Описание:

Цената на енергията е значителна част от експлоатационните разходи за всяка търговска сграда. Модернизацията на инженерните системи може да намали тези разходи. Капиталните инвестиции в модернизацията на котелното оборудване в много случаи имат кратък период на изплащане.

Икономическа ефективност на модернизацията на котелното

Цената на енергията е значителна част от експлоатационните разходи за всяка търговска сграда. Модернизацията на инженерните системи може да намали тези разходи. Капиталните инвестиции в модернизацията на котелното оборудване в много случаи имат кратък период на изплащане.

Високоефективно регулиране

Един от най-добрите начини за осигуряване на ефективна работа на котелна инсталация е високоефективното регулиране, което може да се приложи както за парни, така и за водни котли. Високоефективното регулиране спестява средно от 4 до 5% от използваната топлинна енергия и се изплаща в рамките на една година.

Как може да се подобри ефективността на котела? Известно е, че при определено съотношение на разход на въздух и гориво, най-пълното изгаряне настъпва вътре в котела. В този случай е необходимо да се постигне провеждането на горивния процес с минимално количество излишен въздух, но със задължително условие за осигуряване на пълно изгаряне на горивото. Ако излишният въздух се подава към пещта в по-голямо количество от необходимото за нормалното протичане на горивния процес, тогава излишният въздух не гори и само безполезно охлажда пещта, което от своя страна може да доведе до загуби поради химическо непълно изгаряне на горивото.

Необходимо е също така да се контролира температурата на димните газове. При надценена температура на димните газове на изхода на котела, ефективността на агрегата е значително намалена поради отделянето на излишна топлина в атмосферата, която би могла да се използва по предназначение. В същото време при работа на течни горива температурата на димните газове на изхода на котела не трябва да пада под 140 °C със съдържание на сяра в горивото не повече от 1% и под 160 °C със сяра съдържание не повече от 2-3% в горивото. Тези температури се основават на точката на оросяване на димните газове. При тези температури започва процесът на утаяване на кондензат в пожарните тръби и камерата за събиране на дим. Когато сярата, съдържаща се в горивото, влезе в контакт с кондензат, поради химическа реакция, първо се образува сярна, а след това сярна киселина. Резултатът е интензивна корозия на нагревателните повърхности.

За да се постигне по-голяма ефективност на прецизното регулиране, е необходимо първо да се извърши основно почистване на пещта и комините. За намаляване на излишния въздух и намаляване на температурата на димните газове е необходимо:

– премахване на течове в горивната камера;

– проверете тягата на комина, ако е необходимо, монтирайте амортисьор в комина;

– увеличаване или намаляване на номиналната входна мощност на котела;

– следи за съответствието на количеството въздух за горене;

– оптимизиране на модулациите на горелката (ако горелката е оборудвана с тази функция).

За газови котли, като използвате газомер и хронометър, можете да разберете дали необходимото количество гориво се подава към горелката. Ако котелът работи на масло, тогава се проверява дали дебитът, измерен от дюзата на потока, и налягането, генерирано от маслената помпа, са подходящи за ефективната работа на котела.

За оценка на ефективността на горене се използва анализатор на отработени газове. Измерванията се правят преди и след настройката.

Най-подходящи за високоефективно регулиране са котлите с газ и нафта под налягане. По-малко подходящи са котлите с двойни горивни горелки, както и газовите котли с атмосферни горелки.

За горелки с двойно гориво, работата с едно гориво често е компромис за поддържане на производителността на различно гориво. А настройката на газови котли с атмосферна горелка е ограничена от техническите разпоредби и физическите характеристики на оборудването.

Прокарайте регулация

За чугунени котли в отоплителни системи, при регулиране на подаването на топлина към отоплителната система според температурата на вътрешния въздух в контролната зала на сградата (контрол „по отклонение“), може да се извършва чрез периодично изключване системата (регулиране чрез "пропуска") с помощта на температурен сензор. Това ще спести от 10 до 15% от консумираната топлинна енергия и ще се изплати в рамките на две години.

За стоманени котли този метод за контрол на температурата на водата е нежелан. От гледна точка на якостните характеристики за стоманен котел, голяма температурна разлика не е опасна, но котелът не трябва да работи с температура на водата в връщащия тръбопровод (на входа на котела) под 55 ° C. Факт е, че при такава температура на котелната вода температурата на димните газове в точките на контакт със стената на пожарната тръба може да бъде под температурата на точката на оросяване, което ще доведе до образуване на конденз по стените на пожарогасителни тръби и водят до преждевременната им корозия. Ето защо по-често те използват контрол на температурата на водата с помощта на трипътен клапан с температурен сензор, минусът на този метод е дълъг период на изплащане, от 5 години и повече. Като алтернатива може да се използва контрол на процепа в комбинация с термостатичен сензор за температура на връщащата вода. Този метод е по-малко икономичен и ще се изплати в рамките на 4-5 години.

Контрол на изключване

В общата практика през есента, с настъпването на отоплителния период, оперативната служба стартира отоплителната система и я изключва само през пролетта. Това води до факта, че дори в топлите дни котелът не се изключва и продължава да работи.

Автоматичното управление чрез изключване при достигане на външната температура +8 °C може да спести от 3 до 5% от консумираната топлинна енергия и се изплаща за 2-3 години.

Контрол на цикъла на котела

Ако работата на котела се регулира чрез „пропуски“ в зависимост от външната температура, често възниква следният проблем: през преходни периоди, когато външната температура се променя драстично през деня, цикълът на включване/изключване на котела обикновено е кратък, тръбите и нагревателите нямат време да се затоплят правилно и това води до недотопляне на сградата; през зимата, когато студената температура е постоянна, цикълът на включване/изключване на котела е прекалено дълъг, което води до прекомерно прегряване на сградата. За да премахнете този проблем, се препоръчва да инсталирате контролер, който регулира минималното и максималното време на включване на котела. Това спестява от 3 до 5% от консумираната топлинна енергия и се изплаща за около 3 години.

Подготвена статия Н. А. Шонина, старши преподавател в Московския архитектурен институт

Федерална държавна бюджетна образователна институция
Висше професионално образование
Липецки държавен технически университет

Катедра Индустриална топлоенергетика

абстрактно
„Подобряване на ефективността на котелни агрегати и котелни помещения“

Изпълнено от: Бондарева П.М.
Прието от: Дождиков V.I.

Липецк 2011г
Съдържание
Въведение

Енергиен одит на котелното ………………………………………………………………………………3
Контрол върху температурата на димните газове и излишния въздух в тях. девет
Изготвяне на режимни карти ………………………………………………………….12
Регулиране с висока ефективност ……………………………………………………14
Използване на вторични емитери …………………………………………..18
Монтаж на модернизирана горелка с гнездо на огнището в студената фуния на котела (за котли PTVM-100 и PTVM-50 ……………………………20
Интегрирани технологии за подобряване ефективността на котелни в общинската енергетика …………………………………………………………….22
Библиографски списък …………………………………………………………28

Въведение
Въпросите за спестяване на горивно-енергийни ресурси са от голямо значение във всички сектори на националната икономика и особено в енергетиката, основната горивна индустрия. Във всяка станция, в котелното се разработват организационни и технически мерки за подобряване на технологичните процеси, модернизиране на оборудването и подобряване на уменията на персонала.
По-долу ще бъдат разгледани някои начини за подобряване на ефективността на котелното устройство и на котелната сграда като цяло.

Енергиен одит на котелното

Енергоспестяването в котелна сграда, разбира се, започва с енергийно проучване (енергиен одит) на котелното помещение, което ще покаже реална оценка на ефективността на използването на съществуващото оборудване на котелната къща и отоплителната система като цяло, както и да определи потенциала за енергоспестяващи мерки и начина за тяхното прилагане.
Основната задача на енергийната инспекция на котелното помещение е да определи:

Действителни показатели за работа на оборудването на котелното помещение.
Сравнение на съществуващи показатели за ефективност на котелното с нормализирани стойности.
Идентифициране и анализ на причините за несъответствието между действителните стойности на ефективността на котелната и нормализираните.
Начини за постигане на енергийно ефективна работа на котелната.

Енергийният одит на котелното се състои от следните стъпки:

събиране и документиране на информация - определяне на основните характеристики на обекта на изследване: информация за оборудването на котелната, динамиката на потреблението на енергия, информация за консуматорите на топлина и др. Определят се също обемите и точките на измерване на топлинна и електрическа енергия.;
инструментално проучване - попълва липсващата информация за количествените и качествените характеристики на потреблението на енергия и ви позволява да оцените съществуващата енергийна ефективност на котелната сграда;
изследване и обработка на резултатите и техният анализ - измервания с помощта на съществуващи измервателни уреди или при липса на преносими специализирани устройства .;
разработване на препоръки за енергоспестяващи мерки и изготвяне на доклад.

При инструменталното изследване на котелно помещение обикновено се използват следните измервателни уреди и системи:

Анализатор на горене
Термовизионен апарат (термовизионен фотоапарат)
Цифров термометър
Безконтактен инфрачервен термометър
Трифазен анализатор на мощност
Ултразвуков течен разходомер
Ултразвуков дебеломер

Набор от горните устройства ви позволява да извършвате почти всички необходими измервания по време на енергийния одит в котелното помещение.
Когато разработвате събития, трябва:
1) определя техническата същност на предложеното подобрение
и принципи за получаване на спестявания;
2) изчисляване на потенциалните годишни спестявания във физическо и парично изражение;
3) определя състава на оборудването, необходимо за изпълнение на препоръката, неговата приблизителна цена, разходите за доставка, монтаж и въвеждане в експлоатация;
4) оценка на общия икономически ефект от прилагането на предложените мерки, като се вземат предвид горните точки.
След оценка на рентабилността, всички препоръки се класифицират според три критерия:
1) безплатно и евтино - извършва се по реда на текущия
дейности на котелно помещение;
2) средна цена - извършва се, като правило, за сметка на собствените средства на котелното;
3) висока себестойност - изискват допълнителни инвестиции.
В табл. Таблица 1 показва най-широко използваните препоръки с приблизителна оценка на тяхната ефективност.
Мерки за пестене на енергия

п/п Събитие Оценка на ефективността на събитието 1 Изготвяне на ръководства и режимни карти за експлоатация, управление и поддръжка на оборудването и периодично наблюдение от ръководството на институцията за тяхното изпълнение 5-10% от изразходваното гориво 2 Поддържане на оптимална стойност на коефициента на излишния въздух 1-3% 3 Инсталиране на воден повърхностен икономийзер след котела до 5-6% 4 Приложение зад котелни агрегати на инсталации за дълбока рекуперация на топлина, инсталации за използване на латентната топлина на изпаряване на димните газове (контактен топлообменник) до 15% 5 Повишаване на температурата на захранващата вода на входа в барабана на котела 2% за всеки 10°C 6 Подгряване на захранващата вода във водния икономийзер 1% за всеки 6 °C 7 Поддържане на външните и вътрешните нагревателни повърхности на котела чисти до 10 % 8 Използване на топлинни емисии от котли чрез вземане на топъл въздух от горната зона на котелното помещение и подаване към смукателния тръбопровод на вентилатора 1-2% 9 Топлоизолация на външни и вътрешни повърхности на котли и топлопроводи, уплътняване на пътя и клапаните на котлите (температурата на повърхността на облицовката не трябва да надвишава 55 °C) до 10 % 10 Преобразуване на котелни на газово гориво цената на 1 Gcal се намалява 2-3 пъти 11 Монтаж на счетоводни системи за горива, електричество, вода и топлоснабдяване до 20% 12 Автоматизация за управление на котелното помещение до 30% 13 Модернизация на котли тип DKVR за работа в режим на топла вода повишаване на ефективността до 94% 14 Използването на честотно задвижване за контрол на скоростта на въртене на помпите, вентилаторите и димоотводите до 30% от потреблението на електроенергия

Има редица общи препоръки за пестене на енергия в котелни помещения, които включват:
1. Назначаване в котелното на отговорните за контрола на разходите за енергийни носители и провеждането на енергоспестяващи мерки.
2. Подобряване на работата на котелното и оптимизиране на работата на системите за осветление, вентилация, водоснабдяване и топлоснабдяване.
3. Спазване на правилата за експлоатация и поддръжка на системите за използване на енергия и индивидуалните електроцентрали, въвеждане на графици за включване и изключване на осветителни системи, вентилация, термозавеси и др.
4. Организация на работа по експлоатацията на лампите, почистването им, навременен ремонт на дограма, облепване на дограма, ремонт на бани и др.
5. Провеждане на разяснителна работа с работниците на котелното по въпроси на енергоспестяването.
6. Извършване на периодични енергийни одити.
7. Тримесечна проверка и коригиране на договори за потребление на енергия и ресурси с енергоснабдителните организации.
Мерки за пестене на енергия в промишлени котелни

Мерки за пестене на енергия при газови водогрейни котли

Правете RNI редовно.
През периода на междунастройка редовно извършвайте ускорени тестове и анализи на димните газове за съответствие с режимните карти.
Освобождаването на топлина трябва да се извършва в съответствие с температурните таблици.
Намалете мощността на мрежовите помпи въз основа на резултата от настройката на мрежата.
Намалете загубите поради дефекти на изолацията.
Смяна на оборудването с по-икономично.
Премахване на отворени схеми и съкращения на графика чрез подобряване на схемата за топлоснабдяване.
Борба срещу течове.
Счетоводство и анализ на всичко.
Прехвърляне на парни котли в режим на гореща вода.
Използването на честотно контролирано електрическо задвижване.
Използването на горелки, работещи с ниско съотношение на излишния въздух.
Всмукване на въздух от котелното помещение.
Премахване на вендузи в котли, работещи с вакуум в пещта.
Инсталиране на икономайзер или топлообменник.
Приложение на обезвъздушаване на водата.
Повишаване на температурата на захранващата вода.
Почистване на нагревателни повърхности от двете страни.

№ Име на събитието Срок изплащане, години Очакван икономия на гориво и енергия Разходи на изпълнение Gcal хиляди kWh тук Обща сума тук Обща сума, щатски долар САЩ 11 Монтаж на система за аварийна защита на котела на база нивото на водата в барабана 1.5 до 5% до 1500 USD САЩ 22 Оптимизиране на водно-химичния режим на парни котли 0.3 повишаване на ефективността до 5% до 20 000 долара САЩ Работа за корекция до 5000 USD 33 Осигуряване на работата на VPU при номинално натоварване 0.3 до 20 000 долара САЩ 44 Използване на кондензатна топлина в котелното за предварително подгряване на вода за HVO 1.5 Намалени разходи за WTP 55 Използването на ефективни фуражни материали (катионообменници) за пречиствателни станции за вода 0.5 Намаляване на цената на катионообменника с 2 пъти 2,9 USD за кг 66 Автоматични системи за периодично и непрекъснато продухване на котли 2-3 Намаляване на количеството прочистване с 2-3 пъти до 3000 USD 77 Внедряване на генератори на смес газ-въздух (смесване на пара и димни газове) с моментално действие 2-5 Повишена горивна ефективност с 30% 40-140дол. US за 1 kW инсталирана топлинна мощност

Енергоспестяващи мерки за котелни и пещни помещения в частни къщи и сгради с обща площ не повече от 2000 кв.м.
Модернизация и автоматизация на котелни с малък и среден капацитет:

повишаване на енергийната ефективност на котелни агрегати с
използване на нискотемпературни и кондензационни котли;
използване на нови принципи на изгаряне на гориво в котелни
агрегати;
подобряване на надеждността на котелните агрегати;
използване на съвременни горелки;
автоматизация на котелни агрегати;
автоматизация на разпределението на топлоносителя според натоварванията;
химическа обработка на водата на топлоносител;
топлоизолация на тръбопроводи;
монтаж на икономийзери на комини;
зависимо от времето управление на веригата;
модерни пожаро-газотръбни котелни агрегати.

2. Контрол на температурата на димните газове и излишния въздух в тях.

Поддържането на оптимални въздушни режими на пещта е основното условие за осигуряване на икономична работа на котела. Загубите на пещта q 3 и q 4 силно зависят от излишния въздух в горелките (? g) и в пещта (? t). Необходимо е горивото да се изгаря с излишък от въздух, който осигурява пълно изгаряне на горивото. Тези превишения се установяват по време на пускови тестове. Вентузиите в пещта имат значително влияние върху ефективността и температурното ниво на горене. Увеличаването на броя на вендузите намалява излишния въздух в горелките, ефективността на смесване на горивото и продуктите от горенето с въздуха и увеличава загубите q 3 и q 4 . За да се избегне увеличаване на загубите в пещта, общият излишък на въздух в пещта се увеличава, което също е неблагоприятно. Начините за подобряване на ефективността на процеса на пещта са премахването на вендузи в пещта, организацията на оптималния режим на горене и тестване за намиране на тези условия.
Най-големите загуби в котела са загубите с димни газове. Стойността им може да бъде намалена чрез намаляване на излишния въздух в отработените газове, температурата на отработените газове, както и чрез повишаване на температурата на въздуха, взет от околната среда.
Най-голямо внимание трябва да се обърне на намалението? Еха. Осигурява се от работата на горивната камера при минимално допустимия (според условията на изгаряне на горивото) излишък на въздух в пещта и чрез елиминиране на засмукването в пещта и газопроводите. Намаляване? uh също така позволява да се намалят загубите за собствени нужди по пътя газ-въздух и води до намаляване на температурата на отработените газове. Всмукването на въздух в пещта на газови котли с мощност 320 t/h и по-малко не трябва да надвишава 5%, над 320 t/h - 3%, а за котли на прахообразни въглища със същия капацитет, съответно 8 и 5%. Всмукването на въздуха в газовия тракт в участъка от изхода на паронагревателя до изхода на димоотводния апарат не трябва да надвишава (с изключение на пепелните колектори) при тръбни въздушни нагреватели 10%, с регенеративни 25%.
По време на работа на котела, един от основните параметри, които изискват постоянно наблюдение и изправност на устройствата, е излишният въздух в пещта или зад една от първите нагревателни повърхности. Източник на повишено засмукване на въздух в газопроводите е износването или корозията на тръбите в тръбните въздушни нагреватели (главно студени кубове), което също води до увеличаване на консумацията на енергия за тяга и взривяване и води до ограничаване на натоварването.
Температура на димните газове? зависи както от излишния въздух, така и от ефективността на нагревателните повърхности. Когато се появят замърсители по тръбите, коефициентът на топлопреминаване от газове към тръби намалява и се увеличава? Еха. За да премахнете замърсяванията, нагревателните повърхности трябва да се почистват редовно. При надграждане на котела за намаляване? Трябва обаче да се помни, че това може да причини кондензация на пари по стените на тръбите на студените кубчета на въздушния нагревател и тяхната корозия.
Възможно е да се повлияе на температурата на околната среда, например чрез превключване на всмукването на въздух (от улицата или от котелното помещение). Но в същото време трябва да се помни, че когато въздухът се взема от котелното помещение, неговата вентилация се увеличава, появяват се течения, а през зимата, поради по-ниски температури, е възможно размразяване на тръбопроводите, което води до извънредни ситуации. Поради това всмукването на въздух от котелното помещение през зимата е опасно. Естествено, през този период загубите q 2 обективно нарастват, тъй като въздухът може да има и отрицателна температура. Водачът трябва да поддържа температурата на въздуха на входа на въздушния нагревател на ниво, устойчиво на корозия, като използва отопление в нагревателите или рециркулация на горещ въздух.
Увеличаване на топлинните загуби в околната среда може да настъпи при разрушаване на облицовката, изолацията и съответното излагане на високотемпературни повърхности, при неправилен избор и монтаж на облицовката. Всички неизправности трябва да бъдат открити, когато водачът обикаля котела, записани в регистъра на дефектите и своевременно отстранени.
Доброто смесване на гориво и окислител с вихрова горивна схема дава възможност за работа на котела с намален (в сравнение с процеса на еднократно факелно горене) излишък на въздух на изхода на пещта (?=1,12…1,15) без увеличаване на горимото съдържание в летливата пепел и без повишаване на концентрацията на CO.което не надвишава 40-80 mg/nm 3 (?=1.4).
По този начин понижаването на температурата и излишния въздух в димните газове чрез повишаване на ефективността на пещта позволява да се намалят топлинните загуби с димните газове и следователно да се увеличи ефективността на „брутния“ котелен агрегат с 1–3% дори на котли, които са работили преди модернизацията 30 ..40 години.

Съставяне на режимни карти

За осигуряване на компетентна икономична работа на вахтения персонал се разработват режимни схеми, които да ги насочват в работата.
Карта на режима - документ, представен под формата на таблица и графики, в който за различни натоварвания и комбинации от оборудване са посочени стойностите на параметрите, които определят работата на котела, които трябва да се спазват. Картите на режима се съставят въз основа на резултатите от тестовете за оптимални, най-икономични и надеждни режими при различни натоварвания, качеството на постъпващото гориво и различни комбинации от работещо основно и спомагателно оборудване. В случай на инсталиране на същия тип оборудване на станцията, тестове с повишена сложност се извършват на един от котлите, а за останалите котли тестовете може да не се извършват или да се извършват в намален обхват (а използва се режимна схема на изпитваните котли). Картите на режима трябва редовно да се преглеждат и променят (ако е необходимо). Уточнения и промени се правят при преминаване към нови видове горива, след ремонтно-реконструктивни дейности.
За характерните обхвати на натоварване в режимната карта като определящи параметри се въвеждат следните параметри: налягане и температура на основната и междинната прегрята пара, температура на захранващата вода, димни газове, брой, а понякога и специфична индикация за комбинацията от работни мелници, горелки, вентилатори и димоотводи; състава на продуктите от горенето зад нагревателната повърхност, след което за първи път се осигурява достатъчно смесване на газове (конвективен пароперегревател или воден икономийзер от втория етап); индикатори за надеждността на работата на отделни повърхности или елементи на котела и индикатори, които улесняват управлението на котела или реагират най-бързо на отклонения от режима и аварийни ситуации. Като последните индикатори доста често се използват следните индикатори: температура на газа в областта на най-малко надеждно работещата нагревателна повърхност (например във ротационна камера, пред конвективна повърхност, която е замърсена или шлака и др.); устойчивост (спад на налягането) на замърсени, шлаковани и корозирали нагревателни повърхности (КПП; въздушен нагревател); разход на въздух за мелници и тяхното амперно натоварване - особено при горива с променлив състав; температура на средата и метала в едни от най-опасните нагревателни повърхности от гледна точка на прегряване.
В допълнение, режимната карта отразява честотата на включване на средствата за почистване на нагревателната повърхност и специалните условия на работа на отделните елементи и оборудване (например степента на отваряне на отделните управляващи въздушни и газови клапи, съотношението на степента на отваряне на първичните и вторичните въздушни клапи на горелките; работните условия на газопровода за рециркулация и работната среда и др.).
При изгаряне на мазут температурата на неговото предварително загряване се въвежда допълнително в режимните карти, при които се осигурява надежден транспорт на мазут през мазутни тръбопроводи и разпръскването му в дюзи.
Наред с определянето на състава на газовете, за да се определи оптималността на режима на горене, е необходимо редовно да се определя засмукването на газове в пещта и в конвективните газопроводи.
Настоящото мнение за недостатъчната опасност от засмукване на въздух в пещта, за възможността за използване на този въздух в процеса на горене е неправилно и опасно. Факт е, че по-голямата част от въздуха, влизащ в пещта с вендузи, прониква през относително малки течове в стените на горивната камера и не може да проникне дълбоко в горивната камера.
Движейки се близо до екраните, в зоната на относително ниски температури, този въздух участва слабо в горенето. В основната горивна зона няма достатъчно въздух, част от горивото, без да изгори, се изважда от пещта, повишавайки температурата там и създавайки редуцираща среда. Повишаването на температурата на горивните частици (и следователно на пепелта) и редуциращата среда засилват процеса на шлака и замърсяване на тръбите.
С оглед на важността на поддържането на оптимален въздушен режим на горивния процес, експлоатационният персонал на станцията трябва постоянно да следи изправността на устройствата за газосъстав и да следи плътността на пещта и конвективните газопроводи чрез външен преглед и определяне на засмукването. чаши.
Включените в режимната карта параметри се използват при настройка на защити и системи за автоматично управление.

Високоефективно регулиране

Един от най-добрите начини за осигуряване на ефективна работа на котелна инсталация е високоефективното регулиране, което може да се приложи както за парни, така и за водни котли. Високоефективното регулиране спестява средно от 4 до 5% от използваната топлинна енергия и се изплаща в рамките на една година.
Как може да се подобри ефективността на котела? Известно е, че при определено съотношение на разход на въздух и гориво, най-пълното изгаряне настъпва вътре в котела. В този случай е необходимо да се постигне провеждането на горивния процес с минимално количество излишен въздух, но със задължително условие за осигуряване на пълно изгаряне на горивото. Ако излишният въздух се подава към пещта в по-голямо количество от необходимото за нормалното протичане на горивния процес, тогава излишният въздух не гори и само безполезно охлажда пещта, което от своя страна може да доведе до загуби поради химическо непълно изгаряне на горивото.
Необходимо е също така да се контролира температурата на димните газове. При надценена температура на димните газове на изхода на котела, ефективността на агрегата е значително намалена поради отделянето на излишна топлина в атмосферата, която би могла да се използва по предназначение. В същото време при работа на течни горива температурата на димните газове на изхода на котела не трябва да пада под 140 °C със съдържание на сяра в горивото не повече от 1% и под 160 °C със сяра съдържание не повече от 2-3% в горивото. Тези температури се основават на точката на оросяване на димните газове. При тези температури започва процесът на утаяване на кондензат в пожарните тръби и камерата за събиране на дим. Когато сярата, съдържаща се в горивото, влезе в контакт с кондензат, в резултат на химическа реакция се образува първо сярна, а след това сярна киселина. Резултатът е интензивна корозия на нагревателните повърхности.
За да се постигне по-голяма ефективност на прецизното регулиране, е необходимо първо да се извърши основно почистване на пещта и комините. За намаляване на излишния въздух и намаляване на температурата на димните газове е необходимо:
– премахване на течове в горивната камера;
– проверете тягата на комина, ако е необходимо, монтирайте амортисьор в комина;
– увеличаване или намаляване на номиналната входна мощност на котела;
– следи за съответствието на количеството въздух за горене;
– оптимизиране на модулациите на горелката (ако горелката е оборудвана с тази функция).
За газови котли, като използвате газомер и хронометър, можете да разберете дали необходимото количество гориво се подава към горелката. Ако котелът работи на масло, тогава се проверява дали дебитът, измерен от дюзата на потока, и налягането, генерирано от маслената помпа, са подходящи за ефективната работа на котела.
За оценка на ефективността на горене се използва анализатор на отработени газове. Измерванията се правят преди и след настройката.
Най-подходящи за високоефективно регулиране са котлите с газ и нафта под налягане. По-малко подходящи са котлите с двойни горивни горелки, както и газовите котли с атмосферни горелки.
За горелки с двойно гориво, работата с едно гориво често е компромис за поддържане на производителността на различно гориво. А настройката на газови котли с атмосферна горелка е ограничена от техническите разпоредби и физическите характеристики на оборудването.
Прокарайте регулация
За чугунени котли в отоплителни системи, при регулиране на подаването на топлина към отоплителната система според температурата на вътрешния въздух в контролната зала на сградата (контрол „по отклонение“), може да се извършва чрез периодично изключване системата (регулиране чрез "пропуска") с помощта на температурен сензор. Това ще спести от 10 до 15% от консумираната топлинна енергия и ще се изплати в рамките на две години.
и др................. Публикувано: 15.11.2009 | |

4. Методи за подобряване на ефективността на разпределението на топлината

Намаляване на разхода на горивоможе да се осигури чрез висококачествено горене и намаляване на нерационалните топлинни загуби. Висококачественото автоматично управление на процесите за генериране и разпределение на топлина осигурява значителни икономии на горивни и енергийни ресурси. Значителни спестявания на топлинна енергия и подобряване на производителността на оборудването също могат да бъдат постигнати чрез модернизация на хидравличната схема.

Хидравличната верига оказва значително влияние върху процеса на генериране и разпределение на топлината и експлоатационния живот на котелното оборудване. Следователно, когато го разглеждате, е необходимо да се вземат предвид следните параметри - почасова динамика на температурните промени, разходи за отделни вериги и относителния коефициент на обема на котелната вода към общия обем вода в отоплителната система еотносно.

Температурата на връщащата вода също е важен параметър. За да се предотврати образуването на кондензат в котела и димните газове, температурата на връщащата вода трябва винаги да се поддържа над точката на оросяване, т.е. средно от +50 до +70 °C. Изключение правят котлите от кондензационен тип, при които при ниски температури на връщащата вода процесът на кондензация се засилва и в резултат на това се повишава ефективността.

В същото време, ако е o ≤ 10%, е необходимо да се вземат допълнителни мерки, за да се гарантира поддържането на желаната температура на връщащата вода. Такива мерки са организацията на смесването, разделянето на вериги от топлообменници, инсталирането на смесителни клапани и хидравличен сепаратор (стрелки). В допълнение, важен фактор за намаляване на консумацията на гориво и електрическа енергия е определянето на потока на охлаждащата течност през котела (група котли) и определянето на оптималния поток ( снимка девет).

Модернизация на тръбопроводите на котела

За модернизиране на тръбопроводите на котлите могат да се препоръчат прости мерки и устройства, които могат да бъдат произведени от обслужващия персонал. Това е създаването на допълнителни вериги в системата за топлоснабдяване; монтаж на хидравличен сепаратор ( ориз. 10а), което ви позволява да регулирате температурата и налягането на охлаждащата течност и схемата на паралелни потоци ( ориз. 10 б), което осигурява равномерно разпределение на охлаждащата течност. Температурата на отоплителната среда трябва постоянно да се регулира спрямо промените във външната температура, за да се поддържа желаната температура в свързаните вериги. В тази връзка важен резерв за спестяване на гориво е максималният възможен брой вериги за подаване на топлина и автоматизация на процеса на управление.

Размерът на колектора с ниски загуби е избран така, че при пълно натоварване разликата в налягането между захранващата и връщащата линия да не надвишава 50 mmH2O. Изкуство. (приблизително 0,5 m/s). Хидравличният сепаратор може да се монтира вертикално или хоризонтално, когато се монтира ( ориз. 10а) във вертикално положение има редица допълнителни предимства: горната част работи като въздушен сепаратор, а долната част се използва за отделяне на мръсотия.

При каскадно свързване на котли е необходимо да се осигури еднакъв дебит на охлаждащата течност през котли с еднаква мощност. За това хидравличното съпротивление на всички паралелни вериги също трябва да бъде еднакво, което е особено важно за водотръбните котли. По този начин се осигуряват равни условия на работа на водогрейните котли, равномерно охлаждане на котлите и равномерно отвеждане на топлината от всеки котел в каскадата. В тази връзка трябва да се обърне внимание на тръбопроводите на котлите, като се гарантира, че потокът на директната и връщащата вода е успореден.

На ориз. 10 бе показана диаграма на паралелни потоци, която се използва за тръбопроводни котли, работещи в каскада без отделни помпи на котелната верига и фитинги, които регулират потока на охлаждащата течност през котела. Тази проста и евтина мярка позволява да се елиминира образуването на кондензат в котлите, както и честото пускане и спиране на горелките, което води до намаляване на електроенергията и удължава живота на котела и горелката.

Предложената схема на "паралелни потоци" се използва и в разширени хоризонтални системи и при свързване на слънчеви колектори и термопомпи към една обща система.

5. Технически решения за осигуряване на евакуация на димните газове

Борбата за икономия на гориво в нашите икономически условия често се свежда до промяна на режимите на работа на котелното оборудване. Това обаче често води до преждевременната му повреда и допълнителни материални и финансови разходи, свързани с ремонта на оборудването. Голям проблем при работа при ниски натоварвания създава влагата в продуктите на горенето, която се образува по време на реакцията на горене, поради химическата кинетика. В същото време, при температура на димните газове от около 50 ... 60 ° C, по стените на комина и оборудването се образува кондензат.

Посочено е съдържанието на влага като функция от точката на оросяване ориз. 11а, това води до необходимостта от поддържане на високи температури в пещта и намаляване на ефективността на котела чрез повишаване на температурата на димните газове. Това твърдение не се отнася за котли от кондензационен тип, при които се използва принципът за получаване на допълнителна топлина поради фазовия преход по време на кондензацията на водна пара. На ориз. 11 бпоказва пряка зависимост на точката на оросяване ( тп) за коефициента на излишния въздух a за различни видове гориво. Наличието на водна пара в продуктите на горенето и тяхната кондензация по стените влияят неблагоприятно на работата на комините, което води до корозия на металните повърхности и разрушаване на тухлена зидария.

Кондензатът има кисела среда с pH ≈ 4, което се дължи на наличието в него на въглеродна киселина, следи от азотна киселина, а при изгаряне на течно гориво - сярна киселина.

За да се изключат негативните последици по време на работа по време на проектирането и пускането в експлоатация, трябва да се обърне специално внимание на безопасната работа на котелното оборудване, оптимизирането на работата на горелката, елиминирането на възможността за отделяне на пламъка в пещта и образуване на кондензат в пещта. комини.

За целта на комините могат да се монтират допълнително ограничители на тягата, подобни на тези на немската фирма Куцнер + Вебер, които са оборудвани с хидравлична спирачка и система от тежести, които ви позволяват да регулирате автоматичното им отваряне по време на работа на котела и вентилация на тръбата при спиране ( ориз. 12).

Работата на клапана се основава на физическия принцип на прекъсване на струята и не изисква допълнително задвижване. Основното изискване при инсталиране на ограничители на налягането е тези устройства да могат да бъдат разположени в котелното помещение или, по изключение, в съседни помещения, при условие че разликата в налягането в тях не надвишава 4,0 Pa. При дебелина на стената на комина от 24 mm или повече, устройството се монтира директно на комина или на дистанционна конзола. Допустима максимална температура на димните газове - 400 °C, налягане на задействане на предпазния клапан от 10 до 40 mbar, въздушен капацитет до 500 m 3 /h, обхват на управление от 0,1 до 0,5 mbar. Използването на ограничители на налягането повишава надеждността на работа на котлите и комините, удължава експлоатационния живот на оборудването и не изисква допълнителни разходи за поддръжка. Експерименталната проверка показва, че няма условия за образуване на кондензат в комините, след инсталиране на клапан за намаляване на налягането на комина, като същевременно се намалява концентрацията на вредни емисии в атмосферата.

6. Нови методи за пречистване на водата за подобряване на ефективността на работа на котелно оборудване

Химичният състав и качеството на водата в системата оказват пряко влияние върху експлоатационния живот на котелното оборудване и отоплителната система като цяло.

Отлаганията, дължащи се на съдържащите се във водата соли на Ca 2+, Mg 2+ и Fe 2+, са най-често срещаният проблем, с който се сблъскваме в ежедневието и в индустрията. Разтворимостта на солите под въздействието на висока температура и високо налягане води до образуване на твърди (накип) и меки (утайка) отлагания. Образуването на отлагания води до сериозни загуби на енергия. Тези загуби могат да достигнат 60%. Нарастването на отлаганията значително намалява преноса на топлина, те могат напълно да блокират част от системата, да доведат до запушване и да ускорят корозията. Известно е, че нагар с дебелина 3,0 мм намалява ефективността на котелната инсталация с 2,0 ... 3,0%. На ориз. 13дадени са зависимостите на увеличението на разхода на гориво от дебелината на скалата.

Наличието на кислород, хлор, двувалентно желязо и соли на твърдостта във водата увеличава броя на аварийните ситуации, води до увеличаване на разхода на гориво и намалява експлоатационния живот на оборудването.

Отлагания с карбонатна твърдост се образуват при ниски температури и лесно се отстраняват. Отлаганията, образувани от минерали, разтворени във вода, като калциев сулфат, се отлагат върху топлообменните повърхности при високи температури.

Отлаганията на котлен камък водят до факта, че дори "Междуведомствените стандарти за експлоатационния живот на котелното оборудване в Украйна" предвиждат увеличение на разхода на гориво с 10% след 7 години работа на оборудването. Отлаганията са особено опасни за устройства за автоматично управление, топлообменници, топломери, термостатни радиаторни вентили, водомери. Трябва да се използват омекотители за вода, за да се осигури правилна работа на системата.

В така наречените „мъртви зони“ на системата могат да се образуват неподвижни мехурчета със сложен химичен състав, в които освен кислород и азот могат да присъстват метан и водород. Те причиняват издълбаване на метала и образуване на отлагания на тиня, които влияят неблагоприятно на работата на системата. В тази връзка е необходимо да се използват автоматични въздушни отвори, които са монтирани в горните точки на системата и зони с ниска циркулация на охлаждащата течност.

При използване на градска чешмяна вода за грим е необходимо да се следи концентрацията на хлориди. Не трябва да надвишава 200 mg/l. Повишеното съдържание на хлориди води до факта, че водата става по-корозивна и агресивна, също поради неправилна работа на филтрите за омекотяване на водата. През последните години качеството на изворната, чешмяната и мрежовата вода като цяло се подобри поради използването на специални фитинги, силфонни компенсатори и прехода от гравитационни централни отоплителни системи към затворени системи за централно отопление.

Проблемите с депозитите се решават с помощта на физически и химически методи. Днес химикалите се използват широко в борбата с отлаганията. Високата цена и сложността на процеса обаче, както и нарастващото съзнание за необходимостта от опазване на околната среда, не оставят друг избор, освен да се търсят физически методи. Въпреки това, методът за приготвяне на вода за тях в бъдеще не гарантира защита срещу корозия и твърдост на водата.

За предотвратяване на отлагания се използват различни видове филтри, утаители, магнити, активатори и техните комбинации. В зависимост от утайката, елементите на системата предпазват или само от постоянни корозивни компоненти и котлен камък, или от всички вредни компоненти заедно с магнетити.

Най-простото устройство за физическа обработка на водата - мрежести филтри. Монтират се непосредствено пред котела и имат мрежеста вложка от неръждаема стомана с необходимия брой отвори - 100 ... 625 на 1 cm 2. Ефективността на такова почистване е 30% и зависи от размера на фракциите на утайката.

Следващо устройство - хидроциклонен филтър, чийто принцип на действие се основава на закона за инерцията при въртеливо движение. Ефективността на такова почистване е много висока, но е необходимо да се осигури високо налягане от 15 ... 60 bar, в зависимост от обема на водата в системата. Поради тази причина тези филтри се използват рядко.

десилтерпредставлява вертикален цилиндричен колектор с преграда, която забавя потока на водата. Поради това се отделят големи частици. Функцията на филтъра се изпълнява от хоризонтална решетка с брой отвори 100 ... 400 на 1 cm 2. Ефективността на такова почистване е 30…40%.

Пречистването на водата става по-сложно, ако камъкът на котела трябва да бъде отстранен от него.

Десилтерите задържат главно само големи фракции карбонатно-калциеви съединения, които се отлагат върху решетката. Остатъците циркулират и се утаяват в централната отоплителна система.

Различни устройства за магнитна и електромагнитна обработка на водатаизползвайки постоянно и променливо магнитно поле. Магнитната обработка води до факта, че веществата, които причиняват отлагания, се поляризират под въздействието на полета и остават в суспензия.

Най-простото устройство, базирано на този принцип е магнетизатор. По правило това е метален цилиндър с магнитен прът вътре. Чрез фланцова връзка се монтира директно в тръбопровода. Принципът на действие на магнетизатора е да променя електрофизичното състояние на молекулите на течността и разтворените в нея соли под въздействието на магнитно поле. В резултат на това камъкът на котела не се образува и карбонатните соли се утаяват под формата на фино кристална тиня, която вече не се утаява върху топлообменните повърхности.

Предимството на този метод е постоянната поляризация на веществото, поради което дори стари отлагания от котлен камък се разтварят. Този несъмнено екологичен метод с ниска поддръжка обаче има важен недостатък.

Увеличаването на хидравличното съпротивление на системата води до увеличаване на консумацията на енергия и допълнително натоварване на помпено оборудване; в затворени циркулационни системи отлаганията на утайка се утаяват в радиатори, фитинги и профилни части на тръбопроводи, поради което е необходимо да се монтират допълнителни филтри, магнитният прът в устройството активно корозира.

Ефективността на такова почистване достига 60% и зависи от размера на фракциите на утайката, химичния състав на разтворените соли и силата на магнитното поле от външни източници.

През последното десетилетие има активно търсене на нови методи за физическо пречистване на водата, базирани на съвременни нанотехнологии. Широко разпространени водни активатори, които използват принципа на ревитализация на водата (увеличаване на нейната енергийна активност) и защита на оборудването от котлен камък и корозия. Пример са устройствата на австрийски фирми BWTИ EWO, Немски ЕЛГА БеркелфелдИ MERUS®, Американски Kinetico.

Всички те използват различни дизайнерски решения и материали, оригинални методи на обработка, имат дълъг експлоатационен живот и не изискват допълнителни капиталови инвестиции за поддръжка, електричество и консумативи.

На ориз. четиринадесет, са показани устройства на немската фирма MERUS®, които се изработват по специален производствен процес на пресоване на различни материали като алуминий, желязо, хром, цинк, силиций.

Тази технология позволява да се получи уникална сплав, която има способността да „запомня“ силата на магнитното поле по време на последваща технологична обработка. Устройството се състои от два полупръстена, които са поставени на тръбопровода и свързани с два съединителни болта. Устройството ефективно концентрира електромагнитните полета от околната среда и въздейства на разтворените във вода бикарбонатни аниони, поддържайки ги в колоидна форма, а също така превръща ръждата в магнетит - електромагнитни импулси, създавайки ефект, подобен на ефекта на акустични сигнали върху водата (ултразвук). Това причинява процеса на кристализация директно във водния обем, а не върху стените на тръбите или други топлообменни повърхности. Този процес е по-известен в химията като насипна кристализация.

За разлика от други методи за физическа обработка на водата, устройства MERUS®не изискват източници на енергия, разходи за поддръжка и монтаж на устройството.

Ефектът, произведен от устройството върху водата, продължава до 72 часа и позволява пречистване на вода на главни тръбопроводи до 10 км.

Благодарение на нов принцип на действие - базиран на активирането на водата, поради разрушаването на водородните междумолекулни връзки, устройствата MERUS®се използват ефективно дори в случаите, когато известните методи за пречистване на водата са неефективни. Например, на тръбопроводи за кондензат, пренагреватели за еднократен процес, работещи на чешмяна вода без връщане на кондензат, електротермични пещи, когато са монтирани върху пластмасови тръби и др.

Ефективността на това третиране достига 90%, което ви позволява да омекотите водата без химически компоненти, да намалите консумацията на сол по време на катионизация на натрий и да инхибирате растежа на патогенни бактерии като бацила на Кох и легионела.

В същото време химическият състав на водата не се променя, което често е важно за фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост, обработката на водата в плувни басейни и др.

7. Заключения

Техническото състояние на котелното оборудване на публичния енергиен сектор в Украйна е основно засегнато от липсата на достатъчно финансиране и несъвършената правна и законодателна рамка.

Определянето на ефективността на котелното оборудване трябва да започне с енергиен одит.

Увеличаването на ефективността и експлоатационния живот на котелното оборудване може да се постигне чрез инсталиране на вторични радиатори, което ще подобри аеродинамичните и кинетичните процеси, протичащи в пещта.

Значителна икономия на топлинна енергия и подобряване на производителността на оборудването могат да бъдат постигнати чрез надграждане на хидравличната верига.

Монтирането на ограничители на тягата върху комините води до стабилизиране на горенето, вентилация на комините, елиминиране на възможността за образуване на кондензат и надеждната им работа при ниски натоварвания на котелни агрегати.

По време на работа на котелното оборудване е необходимо да се обърне внимание на висококачествената обработка на водата и обезвъздушаването на охлаждащата течност. ■

литература

Термиченизчисляване на котелни агрегати (нормативен метод) / Изд. Н. В. Кузнецова. - М.: "Енергия", 1973. - 296 с.

Basok B.I., Demchenko V.G., Martynenko M.P.Числено моделиране на аеродинамичните процеси в пещта на водогреен котел с вторичен радиатор // Индустриална топлотехника. - No 1. - 2006.

работницихарактеристики, инструкции за свързване и хидравлични схеми за средни и големи котли. Де Дитрих, 1998.-36c.

Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

публикувано наhttp://www.allbest.ru/

Въведение

1.2.2.1 Необходимостта от използване на обща автоматизация на котела, технологична сигнализация и диспечиране

1.4 Цел и задачи на проектиране

2. Технологичен процес на котелното при ГТП-8

2.1.2.3 Регулиране на вакуума в пещта

2.1.3 Контрол на прегряване на пара

2.1.4 Регулиране на електрозахранването и водния режим на барабанни парни котли

2.1.4.1 Схеми за регулиране

2.2 Газотолови парни котли тип DE

2.2.1 Предимства на парните котли DE

2.2.2 Технически характеристики на парни котли тип DE

2.3 Принципът на работа на котела DE-10-14 G

2.4 Избор на технологично оборудване за котелната инсталация

2.4.1 Електрически амортисьор на дросела BG4.08.00

2.4.2 Клапан за бързо прекъсване (PZK) 1256.100.00-02

2.4.3 Нормално отворен електромагнитен клапан 1256.20.00

2.4.4 Нормално затворен електромагнитен клапан 1256.15.00

2.4.5 Дроселна клапа ЗД 80-11.00

2.4.6 Трипътен вентил за манометър KM 1.00

2.4.7 Амортисьор на въздушната дроселна клапа

2.4.8 Електрически запалител

2.4.9 Еднооборотни задвижващи механизми MEO-16 и MEO-40

3. Създаване на автоматизирана система за управление на газово находище GTP-8 Medvezhye

3.1 Анализ на съществуващите контролери

3.1.1 Изисквания към контролерите

3.1.1.1 Изисквания за информационен поток

3.1.2 Избор на контролер

3.1.2.1 Контролер "Remikont R-110"

3.1.2.2 Контролер GE-Fanuc

3.1.2.3 Контролер "TREI-5B-05"

3.1.2.4 Контролер TEKON-17

3.1.3 Резултати от изследването

3.2 Софтуер за контролера TEKON-17

3.2.1 Допълнителна алгоритмична поддръжка за средата ISaGRAF PRO

3.2.2 Софтуер за интерфейс на оператора

3.2.3 Приложен софтуер за контролера TEKON-17

3.2.3.1 "Счетоводен дневник"

3.2.3.2 Имена TEKON

3.2.3.3 "Дистанционно"

3.2.3.4 "Диалогов прозорец за печат"

3.2.3.5 Hayes-TEKON

3.2.3.6 Диалог-TECON

3.2.3.7 Телемост

3.2.3.8 Програма за настройка на Ethernet адаптер

3.3 Разработване на функционална схема на автоматизацията

3.3.1 Общи данни

3.3.2 Описание на функционалната диаграма на автоматизацията

3.4 Система за управление на котела

3.4.1 Функционалност на хардуерен и софтуерен комплекс "АМАКС"

3.5 Софтуер за АСУ ТП

4. Изчисляване на технико-икономически показатели

4.1 Икономическа целесъобразност на автоматизацията на котелната инсталация

4.2 Изходни данни за изчисляване на икономическата ефективност

4.3 Изчисляване на разходите за енергия

4.4 Капиталови инвестиции

4.5 Изчисляване на разходите за поддръжка и експлоатация на оборудването

4.6 Изчисляване на фонд работна заплата

4.7 Изчисляване на разходите

4.8 Технико-икономически показатели

5. Безопасност на труда

5.1 Анализ и осигуряване на безопасни условия на труд

5.2 Изчисляване на тежестта на работата на диспечера и нейната интегрална оценка

5.3 Възможни извънредни ситуации

5.3.1 Изчисляване на евакуационни пътища и изходи

Заключение

Списък на използваните източници

Въведение

Автоматизацията е използването на набор от инструменти, които позволяват производствените процеси да се извършват без прякото участие на лице, но под негов контрол. Автоматизацията на производствените процеси води до увеличаване на продукцията, намаляване на разходите и подобряване на качеството на продукта, намалява броя на обслужващия персонал, повишава надеждността и издръжливостта на машините, спестява материали, подобрява условията на труд и безопасността.

Автоматизацията освобождава човек от необходимостта да управлява директно механизмите. При автоматизиран производствен процес ролята на човек се свежда до настройка, настройка, поддръжка на оборудване за автоматизация и наблюдение на тяхната работа.

По ниво на автоматизация топлоенергетиката заема едно от водещите места сред другите индустрии. Топлоелектрическите централи се характеризират с непрекъснатост на протичащите в тях процеси. В същото време производството на топлинна и електрическа енергия по всяко време трябва да съответства на потреблението (натоварването). Почти всички операции в ТЕЦ са механизирани и преходните процеси в тях се развиват сравнително бързо. Това обяснява високото развитие на автоматизацията в топлоенергетиката.

Автоматизирането на параметрите осигурява значителни предимства:

Осигурява намаляване на броя на работещия персонал, т.е. повишаване на производителността на работата му;

Води до промяна в характера на работата на обслужващия персонал;

Повишава точността на поддържане на параметрите на генерираната пара;

Повишава безопасността на труда и надеждността на работата на оборудването;

Повишава ефективността на парогенератора.

Автоматизацията на котелните инсталации включва автоматично регулиране, дистанционно управление, технологична защита, термичен контрол, технологично блокиране и сигнализация.

Автоматичното управление осигурява протичането на непрекъснато протичащи процеси в парогенератора (водоснабдяване, горене, ниво на водата в барабана на котела, прегряване на парата и др.)

Дистанционното управление позволява на дежурния персонал да стартира и спира парогенериращата инсталация, както и да превключва и регулира нейните механизми на разстояние, от конзолата, където са концентрирани устройствата за управление.

Термотехническият контрол върху работата на котелни инсталации и оборудване се осъществява с помощта на индикационни и самозаписващи устройства, които работят автоматично. Устройствата провеждат непрекъснат мониторинг на процесите, протичащи в парогенераторната инсталация, или са свързани към обекта на измерване от обслужващ персонал или информационен компютър. Термотехническите контролни устройства се поставят на табла, табла, максимално удобни за наблюдение и поддръжка.

Технологичните блокировки извършват редица операции в дадена последователност при пускане и спиране на механизмите на котелна инсталация, както и в случаите, когато се задейства технологична защита. Блокировките изключват неправилни операции по време на поддръжката на парогенераторния комплект, осигуряват изключване на оборудването в необходимата последователност в случай на авария. Технологичните алармени устройства информират дежурния персонал за състоянието на оборудването (в работа, спряно и др.), предупреждават за приближаването на параметър до опасна стойност и съобщават за аварийно състояние на парогенератора и оборудването му. Използват се звукови и светлинни аларми.

1. Анализ на състоянието на проблема и целите на изследването

1.1 газово находище Medvezhye

Газовото находище Медвежье се намира в Надимския район на Ямало-Ненецкия национален окръг, на 340 км източно от Салехард. През 1967 г. на него е започнато проучвателно-проучвателно сондажи и е установено газовото съдържание на находищата на това находище.

Геоложката структура на находището включва пясъчно-глинисто-пилеви скали от горната креда, палеогена и кватернера. В основата на участъка се пробиват открити отлагания от горната част на серията Pokur, които са продуктивни. Общата дебелина на отлаганията е около 1200 метра. Структурата на находището е ограничена до Ненецкия свод и представлява голяма брахиантиклинална гънка от субмеридионално простягане, която може да се проследи в целия участък на седиментната покривка. Той е с размери 33 х 10 км.

На находището се намират находища на промишлен газ в горната част на находищата от серия Покур. Кладенец № 1 на северния периклин на конструкцията разкрива продуктивни находища. Разрезът на газонаситената част е изграден от песъчливо-пилеви скали с подчинени прослойки от глини и варовици. Газоносното ниво тук достига височина около 100 м. При изпитване на кладенеца е получен мощен газов фонтан с дебит 2 500 000 м 3 /ден. Резервоарното налягане се приема за 110 kgf/cm 2 . Площта на газонасищане на находището Медвежье се определя от положението на газоносния контур и е 910 km 2. Среднопретегленият ефективен газонаситен капацитет се приема за 20 м. Газовите запаси на находището се оценяват на 1000 милиарда кубически метра.

Газовото находище Medvezhye е едно от най-големите в света, което представлява 86% от общия обем на добит газ; тук се произвеждат 30 милиарда кубически метра газ годишно. Това е първородното на газовата индустрия на Север Тюмен, първото голямо поле на газовата индустрия на Русия и Съюза. Към момента от това находище са добити над 80% от запасите на газ. Днес на находището работят девет газови находища.

От 1972 г. Medvezhye се управлява от Nadymgazprom LLC. Още в началния период на експлоатация стана ясно, че актуализираните данни за размера и плътността на разпределението на запасите, водните потоци ще доведат до промяна в цялостната стратегия за развитие на находището. На първо място беше променен принципът на разпределение на нивото на годишно производство според т. нар. газоносна площ в различни области. След това бяха пробити десетки нови производствени кладенци в периферни зони, разширен е капацитетът на интегрираните блокове за преработка на газ (CGTP) и са изградени бустерни компресорни станции (BCS). Това даде възможност да се увеличи добива на газ до девет милиарда кубически метра годишно и да се "удължи" периода на непрекъснато производство за няколко години. И сега "Надимгазпром" също надвишава планираните цифри.

Сега Nadymgazprom LLC провежда допълнително проучване на находището. Въпреки факта, че в момента компанията се занимава основно с подготовка за разработването на обещаващи въглеводородни находища на полуостров Ямал, нефтените и газовите находища Надим-Пур-Тазовски не остават без необходимото внимание на предприятието. Плановете на компанията за 2007 г. включват стартиране на мащабна работа по реконструкция на минни полета на находището Медвежье. Необходимите средства са отпуснати за разработването на проекта за реконструкция, като проектът вече е оформен, одобрен от OAO Gazprom и е преминал държавната експертиза. В същото време на находището текат геолого-проучвателни работи, които вече дават обнадеждаващи резултати. Първият етап на реконструкцията ще включва по-специално модернизацията на газосъбирателните мрежи. Вторият ще се състои в оптимизиране на работата на бустерния комплекс. Завършването на работата е планирано за 2020 г., като се вземе предвид не само производството на промишлен газ, но и работата с подлежащите пластове.

1.2 Описание на технологичния процес

Парният котел е комплекс от агрегати, предназначени за производство на водна пара. Този комплекс се състои от множество топлообменни устройства, свързани помежду си и служещи за пренос на топлина от продуктите на изгаряне на гориво към вода и пара. Първоначалният носител на енергия, чието присъствие е необходимо за образуването на пара от вода, е горивото.

Основните елементи на работния процес, осъществяван в котелната инсталация са:

Процесът на изгаряне на гориво;

Процесът на топлообмен между продуктите от горенето или самото горящо гориво с вода;

Процесът на изпаряване, състоящ се от нагряване на вода, изпаряването й и нагряване на получената пара.

По време на работа в агрегатите на котела се образуват два потока, взаимодействащи един с друг: потокът на работния флуид и потокът на охлаждащата течност, образувана в пещта.

В резултат на това взаимодействие се получава пара с определено налягане и температура на изхода на обекта.

Една от основните задачи, възникващи по време на работата на котелния агрегат, е да се осигури равенство между произведената и консумираната енергия. От своя страна процесите на изпаряване и пренос на енергия в котелния агрегат са уникално свързани с количеството вещество в потоците на работния флуид и охлаждащата течност.

Изгарянето на гориво е непрекъснат физичен и химичен процес. Химическата страна на горенето е процес на окисление на горимите му елементи с кислород, който протича при определена температура и е придружен от отделяне на топлина. Интензивността на горене, както и ефективността и стабилността на процеса на изгаряне на горивото, зависят от начина на подаване и разпределение на въздух между горивните частици. Условно процесът на изгаряне на горивото е разделен на три етапа: запалване, изгаряне и последващо изгаряне. Тези етапи обикновено протичат последователно във времето, като частично се припокриват един друг.

Изчисляването на горивния процес обикновено се свежда до определяне на количеството въздух, необходимо за изгаряне на единица маса или обем гориво, количеството и състава на топлинния баланс и определяне на температурата на горене.

Стойността на топлопреминаването се крие в топлопреминаването на топлинната енергия, освободена по време на изгарянето на гориво, вода, от която е необходимо да се получи пара или пара, ако е необходимо да се повиши нейната температура над температурата на насищане. Процесът на пренос на топлина в котела преминава през водогазонепроницаеми топлопроводими стени, наречени нагревателна повърхност. Нагревателните повърхности са направени под формата на тръби. Вътре в тръбите има непрекъсната циркулация на водата, а отвън те се измиват от горещи димни газове или възприемат топлинна енергия чрез излъчване. По този начин в котелния агрегат се извършват всички видове топлопредаване: топлопроводимост, конвекция и излъчване. Съответно нагревателната повърхност е разделена на конвективна и радиационна. Количеството топлина, пренесено през единица нагревателна площ за единица време, се нарича топлинно напрежение на нагревателната повърхност. Стойността на напрежението е ограничена, първо, от свойствата на материала на нагревателната повърхност, и второ, от максимално възможната интензивност на пренос на топлина от горещата охлаждаща течност към повърхността, от нагревателната повърхност към студената охлаждаща течност.

Интензивността на коефициента на топлопреминаване е толкова по-висока, колкото по-висока е температурната разлика на топлоносителите, скоростта на тяхното движение спрямо нагревателната повърхност и толкова по-висока е чистотата на повърхността.

Образуването на пара в котелни агрегати протича с определена последователност. Още в екранните тръби започва образуването на пара. Този процес протича при висока температура и налягане. Феноменът на изпарението се крие във факта, че отделни молекули на течност, разположени близо до нейната повърхност и имащи високи скорости, и следователно, по-голяма кинетична енергия в сравнение с други молекули, преодолявайки силовите ефекти на съседните молекули, които създават повърхностно напрежение, излитат в околното пространство. С повишаване на температурата скоростта на изпаряване се увеличава. Обратният процес на изпаряване се нарича кондензация. Течността, образувана при кондензацията, се нарича кондензат. Използва се за охлаждане на метални повърхности в прегреватели.

Парата, генерирана в котелния агрегат, се разделя на наситена и прегрята. Наситената пара от своя страна се разделя на суха и мокра. Тъй като в топлоелектрическите централи е необходима прегрята пара, за нейното прегряване се монтира прегревател, в този случай екранен и конюнктивен прегревател, в който топлината, получена от изгарянето на горивото и отработените газове, се използва за прегряване на парата. Получената прегрята пара при температура T = 540 °C и налягане от P = 100 атмосфери се използва за технологични нужди.

1.2.1 Описание на структурата на обекта

Парни котли от типа DE с мощност на пара 10 t / h, с абсолютно налягане 1,4 MPa (14 kgf / cm 2) са предназначени за генериране на наситена или прегрята пара, използвана за технологичните нужди на промишлени предприятия, за топлоснабдяване към отоплителни системи и топла вода. Двубарабанните вертикално-водотръбни котли са изработени по проектна схема "D", характерна особеност на която е страничното разположение на конвективната част на котела спрямо горивната камера.

Основните компоненти на котлите са горният и долният барабани, конвективният сноп и лявата горивна преграда (газонепропусклива преграда), десният горивен екран, екраниращите тръби на предната стена на пещта и задният екран, които образуват горивна камера.

Отдолу въздухът, необходим за изгаряне на горивото, се подава към пещта с помощта на вентилатори. Процесът на изгаряне на горивото протича при високи температури, така че екранните тръби на котела поглъщат значително количество топлина чрез излъчване.

Продуктите от горенето на горивото, наричани иначе газове, влизат в газопроводите на котела, докато повърхността на прегревателя се нагрява, те измиват тръбите на икономийзера, в който захранващата вода се нагрява до температура близка до 200 ºС, влизайки в котела барабани. Освен това димните газове преминават в комина и влизат в нагревателя на въздуха. От него газовете през комина излизат в атмосферата. Водата се подава към котела чрез тръбопровод, газопровод. Парата от барабана на котела, заобикаляйки паропрегревателя, навлиза в парния тръбопровод.

Един от най-важните показатели за дизайна на котелния агрегат е неговият циркулационен капацитет. Равномерната и интензивна циркулация на сместа от вода и пара насърчава промиването на мехурчетата пара и газ, отделяни от водата от стената, а също така предотвратява отлагания на котлен камък по стените, което от своя страна осигурява ниска температура на стената - до (200-400) ºС , малко по-висока от температурата на насищане и все още неопасна за здравината на котелната стомана. Парният котел DE -10-14 G принадлежи към котлите с естествена циркулация, основните технологични параметри на котела са представени в таблица 1.1.

Таблица 1.1 - Технологични параметри на котела DE -10-14 G

Параметър
производителност
Температура на прегрята пара
Налягане в барабана на котела
Температурата на захранващата вода след икономайзера
Консумация на природен газ
Температура на димните газове
Налягане на газа пред горелките
Вакуум в пещта	мм воден стълб
Ниво на барабана
Консумация на фуражна вода
Налягане на захранващата вода

1.2.2 Обосновка на необходимостта от автоматизация на котелната инсталация

Котелните са класифицирани като опасни производствени съоръжения и основното изискване към тях е осигуряване на адекватно ниво на безопасност.Работата на котлите трябва да осигурява надеждно и ефективно генериране на пара с необходимите параметри.

Въз основа на тези изисквания широко се използват автоматизирани системи за управление на процесите (APCS), които без постоянно присъствие на човек поддържат оптималността на технологичния процес и повишават ефективността, те се основават на използването на съвременни компютърни и микропроцесорни технологии , тоест представлява комбинация от хардуер и софтуер , осъществяваща контрол и управление на технологичния процес. APCS поддържа обратна връзка и влияе върху хода на процеса, когато се отклони от посочените режими.

Схемата за автоматизация за регулиране и управление на парен котел трябва да включва следните системи:

Система за автоматично регулиране и контрол на топлинния товар на котела;

Система за автоматично регулиране и управление на захранването на котела;

Система за автоматично регулиране и контрол на съотношението газ-въздух;

Система за автоматично регулиране и контрол на разреждането в пещта на котела;

Автоматична система за контрол на налягането;

Автоматична система за контрол на температурата;

Система за автоматично спиране на газта.

Използването на програмни логически контролери ви позволява да променяте и регулирате алгоритъма на котелната къща чрез въвеждане на нова програма или просто коригиране на програмираната програма.

Опитът от автоматизацията на промишлените котелни показва, че регулирането на горивния процес и доставката на котли дава до 8% икономия на гориво, повишава ефективността на котела с (7-8)%, осигурява работата на пещта с излишният въздух близо до оптималния, намалява разходите за електроенергия за продухване и тяга, намалява обема на ремонтните дейности и подобрява културата на обслужване.

1.2.2.1 Необходимостта от използване на обща автоматизация на котела, технологична сигнализация и дистанционно диспечерство

Автоматизацията ви позволява да работите без постоянно присъствие на обслужващ персонал. За да направите това, освен задължителната котелна автоматика, автоматизираните котелни трябва да имат обща котелна автоматика, процесни аларми и дистанционно диспечерство.

Общата автоматика на котела трябва при отсъствие на хора да контролира цялото котелно помещение, т.е.

Автоматично извършване на ротация (алтернативна работа) на котлите;

Когато котелът е изключен, помпата му трябва да работи за около 10 минути;

Автоматично извършване на ротация (алтернативна работа) на помпено отопление, вентилация, топла вода (технологичен процес);

В зависимост от натоварването, автоматично включване (изключване) на допълнителен котел;

Автоматично поддържане на температурата (зададена от производителя на котела) на топлоносителя на връщащата тръба на котела;

Автоматично попълвайте системата, когато налягането на охлаждащата течност спадне;

Автоматично поддържане на температурната графика на охлаждащата течност в отоплителната система, вентилация, топла вода, технологичен процес.

Технологичната сигнализация трябва да записва всички аварийни ситуации и да издава светлинни и звукови аларми. Сигнализацията на процеса включва сигнали:

Изтичане на газ (метан);

Появата на въглероден оксид (CO);

Намаляване или повишаване на налягането на газа (надхвърляне на зададените стойности);

Намаляване или увеличаване на налягането на охлаждащата течност (надхвърляне на зададените стойности);

Намаляване, увеличаване (извън зададените стойности) или загуба на фаза от захранващата мрежа;

Неизправност на котела;

Дистанционното диспечиране трябва да дублира състоянието на технологичната аларма в дежурната и да включва звукови и светлинни аларми.

1.2.2.2 Обосновка на необходимостта от наблюдение, регулиране и сигнализиране на технологични параметри

Автоматичното управление на горивния процес значително повишава ефективността на газовите инсталации. Използването на автоматизация гарантира безопасността на използването на газ, подобрява условията на работа на персонала по поддръжката и допринася за повишаване на техническото му ниво.

Регулирането на подаването на котелни агрегати и регулирането на налягането в барабана на котела се свежда главно до поддържане на материален баланс между отстраняването на пара и подаването на вода. Параметърът, характеризиращ баланса, е нивото на водата в барабана на котела. Надеждността на котелния агрегат се определя до голяма степен от качеството на контрола на нивото. Когато налягането се повиши, намаляването на нивото под допустимите граници може да доведе до нарушаване на циркулацията в екранните тръби, в резултат на което температурата на стените на нагрятите тръби ще се повиши и те ще изгорят.

Увеличаването на нивото също води до аварийни последици, тъй като вода може да бъде хвърлена в пренагревателя, което ще доведе до повреда. В тази връзка се налагат много високи изисквания към точността на поддържане на дадено ниво. Качеството на регулирането на фуражите се определя и от равнопоставеността на подаването на захранваща вода. Необходимо е да се осигури равномерно подаване на вода към котела, тъй като честите и дълбоки промени в потока на захранващата вода могат да причинят значителни температурни напрежения в метала на икономийзера.

Котелни барабани с естествена циркулация имат значителен капацитет за съхранение, което се проявява в преходни условия. Ако в стационарен режим положението на нивото на водата в барабана на котела се определя от състоянието на материалния баланс, то в преходни режими положението на нивото се влияе от голям брой смущения. Основните са промяната в потока на захранващата вода, промяната в мощността на пара на котела с промяна в натоварването на потребителя, промяната в производството на пара с промяна в натоварването на пещта, промяната в температура на захранващата вода.

Регулирането на съотношението газ-въздух е необходимо както физически, така и икономически. Известно е, че един от най-важните процеси, протичащи в котелната инсталация, е процесът на изгаряне на горивото. Химическата страна на изгарянето на горивото е реакция на окисляване на горими елементи от кислородни молекули. Кислородът в атмосферата се използва за горене. Въздухът се подава към пещта в определено съотношение с газ с помощта на вентилатор. Съотношението газ-въздух е приблизително 1,1. При липса на въздух в горивната камера възниква непълно изгаряне на горивото. В атмосферата ще се изпуска неизгорял газ, което е икономически и екологично неприемливо. При излишък на въздух в горивната камера, пещта ще се охлади, въпреки че газът ще изгори напълно, но в този случай оставащият въздух ще образува азотен диоксид, което е екологично неприемливо, тъй като това съединение е вредно за хората и околната среда.

Автоматичната система за управление на вакуума в пещта на котела е проектирана да поддържа пещта под налягане, тоест да поддържа постоянен вакуум (приблизително 4 mm воден стълб). При липса на вакуум пламъкът на горелката ще бъде натиснат, което ще доведе до изгаряне на горелките и долната част на пещта. В този случай димните газове ще отиват в помещението на работилницата, което прави невъзможна работата на обслужващия персонал.

Солите се разтварят в захранващата вода, чието допустимо количество се определя от стандартите. По време на процеса на образуване на пара тези соли остават в котелната вода и постепенно се натрупват. Някои соли образуват утайка, твърдо вещество, което кристализира в котелна вода. По-тежката част от утайката се натрупва в долните части на барабана и колекторите.

Увеличаването на концентрацията на соли в котелната вода над допустимите стойности може да доведе до тяхното увличане в паронагревателя. Поради това натрупаните в котелната вода соли се отстраняват чрез непрекъснато продухване, което в този случай не се контролира автоматично. Изчислената стойност на продухване на парогенератори в стационарно състояние се определя от уравненията на баланса на примесите към водата в парогенератора. По този начин, пропорцията на продухването зависи от съотношението на концентрацията на примеси в продухващата и захранващата вода. Колкото по-добро е качеството на захранващата вода и колкото по-висока е допустимата концентрация на примеси във водата, толкова по-малък е делът на продухването. А концентрацията на примеси, от своя страна, зависи от съотношението на подхранващата вода, което включва по-специално дела на изгубената прочистваща вода.

Сигналните параметри и защитите, които действат за изключване на котела, са физически необходими, тъй като операторът или водачът на котела не е в състояние да следи всички параметри на работещ котел. В резултат на това може да възникне спешен случай. Например, при изпускане на вода от барабана, нивото на водата в него спада, в резултат на което може да се наруши циркулацията и да изгорят тръбите на долните кранове. Защитата, която е работила без забавяне, ще предотврати повреда на парогенератора. С намаляване на натоварването на парогенератора, интензивността на горене в пещта намалява. Горенето става нестабилно и може да спре. В тази връзка се осигурява защита за гасене на факлата. Надеждността на защитата до голяма степен се определя от броя, комутационната верига и надеждността на използваните в нея устройства. Според действието си защитите се делят на: действащи за спиране на парогенератора (намаляване на натоварването на парогенератора), извършващи локални операции.

1.3 Класификация на котелни инсталации

Котелни инсталации са съвкупност от оборудване, предназначено да преобразува химическата енергия на горивото в топлинна енергия с цел получаване на гореща вода или пара с определени параметри.

В зависимост от предназначението, котелната инсталация се състои от котел от съответния тип и спомагателно оборудване, което осигурява нейната работа. Котелът е комплекс от устройства, структурно интегрирани в едно цяло за генериране на пара или за загряване на вода под налягане поради топлината на изгореното гориво, по време на технологичен процес или преобразуване на електрическа енергия в топлинна енергия.

Класификацията на котелните инсталации е представена на лист 1 от графичния материал на дипломния проект.

Според вида на произвежданата охлаждаща течност котелните инсталации са разделени на три основни класа:

Пара, предназначена за производство на водна пара;

Топла вода, предназначена за производство на топла вода и смесена (оборудвана с парни и водогрейни котли), предназначена за производство на пара и гореща вода;

По естеството на охлаждащата течност:

Пара за генериране на енергия за парни машини;

Промишлени и отоплителни, генериращи пара за технологични цели на производство, отопление и вентилация;

Отопление, генериране на пара за отопление, вентилация и топла вода на промишлени, жилищни и битови помещения;

Смесена, генерираща пара за едновременно захранване на парни машини, технологични нужди, отоплителни и вентилационни инсталации и топла вода.

По вида на основния вид изгорено гориво:

въглища;

Газ;

масло.

По отношение на обслужването:

индивидуален,

Група;

окръг.

По-подробна класификация е представена на първия лист от графичната част.

Котелните инсталации се състоят от котелен агрегат и спомагателно оборудване. Има поне два котелни блока, а спомагателното оборудване е общо за цялото котелно помещение. Основното оборудване на котелната инсталация е показано на фигура 1.1.

Фигура 1.1 - Технологична схема на котелната инсталация: B - вентилатор, D - димоотвод, EC - икономизатор, Phil - филтри за химична обработка на водата, Deaer - деаератор, Mon - захранваща помпа, NSV - помпа за сурова вода, RO - регулаторен орган, IM - изпълнителен механизъм, RU - редукционна инсталация.

Котелният агрегат включва горивно устройство, тръбна система с барабани, паропрегревател, воден икономийзер, въздухонагревател, димоотвод, вентилатор, спирателни и управляващи вентили, прибори и регулатори.

Спомагателното оборудване включва редукционна инсталация, химически филтри за пречистване на водата, деаератор, помпи за сурова вода и захранващи помпи, съоръжение за мазут, станция за управление на газ, фитинги, прибори и регулатори.

Работните органи, участващи в процеса на получаване на топла вода или пара за промишлени и технически цели и отопление са вода, гориво и въздух.

Парният котел е основният елемент на котелния агрегат, той е топлообменно устройство, през чиито метални стени се предава топлината от горещите продукти от горенето на горивото към водата за получаване на пара.

Парната мощност на котелна инсталация или нейната мощност е сумата от изходите на пара на отделните котелни агрегати, включени в нейния състав. Капацитетът на пара на котелен агрегат се определя от броя килограми или тонове пара, произведена от него на час, обозначена с буквата D и измерена в kg / h или t / h.

Горивното устройство на котелния агрегат се използва за изгаряне на гориво и превръщането му в химическа енергия в топлина по най-икономичния начин.

Паропрегревателят е предназначен да прегрява парата, произведена в котела, като пренася топлината на димните газове към него. Водният икономийзер се използва за загряване на захранващата вода, постъпваща в котела с топлината на димните газове, излизащи от котела.

Въздухонагревателят е предназначен да загрява въздуха, влизащ в горивното устройство, с топлината на отработените газове.

Складът за гориво е предназначен за съхранение на гориво; оборудван е с механизми за разтоварване и подаване на гориво към котелното помещение или към устройството за приготвяне на гориво. Устройството за приготвяне на гориво в котелни, работещи на прахообразно гориво, служи за смилане на горивото до прахообразно състояние; оборудван е с трошачки, сушилни, мелници, хранилки, вентилатори, както и система от транспортьори и газопроводи за прах.

Устройството за отстраняване на пепел и шлака се състои от механични устройства: колички или транспортьори, или и двете.

Устройството за приготвяне на захранваща вода се състои от устройства и устройства, които осигуряват пречистване на водата от механични примеси и разтворени в нея соли, образуващи котлен камък, както и отстраняване на газове от нея.

Захранващата инсталация се състои от захранващи помпи за подаване на вода под налягане към котела, както и свързани тръбопроводи.

Тяговото устройство се състои от вентилатори, газопроводна система, димоотвод и комин, които осигуряват необходимото количество въздух за подаване към горивното устройство, движението на продуктите от горенето през газопроводите и отстраняването на продуктите от горенето навън. котелното устройство.

Устройството за терморегулиране и автоматично управление се състои от контролно-измервателни уреди и автоматични устройства, които осигуряват непрекъсната и координирана работа на отделните устройства на котелната инсталация за генериране на необходимото количество пара при определена температура и налягане.

Котлите се класифицират в зависимост от вида на съответния тракт и оборудването му. Според вида на изгореното гориво и съответния път на горивото се разграничават котлите за газообразни, течни и твърди горива.

Според пътя газ-въздух котлите се отличават с естествена и балансирана тяга и с херметизация. При котел с естествена тяга съпротивлението на газовия път се преодолява от разликата в плътностите на атмосферния въздух и газа в комина. Ако съпротивлението на газовия път (както и пътя на въздуха) се преодолее с помощта на вентилатор, тогава котелът работи с налягане. В котел с балансирана тяга, налягането в пещта и началото на газопровода се поддържа близо до атмосферното чрез съвместната работа на вентилатора на вентилатора и димоотводника. В момента всички произвеждани котли, включително тези с балансирана тяга, се стремим да бъдат газонепроницаеми.

Според вида на пътя пара-вода се разграничават барабанни (Фигура 1.2, а, б) и еднократни (Фигура 1.2, в) котли. Във всички видове котли водата и парата преминават еднократно през икономайзера 1 и паронагревателя 6. В барабанните котли сместа пара-вода в изпарителните нагревателни повърхности 5 циркулира многократно (от барабан 2 през водосточни тръби 3 до колектор 4 и барабан 2). Освен това в котли с принудителна циркулация (Фигура 1.2, b) се монтира допълнителна помпа 8, преди водата да навлезе в изпарителните повърхности 5. При еднократни котли (Фигура 1.2, b) работният флуид преминава през всички нагревателни повърхности веднъж под действието на налягане, развивано от захранващата помпа 7.

Фигура 1.2 - Схеми на пътя пара-вода на котела: 1 - икономизатор, 2 - барабан, 3 - изходни тръби, 4 - колектор, 5 - екран за изпаряване, 6 - екран за прегряване, 7 - захранваща помпа, 8 - допълнителна помпа , a - барабанен котел с естествена циркулация; b - барабанен котел с принудителна циркулация; в - еднократен котел; g - еднократен котел с принудителна циркулация

При проходни котли с подкритично налягане изпарителните екрани 5 са ​​разположени в долната част на пещта, поради което се наричат ​​долна радиационна част (LRH). Екраните, разположени в средната и горната част на пещта, са предимно прегряващи 6. Те се наричат ​​съответно средна радиационна част (SCR) или горна радиационна част (TRC).

За да се увеличи скоростта на движение на водата в някои нагревателни повърхности (обикновено LRC) при стартиране на еднократен котел или работа при намалени натоварвания, принудителната рециркулация на водата се осигурява от специална помпа 8 (Фигура 1.2, d). Това са котли с рециркулация и комбинирана циркулация.

Според фазовото състояние на шлаката, отстранена от пещта, се разграничават котли с отстраняване на твърда и течна шлака. При котли с отстраняване на твърда шлака (TShU) шлаката се отстранява от пещта в твърдо състояние, а в котли с отстраняване на течна шлака (LShU) - в разтопено състояние.

Стационарните котли се характеризират със следните основни параметри: номинален парен капацитет, налягане, температура на парата (основен и междинен прегряване) и захранваща вода. Под номиналния парен капацитет се разбира максималното натоварване (в t/h или kg/s) на стационарен котел, с който той може да работи за продължителна работа при изгаряне на основното гориво или при подаване на номиналното количество топлина при номинални стойности на парата и захранващата вода, като се вземат предвид допустимите отклонения.

Номиналните стойности на налягането и температурата на парата трябва да бъдат осигурени непосредствено преди парния тръбопровод към консуматора на пара при номиналната мощност на пара на котела (и температурата също при номиналното налягане и температурата на захранващата вода).

Номинална температура на парата за повторно нагряване е температурата на парата непосредствено след повторното нагряване на котела при номинални стойности на налягането на парата, температурата на захранващата вода, парния капацитет и други параметри на парата за повторно нагряване, като се вземат предвид допустимите отклонения.

Номиналната температура на захранващата вода е температурата на водата, която трябва да бъде осигурена преди да влезе в икономийзера или друг нагревател на захранваща вода на бойлера (или, при липсата им, преди да влезе в барабана) при номинално производство на пара.

Според налягането на работния флуид се разграничават котли с ниско (по-малко от 1 MPa), средно ((1-10) MPa), високо ((10-22,5) MPa) и свръхкритично налягане (повече от 22,5 MPa). Най-характерните характеристики на котела и основните параметри са включени в неговото обозначение. Съгласно GOST 3619-82 E, видът на котела и видът на изгореното гориво се обозначават, както следва: E - естествена циркулация; Pr - с принудителна циркулация; P - направо; Пп - правопоточен с междинно прегряване; Ep - барабан с естествена циркулация и междинно прегряване; T - с отстраняване на твърда шлака; Zh - с отстраняване на течна шлака; G - газообразно гориво; М - мазут; B - кафяви въглища; К - въглища. Например, еднократен котел с междинно прегряване с капацитет 2650 t / h с налягане 25 MPa, температура на пара 545 ° C и междинно прегряване на пара от 542 ° C върху кафяви въглища с твърда пепел отстраняване е обозначено: Pp-2650-25-545 / 5420 BT.

1.4 Цел и задачи

Целта на дипломния проект е да се повиши ефективността на котелната инсталация чрез автоматизиране на процеса на запалване.

За постигане на тази цел е необходимо да се решат следните задачи:

Определете към кой клас принадлежи котелната инсталация в газовото находище Медвежье;

Извършване на сравнителен анализ на програмируеми контролери;

Разработване на функционална схема за автоматизация на централата;

Разработете схема на окабеляване за електрическо окабеляване;

Създайте комбинирана обща схема на контролера TEKON-17;

Създаване на екранни форми на приложния софтуер на избрания логически контролер;

Изпълнение на план за подреждане на оборудването;

Изградете комбинирана обща схема на един от цифровите сензори за поток YEWFLOW, на базата на която се изработва блокът за измерване на пара от котела;

Извършете проучване за осъществимост.

логически контролер автоматика на котела

2. Технологичен процес на котелното при ГТП-8

2.1 Изследване на обекта на управление

2.1.1 Барабанен парен котел като обект на управление

Схематична диаграма на технологичния процес, протичащ в барабанен парен котел, е показана на фигура 2.1, схемата на циркулационната верига е на фигура 2.2.

Фигура 2.1 - Схематична диаграма на барабанен котел: 1 - пещ, 2 - циркулационна верига, 3 - водосточни тръби, 4 - барабан, 5, 6 - паропрегреватели, 7 - пароохладител, 8 - воден икономизатор, 9 - въздушен нагревател, GPZ - главен парен клапан; RPK - регулиращ захранващ клапан

Горивото влиза през горелките в пещта 1, където обикновено се изгаря чрез факел. За поддържане на горивния процес към пещта се подава въздух в количество Q V, като се използва вентилатор DV. Въздухът се загрява предварително във въздушния нагревател 9. Димните газове Q G се изсмукват от пещта чрез димоотвод DS. Димните газове преминават през нагревателните повърхности на пароперегреватели 5, 6, воден икономийзер 8, въздушен нагревател 9 и се отвеждат през комина в атмосферата. Процесът на изпаряване протича в подемните тръби на циркулационния кръг 2, екраниращи камерната пещ и захранвани с вода от спускащите се дюзи 3. Наситената пара D b от барабана 4 постъпва в парния нагревател, където се нагрява до зададената температура поради излъчването на горелката и конвективното нагряване от димни газове. В този случай температурата на прегряване на парата се контролира в пароохладителя 7 чрез впръскване на вода D vpr.

Фигура 2.2 - Схематична диаграма на циркулационната верига: 1 - воден икономизатор, 2 - изпарителна част, 3 - барабан, 4 - степени на прегревател, 5 - пароохладител

Основните регулирани стойности на котела са дебитът на прегрята пара D pp, нейното налягане P pp и температурата T pp. В допълнение, стойностите на следните стойности трябва да се поддържат в рамките на допустимите отклонения:

Нивото на водата в барабана H b (регулира се чрез промяна на подаването на захранваща вода D pv);

Вакуум в горната част на пещта S t (регулиран чрез промяна на работата на димоотводите);

Оптимален излишък на въздух след прегревателя на O 2 (регулиран чрез промяна на работата на вентилаторите на вентилатора);

Изброените количества се променят в резултат на регулаторни влияния и под влияние на външни и вътрешни смущения. Котелът като обект на управление (CO) е сложна динамична система с няколко взаимосвързани входни и изходни стойности (Фигура 2.3). Въпреки това, изразената ориентация на отделни участъци по протежение на основните канали на контролни действия, като разход на вода за впръскване D vp - прегряване t pp, разход на гориво V t - налягане p pp и други, прави възможно стабилизирането на контролираните стойности използване на независими едноверижни системи, свързани само чрез контролен обект.

Фигура 2.3 - Схема на връзките между изходните и входните количества в барабанен котел

Системата за управление на барабанен парен котел (BPC) включва автономни автоматични системи за управление (ACS):

ATS на процеси на горене и изпаряване;

ATS на температури на прегряване на пара;

ATS на процесите на хранене и воден режим.

2.1.2 Регулиране на процесите на горене и изпаряване

Регулирането на процеса на горене и изпаряване се извършва по следния начин.

Процесите на горене и изпаряване са тясно свързани. Количеството гориво, изгорено в стационарно състояние, трябва да съответства на количеството генерирана пара D b. Косвен индикатор за отделяне на топлина Q "t е топлинният товар Dq. Количеството пара от своя страна трябва да съответства на парния поток към турбината D pp. Непряк индикатор за това съответствие е налягането на парата пред турбината Регулирането на процесите на горене и генериране на пара като цяло се свежда до поддържане на следните стойности в близост до посочените стойности:

Налягане на прегрята пара p pp и топлинен товар Dq;

Излишният въздух в пещта (съдържание на O 2, %) зад прегревателя, което влияе върху ефективността на горивния процес;

Вакуми в горната част на пещта S t.

2.1.2.1 Контрол на налягането на прегрята пара и топлинния товар

Котелът, като обект на регулиране на налягането и топлинното натоварване, може да бъде представен под формата на прости секции, горивна камера; парообразуваща част, състояща се от нагревателни повърхности, разположени в горивната камера; барабан и прегревател (Фигура 2.1).

Промяната в генерирането на топлина Q "t води до промяна в производството на пара D b и налягането на парата в барабана P b.

Топлинният товар се характеризира с количеството топлина, абсорбирана от нагревателната повърхност за единица време и изразходвана за нагряване на котелната вода в екранните тръби и парогенератора. В динамично отношение интерес не е стойността на топлинния товар в определен момент от време, а неговата промяна или увеличаване на DDq след прилагане на вътрешно или външно смущение. Инкрементът DDq се нарича още топлинен сигнал.

Има няколко начина за измерване на DDq. Най-често срещаните от тях са чрез излъчване на факела (непрекъснато) и спадане на налягането в циркулационния кръг на барабанния котел и др. Схематичната диаграма на образуването на DDq е показана на фигура 2.4.

Фигура 2.4 - Схема за генериране на топлинен сигнал: 1 - сензор за налягане на пара, 2 - диференциатор, 3 - сензор за дебит на пара, 4 - измервателна единица на устройството за управление

Съществуващите методи и схеми за автоматично управление на топлинния товар и налягането на парата в линията се основават на принципите на регулиране чрез отклонение (основен режим) и смущения (регулиращ режим).

Основният режим е режимът на поддържане на парното натоварване на котела на дадено ниво, независимо от промените в общото електрическо или топлинно натоварване на ТЕЦ.

В режим на регулиране, котелът усеща колебания в топлинните и електрическите натоварвания на турбините. Регулирането на налягането на парата в режим на регулиране е ефектът върху дебита на горивото, подавано към пещта, в зависимост от отклонението на налягането на парата в линията.

Фигура 2.5 - Схематична диаграма на регулиране на налягането на парата: 1 - пещ, 2 - регулатор на скоростта, 3 - механизъм за управление на управляващия клапан, 4 - регулатор на налягането, 5 - електрическо задвижване

Схематична диаграма на ACS със затворено налягане е показана на фигура 2.5. В режим на регулиране налягането на парата се поддържа от регулатора на налягането 4, който действа върху регулатора за подаване на гориво към пещта 1, а скоростта на ротора на турбината се поддържа от регулатора на скоростта 2 (опция а). В основния режим действието на регулатора на налягането 4 трябва да бъде превключено към механизма за управление на управляващите клапани на турбината 3 чрез електрическото задвижване на турбинния синхронизатор 5 (опция b).

Поддържането на постоянство на налягането на парата в общата линия на група котли се осигурява, когато налягането в общата линия се отклони чрез подаване на определено количество гориво към пещта на всеки котел.

2.1.2.2 Контролиране на ефективността на горивния процес

Ефективността на работата на котела се оценява от неговата ефективност, която е равна на съотношението на полезната топлина, изразходвана за генериране и прегряване на пара, към наличната топлина, която може да се получи при изгаряне на цялото гориво. Поддържането на оптимален излишък на въздух не само повишава ефективността, но и намалява корозията на нагревателната повърхност, образуването на вредни съединения и други нежелани промени.

Един от най-представителните косвени методи за оценка на ефективността на горивния процес е анализът на състава на димните газове, излизащи от пещта.

Основният начин за регулиране на оптималната стойност на излишния въздух след паропрегревателя е да се промени количеството въздух, подаван към пещта с помощта на вентилатори (Dv). Има няколко варианта на схеми за автоматично управление на подаване на въздух, в зависимост от методите за непряка оценка на ефективността на горивния процес чрез съотношението на различни сигнали.

Регулирането на ефективността по отношение на съотношението гориво-въздух е както следва.

При постоянно качество на горивото, неговият разход и количеството въздух, необходимо за осигуряване на необходимата пълнота на изгаряне, са свързани чрез пряко пропорционална зависимост, установена в резултат на режимни тестове. При газообразното гориво необходимото съотношение между количеството газ и въздух се извършва най-лесно. Въпреки това, непрекъснатото измерване на потока на прахообразно твърдо гориво е труден проблем. Следователно използването на схемата гориво-въздух е оправдано от течни или газообразни горива с постоянен състав (Фигура 2.6, а).

Управлението на икономичното съотношение пара-въздух е описано по-долу.

За единица разход на гориво (газ) с различен състав е необходимо различно количество въздух. Същото количество въздух е необходимо за единица топлина, отделена по време на изгарянето на всеки вид гориво. Следователно, ако оценим отделянето на топлина в пещта според дебита на парата и променим скоростта на парния поток, тогава е възможно да се поддържа оптимален излишък на въздух (Фигура 2.6, b).

Регулирането на ефективността по отношение на съотношението топлина-въздух се извършва по следния начин.

Ако отделянето на топлина в пещта Q"t се изчисли от скоростта на потока на прегрята пара и скоростта на промяна на налягането на парата в барабана, тогава инерцията на този общ сигнал по време на смущения в пещта ще бъде значително по-малка от инерцията на един сигнал за парен поток D pp. Количеството въздух, съответстващо на дадено отделяне на топлина, се измерва чрез спада на налягането върху въздушния нагревател или налягането на въздуха в изпускателната тръба на вентилатора. Разликата между тези сигнали се използва като входен сигнал към регулатора на ефективността (Фигура 2.6, c). Икономията се контролира от съотношението на задача-въздух (товар-въздух) с корекцията на O 2 се извършва, както следва.

Прилагането на този метод обаче е трудно поради липсата на надеждност и високоскоростни кислородни газови анализатори. В схемите задачата-въздух с допълнителна корекция за O 2 обикновено се комбинира с принципа на регулиране чрез смущение и отклонение (Фигура 2.6, d). Регулаторът за подаване на въздух 1 променя дебита си по сигнал от главния или коригиращия регулатор на налягането 5, който е автоматичен сензор на регулаторите според натоварването на котела.

Фигура 2.6 - Регулиране на подаването на въздух според съотношението: 1 - регулатор на подаването на въздух, 2 - регулатор, 3 - диференциатор, 4 - коригиращ регулатор на въздуха, 5 - коригиращ регулатор на налягането на прегрята пара (регулатор за настройка на натоварването); a - гориво-въздух, b - пара-въздух, c - топлина-въздух, d - товар-въздух с корекция за O 2

Сигналът, пропорционален на скоростта на въздушния поток DP vp, действа както в други схеми: първо, елиминира смущенията на въздушния поток, които не са свързани с управлението на ефективността; второ, допринася за стабилизирането на самия процес на регулиране на подаването на въздух, т.к. служи едновременно като твърд сигнал за отрицателна обратна връзка. Допълнителен сигнал за съдържанието на O 2 повишава точността на поддържане на оптимален излишък на въздух.

Подобни документи

Методи и схеми за автоматично управление на топлинния товар и налягането на парата в котела. Изборът на вида на изгореното гориво; определяне на режима на работа на котела. Разработване на функционална схема за свързване на тръбопровод за прегрята пара към консуматор (турбина).

практическа работа, добавена на 07.02.2014г


Построяване на процес на разширение на пара в h-s диаграма. Изчисляване на монтажа на мрежови нагреватели. Процес на разширяване на пара в задвижващата турбина на захранващата помпа. Определяне на дебита на пара за турбината. Изчисляване на топлинната ефективност на ТЕЦ и избор на тръбопроводи.

курсова работа, добавена на 06/10/2010


Анализ на съществуващи системи за автоматизация на процеса на регулиране на налягането на парата в барабана на котела. Описание на технологичния процес на котелния агрегат BKZ-7539. Параметричен синтез на автоматична система за управление. Устройства за регулиране на параметрите.

дисертация, добавена на 03.12.2012г


Същността на технологичния процес, извършван в котелното предприятие. Описание на работата на схемата за автоматизация. Устройството и работата на компонентите. Изпълнителен механизъм MEO-40. Изчисляване и избор на регулатори. Избор на инструменти и задвижващи механизми.

курсова работа, добавена на 02.04.2014


Изчисляване на топлинна схема на кондензационна електроцентрала с високо налягане с междинно парно подгряване. Основните показатели за топлинна ефективност с общата му мощност 35 MW и мощността на турбините от тип К-300–240. Изграждане на процес на разширение на пара.

курсова работа, добавена на 24.02.2013


Обща характеристика на парогазовите инсталации (CCGT). Избор на CCGT схема и нейното описание. Термодинамично изчисляване на цикъла на газотурбинната инсталация. Изчисляване на цикъла CCGT. Консумация на естествено гориво и пара. Топлинен баланс на котела-утилизатор. процес на прегряване на пара.

курсова работа, добавена на 24.03.2013


Избор и обосновка на основната топлинна схема на блока. Изготвяне на баланс на основните потоци пара и вода. Основните характеристики на турбината. Построяване на процеса на разширение на парата в турбината на hs-диаграма. Изчисляване на нагревателните повърхности на котела-утилизатор.

курсова работа, добавена на 25.12.2012


Изчисляване на изгарянето на горивото. Топлинен баланс на котела. Изчисляване на топлопреминаването в пещта. Изчисляване на топлопреминаването във въздушния нагревател. Определяне на температурите на димните газове. Консумация на пара, въздух и димни газове. Оценка на показателите за рентабилност и надеждност на котела.

курсова работа, добавена на 10.01.2013


Технически характеристики на котелния агрегат TP-38. Синтез на системата за управление. Разработване на функционална схема на автоматизация. Безопасност на производството на съоръжението. Изчисляване на икономическата ефективност от модернизацията на системата за управление на котелния агрегат TP-38.

дисертация, добавена на 30.09.2012г


Построяване на процеса на разширение на парата в турбината в H-S диаграма. Определяне на параметри и дебити на пара и вода в електроцентрала. Съставяне на основните топлинни баланси за агрегати и устройства от топлинната схема. Предварителна оценка на парния поток към турбината.

Икономическата ефективност е ефективността на използването на ресурсите. Определя се чрез сравняване на резултатите и разходите, изразходвани за постигане на тези резултати.

За определяне на ефективността на производството на ниво предприятия се приема система от показатели, включваща обобщаващи и диференцирани показатели.

Диференцираните индикатори включват индикатори, използвани за анализ на ефективното използване на определени видове ресурси.

Обобщаващите показатели характеризират икономическата ефективност от използването на набор от ресурси.

Възвръщаемостта на активите характеризира нивото на използване на дълготрайните производствени активи на обекта. Дълготрайните производствени активи включват балансовата стойност на всички видове групи производствени активи. Изчисляването на капиталовата производителност се извършва по формулата:

Къде е средната тарифа за 1 GJ топлина, руб.

Средната тарифа за 1GJ отдадена топлинна енергия е с 28% по-висока от цената на 1GJ отдадена топлинна енергия и се определя по формулата:

Капиталовата интензивност показва броя на дълготрайните активи, инвестирани за получаване на 1 rub. продукти.

Съотношението капитал-труд се определя по формулата, хиляди рубли / човек

Производителността на труда се оценява от коефициента на обслужване и се определя по формулата, MW / човек

Където H е броят на оперативния персонал, хора.

Средната месечна заплата на служителите се определя по формулата:

Средната месечна заплата на работниците се определя по формулата:

Къде е броят на работниците (основни и спомагателни). хора

Печалбата, получена от годишното топлоснабдяване на котелното помещение, се определя по формулата:

Не цялата печалба, получена от предприятието, остава на негово разположение. Фирмата трябва да плати данък върху недвижимите имоти и данък върху дохода, ако има неустойки. Останалата част от печалбата отива за предприятието.

Където - размерът на данъка върху дохода, рубли.

Където - ставката на данъка върху дохода, съгласно действащото законодателство,%.

Рентабилността е относителна стойност, изразена в проценти и характеризираща ефективността на използването на материализираните трудови ресурси или текущите производствени разходи в производството.

Определят се следните показатели за рентабилност: ниво на рентабилност на отделената топлинна енергия, ниво на възвръщаемост на собствения капитал, ниво на възвръщаемост на инвестицията.

Нивото на рентабилност на отделената топлина се определя по формулата:

Нивото на възвръщаемост на собствения капитал се определя по формулата:

Всички резултати, получени в раздели 1 и 2, са обобщени в таблица 6.

Таблица 6 - Основни технически и икономически показатели на котелното

име	Обосновка	Индикатори
Инсталирана мощност на котелната, MW
Годишно производство на топлина, GJ/година
Годишно топлоснабдяване, GJ/година
Брой часове използване на инсталираната мощност, ч/година
Специфичен разход на гориво за 1 подаден GJ топлина: - условно, тук/GJ - естествено, тон/GJ		0,038 0,058
Годишен разход на гориво в котелното помещение: - условно, тук/година - естествено, тон/година		11209,8 17106,6
Специфична консумация на електроенергия за собствени нужди, kW/MW
Инсталирана мощност на пантографите, kW
Специфична консумация на вода, t/GJ
Годишна консумация на вода, т/год
Амортизационни отчисления, хиляди рубли
Брой на персонала, лица
Фонд за заплати за служители, хиляди рубли
Средна месечна заплата, хиляди рубли/месец: - служители - работници
Годишни оперативни разходи, хиляди рубли/година
Цената на 1 GJ доставена топлина, RUB/GJ
възвръщаемост на активите
капиталоемкост
Съотношение капитал-труд, хиляди рубли/човек
Печалба, хиляди рубли
Нетна печалба, хиляди рубли
Рентабилност на отделената топлина, %
Възвръщаемостта на капитала, %