів, кабелів та способу їх прокладання.

В даній системі автоматизації вибрані основні параметри які необхідно регулювати та контролювати для підтримування їх значень згідно з технологією ведення даного процесу. Для цього здійснені контури регулювання, контролю та управління процесом.

Другий, четвертий, шостий контури призначені для контролювання рівня води в агрегатах.

Для вимірювання рівня я вибрав рівномір ЭХО який вимірює, показує і видає за допомогою вбудованого нормуючого перетворювача уніфікований сигнал. Вторинним приладом даних контурів я вибрав прилад — А — 100, який при зменшенні рівня передає сигнал на регулятори температури на об'єктах, які в свою чергу блокують нагрів тенів в ЖЄ, та ПГ.

Перший, третій контури призначені для вимірювання температури.

Для вимірювання температури я вибрав термометри опору ТХАУ — 055, на щиті для даного контуру я розмістив прилад Альфалог, який є показуючим і реєструючим.

В четвертому контурі ми також регулюємо тиск в ПГ, який напряму зв’язаний з температурою в котлі. Приладом для вимірювання тиску я вибрав прилад Метран — 55.

Шостий контур призначений для регулювання витрат пару в парогенераторі. Для даного контуру я вибрав прилад витратомір королісовий Метран -360, який вимірює, показує і видає за допомогою вбудованого нормуючого перетворювача уніфікований сигнал.

В кожному контурі встановлені регулятори ИРТ 5 300, призначені для регулювання температури, а також тиску, розходу, рівня, маси, фізичних величин, значення яких може бути перетворено в уніфікований сигнал 0 — 5 або 4 — 20 мПа.

— вхідний сигнал — 0 — 5, 4 — 20 мПа.

— діапазон вимірюваних температур 0 — 400

— живлення (220) В, 50 Гц

— споживаємо потужність — не більше 8 Вт

— маса — 0,4 кг

— габаритні розміри: 96*48*80 мм.

4.3 Вибір регулятора та законів регулювання технологічного процесів та обґрунтування вибору на підставі властивостей об'єкту регулювання

Вибір типу автоматичного регулятора проводиться враховуючи властивості обєкту регулювання і задані параметри якості перехідного процесу. Властивості обєкту регулювання визначаються, як правило, експерементально із перехідної характеристики обєкту.

Для побудови цієї характеристики на вхід обєкту подають збуджуючу воздію стандартного типу. На виході обєкту здійснюють записи зміни регулюючої велечини в часі. Воздію наносять в залежності від конструктивних особливостей різким переміщенням виконавчого механізму або безпосередньо регулюючим органом. При цьому відмічають величину в момент нанесення збурення. Зміну вихідної величини реєструють до тих пір, доки вона не дістане нового встановленого значення (обєкт стійкий) або доки швидкість зміни вихідної величини не стане постійною (обєкт нейтральний).

Визначивши властивості обєкту регулювання по перехідній характеристиці, для вибору типу автоматичного регулятора потрібно виявити необхідні параметри якості перехідного процесу. Вибір регулятора з тим чи іншим законом регулювання визначається потребами технологічного процесу, який проходить в обєкті, до якості автоматичного регулювання. При цьому необхідно врахувати потреби до перехідного процесу при роботі автоматичної системи регулювання, якими являються слідуючі значення: максимальне динамічне відхилення регулюючої величини від заданого значення, степінь коливання перехідного процесу, час регулювання, встановлена похибка.

При визначенні якості роботи автоматичної системи з регуляторами, які мають різні закони регулювання, потрібно зрівнювати якості регулювання з типовими перехідними процесами регулювання, які прийняті за оптимальні. Для неперервних технологічних процесів застосовуються три оптимальні перехідні процеси:

1) аперіодичний процес з мінімальним часом регулювання вихідної величини обєкту управління, який характеризується відсутністю перерегулювання;

2) коливальний процес з 20%-вим перерегулюванням;

3) коливальний процес з мінімальною квадратичною площею відхилення; цей процес відрізняється найбільшим перерегулюванням.

Вибір того чи іншого типового процесу регулювання визначається потребами технології. Після визначення динамічних властивостей обєкту та потрібної якості регулювання вибирається закон регулювання і визначаються параметри настройки регулятора.

4.4 Опис роботи локальних схем автоматизації та їх призначення

На функціональній схемі показану ділянку з вироблення пари.

Робота функціональної схеми приведена нижче.

Для того щоб автоматизувати дану ділянку технологічного процесу я обрав точки контролю і регулювання та вибрав такі прилади і засоби автоматизації:

Перший контур ТЕ (поз 1а) і третій контур (поз 3а), призначений для вимірювання температури води. Для вимірювання температури я вибрав термометри опору

ТХАУ — 055.

Вторинним приладом цього контуру я вибрав Альфалог який є показуючим і реєструючим.

Другий контур LЕ (поз 2а)і п’ятий контур (поз 5а), призначений для вимірювання рівня води в агрегатах, і 7, 8 контур також для регулювання температури в залежності від рівня. Для вимірювання рівня я вибрав рівнемір ЭХО який вимірює, показує і видає за допомогою вбудованого нормуючого перетворювача уніфікований сигнал. Вторинним приладом даних контурів я вибрав прилад — А — 100, який при зменшенні рівня передає сигнал на регулятори температури на об'єктах, які в свою чергу блокують нагрів тенів в ЖЄ, та ПГ.

Шостий контур FЕ (поз 6а), призначений для вимірювання розходу пари в парогенераторі. Для вимірювання розходу я вибрав розходомір королісовий Метран -360, техн. характеристики якого:

— Вимірювальне середовище — гази, рідини (емульсії, суспензії, тяжкі, високовязкі середовища, мазут, бітум, гудрон);

— Температура: вим. середовища: -40.125 С (інтегрований онтажвим. перетворювача), -40.150 С (віддалений монтаж);

— Робочий надлишковий тиск в трубопроводі до 10 Мпа;

— Умовний діаметр трубопровода Ду 15, 25, 50 мм;

— Похибка 0,5%.

В наявності розходоміра є вбудований блок живлення який забезпечує можливість роботи від різних джерел живлення. Також в ньому вбудований нормуючий перетворювач, що дає можливість підключати розходомір безпосередньо до регулятора.

Контур FE (поз. 6а) призначений для вимірювання та регулювання з розходу пару. Первинним перетворювачем служить розходомір Коріоліса. Вторинним приладом є регулятор ИРТ 5300 (поз.6в) для здійснення командного сигналу на виконавчий механізм, а далі воздії на рег. орган.

ИРТ 5 300 призначені для вимірювання і регулювання температури, а також тиску, розходу, рівня, маси, фізичних величин, значення яких може бути перетворено в уніфікований сигнал 0 — 5 або 4 — 20 мПа.

— вхідний сигнал — 0 — 5, 4 — 20 мПа.

— діапазон вимірюваних температур 0 — 400

— живлення (220) В, 50 Гц

— споживаємо потужність — не більше 8 Вт

— маса — 0,4 кг

— габаритні розміри: 96*48*80 мм.

В кожному контурі з регулюванням після регулятора встановлено блок ручного управління БРУ-10 (БУ-1.БУ-5).

4.5 Опис монтажу зовнішніх електричних і трубних проводок з приведенням розрахунку розмірів захисних труб, коробів, лотків

Імпульсною лінією зв’язку називається трубна проводка (або її частина), яка з'єднує відбірний пристрій або місце вимірювання з первинним контрольновимірювальним приладом, датчиком або регулятором і призначена для передачі воздії контролюємого чи регулюємого середовища на чутливі органи котрольно-вимірювальних приладів, датчиків чи регуляторів не безпосередньо або через розділюючі середовища (рідини або газ).

До імпульсних ліній зв’язку входять також капіляри манометричних термометрів і регуляторів температури, які з'єднують термочутливі елементи (термобалони) з манометричними вимірювальними пристроями приладів і регуляторів.

Імпульсні трубні проводки в залежності від вимірюваного чи регулюємого середовища можуть виконуватися з самих різноманітних труб. Найчастіше для них використовують стальні цільнотянуті труби, зварні водогазопроводні, стальні електрозварні (при необхідності - із спеціальних легованих сталей), червономідні цільнотянуті, поліетиленові і полівінілхлоридні труби.

З'єднувальні лінії для обв’язки приладів, встановлених по місцю і на стендах, монтують по найкоротшому шляху вертикально або з уклоном до горизонталі не менше 1:10. Довжина лінії повинна бути такою, щоб температура речовини не відрізнялась від температури навколишнього середовища, але вона не повинна перевищувати найбільшої допустимої довжини, яка вказана в інструкції по монтажу і експлуатації.

Внутрішній діаметр з'єднувальних ліній приймається не менше 8 мм, а внутрішній діаметр труб, з'єднують звужуючий пристрій з урівнюючими або розділюючими судинами, — не менше 12 мм.

Згини труб з'єднувальних ліній повинні бути плавними.

Перед дифманометрами на імпульсних трубках повинні бути встановлені гольчасті вентилі. В кінці кожної імпульсної трубки передбачено вентилі для зливу осаду.

4.6 Вибір та монтаж щита автоматизації в умовах конкретної технологічної ділянки з приведенням розрахунку його оптимальних розмірів Щити, пульти і штативи використовують в системах автоматизації технологічних процесів в якості пристроїв на яких розміщують електричні, пневматичні і гідравлічні прибори і апаратура контролю, управління, регулювання і живлення.

Щити, пульти і штативи установлюють у виробничих чи спеціальних щитових приміщень (диспетчерських, операторських, апаратних і т. д.) при наступних умовах:

1. температура навколишнього повітря 1…35 °С і відносної вологості 65% при 20 °C і не більше 80% при 25 °C;

2. навколишнє середовище — невибухоі непожежонебезпечне, не мають в наявності агресивних газів і парів, а також виробничої пилюки в кількостях, що викликає корозію чи порушує нормальну роботу щитів і пультів;

3. висота над рівнем моря не більше 1000 м;

4. відсутність можливості механічних пошкоджень і попадання на щити і пульти води, пару, газів, кислоти, агресивних рідин і горючо-змащувальних матеріалів.

Всі щити, пульти і штативи виготовляють у відповідності з ОСТ 36.13−76. При проектуванні загальних видів щитів і пультів рекомендується орієнтуватися на установку і кріплення засобів автоматизації, апаратури управління і допоміжної апаратури.

Типи і розміри щитів і пультів призначені для стаціонарних установок автоматизації з нормальними умовами експлуатації. Можна приміняти:

1. малогабаритні щити;

2. окремо стоячі пульти, що установлюються в диспетчерських пунктах;

3. окремо стоячі пульти з передпультниками.

Типи і розміри щитів і пультів, призначені для стаціонарних установок автоматизації в пожежонебезпечних приміщеннях, агресивних середовищах, запиленої атмосфери і в умовах вібрації, не повинні мати додаткових пристроїв. Наприклад: ущільнення, амортизацію, прибічну і витяжну вентиляції.

При виборі типів щитів, пультів і штативів і їх габаритних розмірів, слід враховувати:

1. призначення;

2. кількість і габарити засобів автоматизації і електроапаратури;

3. компоновку засобів автоматизації і сигналізуючої апаратури на передніх панелях і в середині щитів і пультів;

4. зручність монтажу і обслуговування в умовах експлуатації;

5. правила техніки безпеки в частинах, що потребує проходження в середині щитів, відстань між струмоведучими частинами засобів автоматизації і електроапаратури;

6. розміри приміщень і умови, в яких передбачається установка щитів.

Щити і пульти мають пристрої для кріплення ввідних в них кабелів і труб, а також пристрої для їх надійного і безпечного транспортування.

Щити і пульти повинні мати вирізи і отвори під прибори і апаратуру, а в необхідних випадках і конструкції для їх кріплення.

Для установки приладів і засобів автоматизації для даної системи я врахував всі потрібні параметри для вибору щитів і вибрав щит панельний каркасний двохсекційний ЩПК-2-ЗП. Габаритні розміри щита: висота 2200 мм, перша панель -800мм, друга — 600 мм, глибина — 600 мм. ЩПК встановлюється на закладні конструкції. 1]

4.7 Монтаж приладів автоматизації на щиті

При компоновці засобів автоматизації, апаратури та електровимірювальних приладів, що проектуються для установок на фронтальних площинах щита і на робочих площинах пульта рекомендується враховувати:

1. прийняту проектом організації управління об'єктом;

2. їх призначення і кількість;

3. зручність монтажу і експлуатації;

4. розміщення штуцерів і вводів;

5. зручність монтажу і обслуговування електричних і трубних проводок.

У випадках коли прийняття проектом організація управління об'єктом передбачає наявність щитів без пультів, на фронтальних площинах щитів компонуються:

1. контролюючі та регулюючі прилади;

2. світлосигнальна апаратура;

3. мнемосхеми;

4. перемикачі до приладів (вимірювальних ланцюгів та імпульсних ліній);

5. апаратура управління оперативного призначення.

Рекомендована висота установки засобів автоматизації приведена в таблиці № 2. висота дана від підлоги приміщення до нижнього краю приладів та апаратури управління. 1]

На даному вибраному щиті ЩШПр — 3Д, встановлено прилади:

— Сигнальна лампочка HL 1 (1 шт)

— Реєструючий прилад по температурі Альфалог

— Реєструючий і регулюючий прилад, А — 100, по рівню

— Регулятори ИРТ 5 300 (температура, рівень, розхід.) (5 шт)

— Блоки ручного управління БРУ 10 (5 шт)

4.8 Розрахункова частина

4.8.1 Розрахунок звужуючого пристрою Тип звужую чого пристрою — дискова діафрагма. Тип дифманометра — мембранний дифманометр без розділюючи посудин.

1. Абсолютна температура перед звужуючим пристроєм Т=273,15+25=298,15К

2. Абсолютний тиск перед звужуючим пристроєм Р_а=Р_н+Р_б=2,0+1=3 кгс/см²

3. Густина суміші при нормальних умовах с=С₄Н₁₀=2,4947×0,004=0,99 758

4. Показник адіабати суміші

5. Поправочний коефіцієнт розширення трубопроводу К=1.

6. Визначення псевдо критичного тиску Р_пк=30,168· 0,5993·(20,831−0,99 788)+(0,014·0,0273))=

=48,210 961

7. Приведений тиск

8. Приведена температура

9. Коефіцієнт стискування К_с=1· 0,005=0,005

10. В’язкість

W=20,75· 10^-6кгс/см².

11. Число Рейнольдса

12. Визначаємо допоміжну величину С.

За допомогою правил R_Д додаток 32 по графіку.

13. Визначаємо т (по таблиці 32) т=0,08.

14. Тиск перепаду Р_п=0,001кгс/см².

15. Визначаємо діаметр отвору діафрагми Таким чином для вимірювання витрат пару в межах 120 м³/год потрібна діафрагма ДК7 (рис. 1) з діаметром отвору 31,02.

; 0,05?т?0,7.

4.8.2 Розрахунок регулятора в довільному контурі автоматичного регулювання з приведенням в проекті кривої перехідного процесу та її параметрів Основними умовами при виборі регулятора, являється якість регулювання. Щоб отримати потрібний характер процесу регулювання необхідно забезпечити визначення динамічної влативості системи регулювання.

Щоб вибрати регулятор необхідно знати:

максимальне значення відхилення;

умови робочого регулювання — вимоги до якості регулювання і збудження технологічного процесу;

показники якості регулювання.

На даний час багато різних приблизних і більш точних методів розрахунку параметрів настройки автоматичних регуляторів. Кожен з цих методів дозволяє знайти значення параметрів, що забезпечує конкретний характер процесу регулювання.

Рекомендовані настройки регуляторів П-, І-, ПІ-, та ПІД-дії дозволяють одержати любий із трьох типових процесів регулювання:

аперіодичний, з мінімальним часом регулювання;

з 20%-ним перерегулюванням;

процес з мінімальною квадратичною площею відхилення.

Щоб знайти настройки, потрібно вибрати тип процесу регулювання і знати динамічні параметри об'єкту:

час запізнення, с;

постійна часу Т, с;

коефіцієнт передчачі k_об, %.

Процес переддефекації є неперервним, а об'єкт регулювання — статичним.

Розрахунок Т₀= 80 с, ф=30, к₀=1,15

Для Ирегулятора:

К_р = 111,7 К₀*Т₀ = 111,7*1,15*80 = 000,6

Для Прегулятора:

К_р = 0,7*Т₀/к₀ф = 0,7*80/1,15*30 = 1,62

Для ПИрегулятора:

К_р = 0,7*Т₀/К₀ф = 0,7*80/1,15*30 = 1,62

Тн =ф+0,3Т₀ = 30+0,3*80 = 54

Для ПИД — регулятора:

К_р = 1,4*Т₀/К₀*ф =1,4*80/1,15*30 = 3,25

Т_н = 2,0*ф = 2,0*30 = 60с Т_п = 0,4*ф = 0,4*30 = 12

ф /Т₀ = 30/80 = 0,375

З даного розрахунку я визначив що мені підходить ПИрегулятор.

4.8.3 Розрахунок за вибором керівника дипломного проекту В АСР, виконаний нагріваючий елемент із двух секцій, опори який рівні та однакові: R1 = R2 = 1800 Ом.

При включенні регулятора ці секції з'єднуються паралельно, а при включенні вони з'єднується послідовно.

Знаходимо опори нагріваючого елемента при включенні регулятора:

R= R1R2 / R1 + R2= 900 Ом.

Виходячи з цього, регулююча воздія регулятора при його включенні

B1 = 0,5.

Визначимо кількість енергії за одиницю часу, яка виділяється нагріваючим елементом при включенні регулятора:

Q o.h.o. = U? h / R1 + R2 = 150? / 3600 = 6,25 Дж/с.

Так як при виключеному регуляторі в об'єкт буде поступати деяка зменшена кількість енергії Q o.h.o., тоді при достатньому довготривалому виключенні регулятора температура в печі в встановленому стані понизиться тільки до деякого значення Q o.h.o., яке буде вище значення температури оточуючого середовища. Для об'єкта це рівноцінно неповному відтоку енергії в оточуюче середовище.

В нашому випадку Q o.h.o.= k об Q o.h.o = 12 * 6,25 = 75? С. Таким чином, ми маємо автоматичну систему регулювання з неповним відтоком енергії.

Регулююча воздія на об'єкт при включенні регулятора дорівнює:

В 2н = Q o — Q o.h.o/ Q o = 16,7 — 6,25 / 16,7 = 0,625.

Діапазон коливань регулюємої величини

?х н. о = (0,5 + 0,625)(1- е? ??) + 0,0102 е? ?? = 0,065

Діапазон коливань регулюємої величини при неповному відтоці зменшується на:

?х — ?х н. о /?х * 100 = 16,6 -13 / 16,6 * 100 = 21,7%

4.9 Таблиці з'єднань та підключень

5. Техніка безпеки, протипожежний захист, охорона навколишнього середовища

5.1 Основні заходи по техніці безпеки і охорони праці при монтажі, експлуатації і ремонті засобів автоматизації

Умови безпеки електрокотла, повинні бути забезпечені експлуатаційним

Підприємством в залежності з «Правилами безпечної експлуатації електроустановок споживачів» ДНАОП 1.1.10 — 1.02 — 97 і «Правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів»

ДНАОП 0.00 — 1.21−98.

До експлуатації допускаються люди, персонал, які пройшли інструктаж по даній інструкції і навчання по правилам безпеки праці.

По типу захисту від ураження електричним струмом паровий електричний котел відповідає об'єктам 1 класу по ГОСТ 12.2.007.0.

По степіню захисту від вологи, електрокотел виконан в каплезахисному виконанні.

Переріз заземляючого провідника повинно бути розраховано на довготривале проходження струму не менше 150 А.

Не допускається будівництво наладок, регулювання температури і ремонт при ввімкненому котлі.

Після перебування електрокотла в умовах низьких температур і підвищеної вологості перед ввімкненням в електромережу необхідно витримати його в приміщенні з позитивною температурою не менше 8 годин.

При постановці котла на довготривале зберігання в неотеплених приміщеннях необхідно повністю злити воду з ПГ, напорних патрубків, і ЖЄ.

5.2 Загальні заходи протипожежного захисту та охорони навколишнього середовища До роботи по обслуговуванню засобів допускаються оператори з кваліфікацією, необхідною необхідного для виконання даних робіт, що пройшли інструктаж по техніці безпеки на робочому місці.

Робітники, зайняті безпосередньо в процесі виробництва, повинні знати:

Ш Пристрій обслуговуючого обладнання;

Ш Застосовану контрольно — вимірювальну і регулюючу апаратуру;

Ш Небезпечні і шкідливі виробничі фактори, що діють на робочих;

Ш Безпечні прийоми роботи, правила та інструкції по техніці безпеки і пожежної безпеки, дії під час аварійної ситуації (при вибуху, пожежі, підвищеній загазованості і т.д.).

Інженерно-технічний персонал, крім перелічених вище вимог для робочих, повинен знати технологію всього процесу, її особливості і взаємодію із суміжними технологічними ділянками.

Дії інженерно-технічного персоналу і робочих, зайнятих безпосередньо в процесі виробництва, при можливості виникнення аварійних ситуацій повинні бути регламентовані інструкціями, затвердженими адміністрацією підприємства.

Конкретні вимоги безпеки з врахуванням специфіки технології, обслуговування і організації праці на кожному робочому місці, включаючи місця і правила безпеки відбору проб для лабораторного технологічного контролю, повинні бути відображені в інструкціях по охороні праці.

На кожному робочому місці повинні бути інструкції по охороні праці, розроблені з урахуванням специфіки виконання роботи, з привласненням їм відповідних номерів, реєстрації в відділі праці підприємства.

При монтажі систем КІП і А необхідно дотримуватись організаційно-технічних і технологічних заходів.

До таких заходів відносяться: склад технологічної карти монтажних робіт, передбаченими проектними рішеннями. Ця технологічна карта повинна входити до складу пояснюючої записки проекту «Проведення монтажних робіт».

Під час монтажу трубних і електричних проводок несучі конструкції зварюють, труби і кабелі кріплять до них стандартними кріплючими виробами. В категоричних виробничих приміщеннях імпульсні трубні проводки та захисні трубопроводи кріплять накладними пакетними або одинарними скобами.

Під час під'єднання блоків і одинарних трубних проводок забороняється знешкоджувати щілини.

Під час випробувань трубних проводок, які знаходяться під надлишковим тиском, місця розташування заглушок та інші небезпечні місця необхідно відмітити попереджувальним написами і перебування персоналу біля них забороняється.

При продувці ліній під тиском та при продувці паром слід бути обережним, так як можна отримати опік під час продувки паром. Під час пневматичних випробувань трубних проводок повинна бути чітко визначена охоронна зона на відстані 25 м від місця випробування. Так як під час випробування в даній зоні заборонена присутність людей, то перевірка трубопроводу проводиться тільки після зняття тиску.

На працюючих котлах, паронагрівачах, економайзерах забороняється проводити навіть дрібні ремонтні роботи: подчеканку швів, підтяжку сальників арматури, болтів фланцевих з'єднань, люків, лазів.

Ремонтні роботи можна розпочинати після відключення всіх трубопроводів установкою заглушок і газоходів котла від з'єднаних діючих котлів. На парових котлах тиск слід знизити до атмосферного і відкрити повітряники. На всіх запірних пристроях необхідно повісити плакати, які попереджують про проведення робіт і заборонене включення цих пристроїв. Відкривати люки і лази котла дозволяється після його охолодження і вивільнення від води.

Працювати в середині котла і в газоходах дозволяється тільки по письмовому наряду-допуску, який відповідає посаді. При цьому дозволяється використовувати тільки електричні лампи з напругою не більше 12 в. Приєднуючий шнур повинен бути справним і захищеним резиновою трубкою. Лампи повинні бути захищені сіткою, щоб запобігти від проскока полум’я.

Очистку і ремонт топок і газоходів дозволяється проводити після того, як котел повністю остив і добре провентильований. При температурі 50−60⁰С перебування людини в зоні виконання робіт не повинно перевищувати 20 хвилин. Температура всередині барабана котла, в якому ведуться роботи, не повинна перевищувати 45⁰С. При цьому в барабан слід подавати свіже повітря.

Після закінчення робіт необхідно провірити, чи не залишились в топці, газоходах або барабані сторонні предмети і інструменти або кого-небудь із працюючих із-за втоми або втрати свідомості. Перед закриттям люків і лазів слід провірити наявність і справність пристроїв, що встановлюються всередині котла. Відкривати запірні пристрої після закінчення робіт дозволяється тільки по письмовому наряду-допуску, як і перед початком робіт.

Роздивлятися і ремонтувати насоси і тягодуттєві машини дозволяється тільки після повної запинки і забезпечення неймовірності їх випадкового включення. Ремонт пускової електричної апаратури і штепсельних з'єднань, заміну запобіжників і освітлювальних ламп повинні виконувати тільки електрики.

В кожній котельні, а в крупних котельнях по кожному її приміщенню наказом призначається особа, яка відповідає за дотримання правил пожежної безпеки, справний стан пожежного інвентарю і первинних засобів пожежегасіння. Прізвища і посади цих осіб надписують на спеціальних табличках, які вивішують у відповідних приміщеннях. Котельні повинні бути оснащені: Пінними вуглекислотними вогнегасниками, ящиками з піском, азбестовими полотнами, протипожежним водопроводом, пожежними відрами, лопатами, сокирами та інше, а також засобами зв’язку або оповіщення про пожежу.

Вогнегасники встановлюють або підвішують на висоті 1−1,5 м від підлоги до верхньої ручки в доступних місцях, де немає опалюючи приладів. Кожний вогнегасник має бути помічений порядковим номером і мати паспорт встановленої форми.

Пісок слід зберігати в дерев’яних або металічних ящиках з щільнозакривающимися кришками. Пісок повинен бути сухим, без комків. Біля кожного ящика повинні бути дві залізні лопати. Азбестові полотна рекомендується зберігати в металічних закритих футлярах, періодично їх просушувати і очищати від пилу.

Крани протипожежного водопроводу повинні бути оснащені брезентовими шлангами з брандспойтами.

З'єднувальні головки кранів і шлангів повинні мати резинові прокладки.

Ящики і щити, де зберігається протипожежний інвентар, ручки лопат і пожежних сокир красять в червоний колір, а металічні частини періодично очищають і змазують для запобігання корозії.

В приміщеннях котельної забороняється зберігати легкозаймисті і горючі рідини, сушити на котлах або котельному обладнанні матеріали, здатні загоратися, вести які-небудь роботи, не пов’язані з експлуатацією котельні, загород жати проходи до протипожежного інвентарю і первинних засобів пожежегасіння.

Газ, що загорівся в місці витіку можна погасити, якщо закидати полум’я піском, накинути на нього азбестове полотно або збити полум’я струєю інвентарного газу, води, водяного пару.

При виникненні пожежі черговий персонал повинен оповістити про це старшого по зміні і пожежну охорону підприємства або міську пожежну команду і приступити до гасіння джерела горіння з допомогою первинних засобів пожежегасіння. Однак контроль за основними параметрами котельної установки при цьому не повинен припинятися. Якщо під небезпекою знаходяться котли або котельні обладнання, то котли необхідно відключити в аварійному порядку.

6. Економічна частина

6.1 Розрахунок величини капітальних вкладень Обсяг капітальних вкладень складається з:

Вартості засобів автоматизації

Транспортних витрат Вартості монтажних робіт

6.1.1 Кошторисно — фінансовий розрахунок витрат на придбання та монтаж засобів автоматизації

— Вартість придбання обладнання, приладів визначається за цінами на ринку на 01.01.2005 р.

— Транспортні витрати приймаються в межах середніх транспортних витрат за даними підприємства на ВАТ «РОЗМА» і дорівнюють 5%.

-Вартість монтажних робіт приймається за укрупненими показниками в розмірі 10% від вартості обладнання, приладів.

-Вартість неврахованого обладнання та приладів — 2% від вартості обладнання.

Кошторисно — фінансовий розрахунок Таблиця 1