Beskrivning:
Energikostnaderna utgör en betydande del av driftskostnaderna för alla kommersiella byggnader. Modernisering av tekniska system kan minska dessa kostnader. Kapitalinvesteringar i modernisering av pannutrustning har i många fall en kort återbetalningstid.
Ekonomisk effektivitet av pannrumsmodernisering
Energikostnaderna utgör en betydande del av driftskostnaderna för alla kommersiella byggnader. Modernisering av tekniska system kan minska dessa kostnader. Kapitalinvesteringar i modernisering av pannutrustning har i många fall en kort återbetalningstid.
Mycket effektiv reglering
Ett av de bästa sätten att garantera effektiv drift av ett pannhus är högeffektiv reglering, som kan tillämpas på både ång- och varmvattenpannhus. Högeffektiv styrning gör att du kan spara i genomsnitt 4 till 5 % av använd värmeenergi och betalar sig själv inom ett år.
Hur kan du förbättra effektiviteten i din panna? Det är känt att vid ett visst förhållande mellan luft- och bränsleflöden sker den mest fullständiga förbränningen inuti pannan. I det här fallet är det nödvändigt att uppnå förbränningsprocessen med en minimal mängd överskottsluft, men under det obligatoriska villkoret för att säkerställa fullständig förbränning av bränslet. Om överskottsluft tillförs eldstaden i större mängder än vad som krävs för den normala förbränningsprocessen, så brinner inte överskottsluften och kyler bara eldstaden till onödigt, vilket i sin tur kan leda till förluster på grund av kemisk ofullständig förbränning av bränslet.
Det är också nödvändigt att kontrollera rökgasernas temperatur. När temperaturen på rökgaserna vid pannans utlopp är för hög, reduceras enhetens effektivitet avsevärt på grund av att överskottsvärme släpps ut i atmosfären, som skulle kunna användas för sitt avsedda ändamål. Samtidigt, vid arbete med flytande bränslen, får temperaturen på rökgaserna vid pannans utlopp inte tillåtas sjunka under 140 °C när svavelhalten i bränslet inte är mer än 1 % och under 160 °C när svavelhalten i bränslet är inte mer än 2–3 %. Dessa temperaturvärden bestäms av rökgasernas daggpunkt. Vid dessa temperaturer börjar kondensationsprocessen i rökrören och rökuppsamlingskammaren. När svavlet som finns i bränslet kommer i kontakt med kondensatet resulterar en kemisk reaktion i att först svavelsyra och sedan svavelsyra bildas. Resultatet är intensiv korrosion av värmeytor.
För att uppnå större effektivitet vid högprecisionsjustering är det nödvändigt att först utföra en grundläggande rengöring av eldstaden och skorstenarna. För att minska överskottsluft och minska temperaturen på rökgaserna är det nödvändigt:
– eliminera läckor i förbränningskammaren;
– kontrollera skorstensdraget och montera vid behov ett spjäll i skorstenen;
– öka eller minska pannans märkeffekt;
– övervaka överensstämmelsen med mängden förbränningsluft;
– optimera brännarens modulering (om brännaren är utrustad med denna funktion).
För gaspannor kan du använda en gasmätare och ett stoppur för att avgöra om den erforderliga mängden bränsle tillförs brännaren. Om pannan drivs med eldningsolja kontrolleras om flödet som mäts av flödesmätarmunstycket och trycket som genereras av eldningsoljepumpen är lämpliga för effektivt arbete panna
En avgasanalysator används för att utvärdera förbränningseffektiviteten. Mätningar görs före och efter justering.
De mest lämpade för högeffektiv reglering är pannor med uppblåsbara gaseldkammare och oljeeldkammare. Mindre lämpliga är pannor med kombinerade brännare för två typer av bränsle, samt gaspannor med atmosfäriska brännare.
För kombinerade brännare är drift på en typ av bränsle ofta en kompromiss för att bibehålla funktionalitet på en annan typ av bränsle. Och justeringen av gaspannor med en atmosfärisk brännare begränsas av tekniska föreskrifter och utrustningens fysiska egenskaper.
Reglering genom passerar
För gjutjärnspannor i värmesystem, när man reglerar värmetillförseln till värmesystemet enligt den interna lufttemperaturen i byggnadens kontrollrum ("avvikelse"-reglering), kan det utföras genom att periodiskt stänga av systemet (“ bypass”-reglering) med en temperatursensor. Detta kommer att spara 10 till 15 % av förbrukad värmeenergi och kommer att betala sig själv inom två år.
För stålpannor är denna metod för att reglera vattentemperaturen oönskad. Ur hållfasthetsegenskaper för en stålpanna är en stor temperaturskillnad inte farlig, men pannan bör inte drivas med en vattentemperatur i returledningen (vid pannans inlopp) under 55 °C. Faktum är att vid denna temperatur på pannvattnet kan temperaturen på rökgaserna vid kontaktpunkterna med rökrörets vägg vara under daggpunktstemperaturen, vilket kommer att orsaka kondensbildning på rökens väggar rör och leder till deras för tidig korrosion. Därför använder de ofta vattentemperaturkontroll med hjälp av en trevägsventil med en temperatursensor, nackdelen med denna metod är den långa återbetalningstiden, från 5 år och uppåt. Som ett alternativ kan skipstyrning användas i kombination med en termostatisk returvattentemperaturgivare. Denna metod är mindre ekonomisk och kommer att betala sig själv inom 4–5 år.
Reglering genom att stänga av
I vanlig praxis, på hösten, med början av uppvärmningssäsongen, startar underhållstjänsten värmesystemet och stänger av det först på våren. Detta leder till det faktum att pannan inte stängs av även under varma dagar och fortsätter att fungera.
Automatisk styrning genom att stängas av när utetemperaturen når +8 °C kan spara från 3 till 5 % av den förbrukade värmeenergin och betalar sig själv inom 2–3 år.
Reglering av panncykel
Om pannans drift regleras av "pass" beroende på uteluftens temperatur, uppstår ofta följande problem: under övergångsperioder, när utetemperaturen ändras kraftigt under dagen, är pannans på/av-cykel vanligtvis kort, rör och värmeanordningar har inte tid att värma upp ordentligt och detta leder till undervärmning av byggnaden; på vintern, när den kalla temperaturen förblir konstant, är pannans på/av-cykel för lång, vilket leder till överhettning av byggnaden. För att eliminera detta problem rekommenderas det att installera en styrenhet som reglerar den minimala och maximala tiden som pannan slås på. Detta sparar från 3 till 5 % av förbrukad värmeenergi och kommer att betala sig själv på cirka 3 år.
Artikel förberedd N.A. Shonina, universitetslektor vid MARchI
Federal State Budgetary Education Institute
Högre yrkesutbildning
Lipetsk delstat Tekniskt universitet
Institutionen för industriell termisk kraftteknik
Uppsats
"Öka effektiviteten hos pannenheter och pannrum"
Kompletterad av: Bondareva P.M.
Accepterat av: V.I. Dozhdikov
Lipetsk 2011
Innehåll
Introduktion
- Energibesiktning av pannhuset………………………………………………………… 3
Övervakning av temperaturen på avgaser och överskottsluft i dem. 9
Att upprätta regimkartor………………………………………………….12
Mycket effektiv reglering………………………………………………14
Användning av sekundära sändare…………………………………..18
Installation av en moderniserad bottenbrännare i pannans kalltratt (för pannor PTVM-100 och PTVM-50 …………………………20
Integrerade tekniker för att öka effektiviteten i värmepannhus………………………………………………………………….22
Bibliografi………………………………………………………………...28
Introduktion
Frågorna om att spara bränsle och energiresurser får stor betydelse i alla branscher nationalekonomi och särskilt inom energisektorn - den huvudsakliga bränsleförbrukande industrin. Vid varje station och pannhus utvecklas organisatoriska och tekniska åtgärder för att förbättra tekniska processer, modernisera utrustning och förbättra personalens kvalifikationer.
Nedan kommer vi att överväga några sätt att öka effektiviteten hos pannenheten och pannrummet som helhet.
- Energikartläggning av pannrummet
Huvuduppgiften för en energiinspektion av ett pannhus är att fastställa:
- Faktiska prestandaindikatorer för pannrumsutrustning.
Jämförelse av befintliga pannhusprestandaindikatorer med standardiserade värden.
Identifiering och analys av orsakerna till diskrepanser mellan faktiska värden pannhusets effektivitet och standardiserad.
Sätt att uppnå energieffektiv drift av ett pannrum.
- insamling och dokumentation av information - bestämning av forskningsobjektets huvudegenskaper: information om pannrumsutrustningen, energiförbrukningens dynamik, information om värmeförbrukare m.m. Volymerna och mätpunkterna för värme och el bestäms också;
instrumentell undersökning - fyller i den saknade informationen om de kvantitativa och kvalitativa egenskaperna hos energiförbrukningen och låter dig bedöma pannhusets nuvarande energieffektivitet;
undersökning och bearbetning av resultat och deras analys - mätningar med hjälp av befintliga mätenheter, eller i deras frånvaro, bärbara specialiserade enheter.;
framtagande av rekommendationer för energibesparande åtgärder och upprättande av rapport.
- Analysator för förbränningsprodukter
Värmekamera (värmebild)
Digital temperaturmätare
Beröringsfri infraröd termometer
Tre-fas effektanalysator
Ultraljudsvätskeflödesmätare
Ultraljuds tjockleksmätare
När du utvecklar evenemang är det nödvändigt:
1) bestämma den tekniska kärnan i den föreslagna förbättringen
och principer för att erhålla besparingar;
2) beräkna potentiella årliga besparingar i fysiska och monetära termer;
3) bestämma sammansättningen av den utrustning som krävs för att implementera rekommendationen, dess ungefärliga kostnad, kostnaden för leverans, installation och driftsättning;
4) bedömning av den övergripande ekonomiska effekten av de föreslagna åtgärderna, med beaktande av ovanstående punkter.
Efter att ha bedömt kostnadseffektiviteten klassificeras alla rekommendationer enligt tre kriterier:
1) kostnadsfritt och lågkostnads - utförs enligt gällande
pannrumsaktiviteter;
2) medelhög kostnad - utförs som regel på bekostnad av pannhusets egna medel;
3) hög kostnad - kräver ytterligare investeringar.
I tabell Tabell 1 visar de mest använda rekommendationerna med en ungefärlig bedömning av deras effektivitet.
Energisparåtgärder
|
1. Utnämning i pannrummet av ansvariga för uppföljning av energikostnader och genomförande av energibesparande åtgärder.
2. Förbättra driften av pannrummet och optimera driften av belysning, ventilation, vattenförsörjning och värmeförsörjningssystem.
3. Efterlevnad av reglerna för drift och underhåll av energianvändningssystem och enskilda kraftverk, införande av scheman för att slå på och av belysningssystem, ventilation, termiska gardiner, etc.
4. Organisation av arbetet med driften av lampor, deras rengöring, snabb reparation av fönsterramar, fönsterbeklädnader, badrumsreparationer etc.
5. Genomföra förklarande arbete med pannhusarbetare kring energisparfrågor.
6. Genomföra periodiska energiundersökningar.
7. Kvartalsvis inspektion och justering av avtal för energi- och resursförbrukning med energiförsörjningsorganisationer.
Energisparåtgärder i industripannhus
Energisparåtgärder i gaseldade varmvattenpannhus
- Genomför RNI regelbundet.
Under driftsättningsperioden, utför regelbundet accelererade tester och analyser av rökgaser för överensstämmelse med regimkartorna.
Värmetillförseln ska utföras i enlighet med temperaturscheman.
Minska kraften hos nätverkspumpar som ett resultat av nätverksjustering.
Minska förluster genom isoleringsfel.
Byte av utrustning med mer ekonomisk.
Eliminering av genvägsscheman och schemanedskärningar genom att förbättra värmeförsörjningsschemat.
Bekämpa läckor.
Redovisning och analys av allt.
Konvertering av ångpannor till vattenuppvärmningsläge.
Tillämpning av frekvensomformare.
Användning av brännare som arbetar med ett lågt överskottsluftförhållande.
Blåst luftintag från pannrummet.
Eliminering av sug i pannor som arbetar med ett vakuum i ugnen.
Installation av economizer eller värmeväxlare.
Tillämpning av vattenavluftning.
Ökning av matarvattentemperaturen.
Rengöring av värmeytor på båda sidor.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energisparåtgärder för pann- och ugnsrum i privata hus och byggnader med med total yta inte mer än 2000 kvm.
Modernisering och automatisering av små och medelstora pannhus:
- öka energieffektiviteten för pannenheter med
användning av lågtemperatur- och kondenserande pannor;
användning av nya principer för bränsleförbränning i pannhus
enheter;
öka tillförlitligheten hos pannenheter;
användning av moderna brännare;
automatisering av pannenheter;
automatisering av kylvätskefördelning mellan laster;
kemisk vattenbehandling av kylvätska;
värmeisolering av rörledningar;
installation av economizers på skorstenar;
väderkänslig kretskontroll;
moderna eldgasrörspannenheter.
- 2. Övervakning av avgasernas temperatur och överskottsluft i dem.
De största förlusterna i pannan är förluster med rökgaser. Deras värde kan minskas genom att minska överskottsluften i rökgaserna, rökgasernas temperatur, samt genom att öka temperaturen på luften som tas från miljö.
Den största vikten bör läggas på reduktion? eh. Det säkerställs genom driften av förbränningskammaren vid det minsta tillåtna (enligt förhållanden för bränsleförbränning) överskottsluft i eldstaden och genom att eliminera sug i eldstaden och gaskanalerna. Nedgång? хх gör det också möjligt att minska förlusterna för egna behov längs gas-luftvägen och medför en minskning av rökgasernas temperatur. Luftsugning in i ugnen på gasoljepannor med en produktivitet på 320 t/h och lägre bör inte överstiga 5%, över 320 t/h - 3%, och för pulveriserade kolpannor med samma produktivitet - 8 och 5%, respektive. Luftsug i gasbanan i området från utloppet av överhettaren till utloppet av rökgasuttaget bör inte överstiga (exklusive askuppsamlare) 10% för rörformade luftvärmare, 25% för regenerativa.
När pannan är i drift är en av huvudparametrarna som kräver konstant övervakning och servicebarhet av enheterna överskottsluft i eldstaden eller bakom en av de första värmeytorna. Källan till ökat luftsug i gaskanaler är slitage eller korrosion av rör i rörformade luftvärmare (främst kalla stillbilder), vilket också orsakar ökad energiförbrukning för drag och sprängning och leder till belastningsbegränsning.
Rökgastemperatur? eh beror både på luftöverskott och på värmeytornas effektivitet. När föroreningar uppstår på rören, minskar och ökar värmeöverföringskoefficienten från gaser till rören? eh. För att avlägsna föroreningar bör värmeytor rengöras regelbundet. När man uppgraderar en panna till lägre? Du bör dock komma ihåg att detta kan orsaka kondensering av ångor på väggarna i rören i luftvärmarens kalla kuber och deras korrosion.
Det är möjligt att påverka den omgivande lufttemperaturen, till exempel genom att byta luftintag (från gatan eller från pannverkstaden). Men man bör komma ihåg att när luft tas från pannrummet ökar dess ventilation, drag uppstår och på vintern, på grund av lägre temperaturer, kan rörledningar avfrosta, vilket leder till nödsituationer. Därför är det farligt att dra luft från pannrummet på vintern. Naturligtvis ökar förlusterna q 2 objektivt under denna period, eftersom luften kan ha en negativ temperatur. Operatören måste hålla lufttemperaturen vid inloppet till luftvärmaren på en icke-korrosiv nivå, med hjälp av uppvärmning i luftvärmare eller återcirkulation av varmluft.
En ökning av värmeförlusten till omgivningen kan uppstå på grund av förstörelse av fodret, isoleringen och motsvarande exponering av ytor med hög temperatur, eller på grund av felaktigt val och installation av fodret. Alla problem måste identifieras när operatören går runt pannan, förs in i defektloggen och omedelbart elimineras.
Bra blandning av bränsle och oxidationsmedel med ett virvelförbränningssystem gör det möjligt att driva pannan med reducerat (jämfört med direktflödesfackelprocessen) överskottsluft vid utloppet av ugnen (? = 1,12...1,15) utan att öka innehåll av brännbara ämnen i flygaskan och utan att höja CO-koncentrationsvärdet som inte överstiger 40-80 mg/nm 3 (? = 1,4).
Att reducera temperaturen och överskottsluften i rökgaserna genom att öka ugnens effektivitet gör det möjligt att minska värmeförlusterna med rökgaserna, och följaktligen öka pannenhetens "brutto" verkningsgrad med 1... 3%, även på pannor som fungerade före moderniseringen 30 ..40 år.
- Att upprätta regimkartor
Driftschema är ett dokument som presenteras i form av en tabell och grafer, där värdena på de parametrar som bestämmer pannans funktion som måste observeras anges för olika belastningar och kombinationer av utrustning. Regimkartor sammanställs på basis av testresultat för optimala, mest ekonomiska och tillförlitliga lägen under olika belastningar, kvaliteten på inkommande bränsle och olika kombinationer av fungerande huvud- och hjälputrustning. Om utrustning av samma typ är installerad på en station, utförs tester med ökad komplexitet på en av pannorna, och för de återstående pannorna får tester inte utföras eller utföras i en reducerad volym (regimkartan för testade pannor används). Regimkartor bör regelbundet ses över och ändras (vid behov). Förtydliganden och ändringar görs vid övergången till nya typer av bränsle, efter reparations- och ombyggnadsarbeten.
För karakteristiska belastningsområden skrivs följande in i regimkartan som definierande parametrar: trycket och temperaturen för huvud- och mellanöverhettningsångan, temperaturen på matarvattnet, avgaserna, mängden och ibland en specifik indikation på kombinationen av drift av kvarnar, brännaranordningar, fläktar och rökavgaser; sammansättningen av förbränningsprodukter bakom värmeytan, varefter tillräcklig blandning av gaser säkerställs för första gången (konvektiv ångöverhettare eller steg II vattenekonomisator); indikatorer för tillförlitligheten av driften av enskilda ytor eller element i pannan och indikatorer som underlättar pannkontroll eller svarar snabbast på lägesavvikelser och förekomsten av nödsituationer. De senare indikatorerna används ofta: gastemperatur i området för den minst tillförlitliga värmeytan (till exempel i en roterande kammare, framför en förorenad eller slaggad konvektiv yta, etc.); motstånd (tryckfall) hos förorenade, slaggerade och korroderade värmeytor (växellåda; luftvärmare); luftflöde till kvarnar och deras strömstyrka - speciellt med bränslen med variabel sammansättning; temperatur på mediet och metallen i några av de farligaste värmeytorna ur överhettningssynpunkt.
Dessutom återspeglar regimkartan frekvensen av att slå på rengöringsanordningar för uppvärmning av ytor och de speciella driftsförhållandena för enskilda element och utrustning (till exempel graden av öppning av individuella styrluft- och gasspjäll, förhållandet mellan öppningsgraden av brännarnas primära och sekundära luftspjäll, driftsförhållanden för gasåtercirkulationsledningen och arbetsmiljö etc.).
Vid förbränning av eldningsolja skrivs dessutom temperaturen för dess förvärmning in i regimkartorna, där tillförlitlig transport av eldningsolja genom eldningsoljeledningar och dess sprutning i munstycken säkerställs.
Tillsammans med bestämning av sammansättningen av gaser, för att bestämma den optimala förbränningsregimen, är det nödvändigt att regelbundet bestämma gassugning i ugnen och i konvektiva rökkanaler.
Den rådande uppfattningen om den otillräckliga faran för luftsugning i eldstaden och möjligheten att använda denna luft i förbränningsprocessen är felaktig och farlig. Faktum är att det mesta av luften som kommer in i eldstaden med sugkoppar penetrerar genom läckor i förbränningskammarens väggar av relativt små storlekar och kan inte tränga djupt in i förbränningskammaren.
När den rör sig nära skärmarna, i en zon med relativt låga temperaturer, deltar denna luft svagt i förbränningen. I huvudförbränningszonen finns det inte tillräckligt med luft; en del av bränslet, utan att brinna ut, förs ut ur ugnen, vilket höjer temperaturen där och skapar en reducerande miljö. En ökning av temperaturen på bränslepartiklar (och därmed aska) och den reducerande miljön förstärker processen för slaggbildning och förorening av rör.
På grund av vikten av att upprätthålla optimala luftförhållanden för förbränningsprocessen måste anläggningens driftpersonal ständigt övervaka anordningarnas funktionsduglighet gassammansättning och genomföra fortlöpande övervakning av ugnens densitet och konvektionskanaler genom extern inspektion och identifiering av sugkoppar.
Parametrarna som ingår i lägeskartan används vid inställning av skydd och automatiska styrsystem.
- Mycket effektiv reglering
Hur kan du förbättra effektiviteten i din panna? Det är känt att vid ett visst förhållande mellan luft- och bränsleflöden sker den mest fullständiga förbränningen inuti pannan. I det här fallet är det nödvändigt att uppnå förbränningsprocessen med en minimal mängd överskottsluft, men under det obligatoriska villkoret för att säkerställa fullständig förbränning av bränslet. Om överskottsluft tillförs eldstaden i större mängder än vad som krävs för den normala förbränningsprocessen, så brinner inte överskottsluften och kyler bara eldstaden till onödigt, vilket i sin tur kan leda till förluster på grund av kemisk ofullständig förbränning av bränslet.
Det är också nödvändigt att kontrollera rökgasernas temperatur. När temperaturen på rökgaserna vid pannans utlopp är för hög, reduceras enhetens effektivitet avsevärt på grund av att överskottsvärme släpps ut i atmosfären, som skulle kunna användas för sitt avsedda ändamål. Samtidigt, vid arbete med flytande bränslen, får temperaturen på rökgaserna vid pannans utlopp inte tillåtas sjunka under 140 °C när svavelhalten i bränslet inte är mer än 1 % och under 160 °C när svavelhalten i bränslet är inte mer än 2–3 %. Dessa temperaturvärden bestäms av rökgasernas daggpunkt. Vid dessa temperaturer börjar kondensationsprocessen i rökrören och rökuppsamlingskammaren. När svavlet som finns i bränslet kommer i kontakt med kondensatet resulterar en kemisk reaktion i att först svavelsyra och sedan svavelsyra bildas. Resultatet är intensiv korrosion av värmeytor.
För att uppnå större effektivitet vid högprecisionsjustering är det nödvändigt att först utföra en grundläggande rengöring av eldstaden och skorstenarna. För att minska överskottsluft och minska temperaturen på rökgaserna är det nödvändigt:
– eliminera läckor i förbränningskammaren;
– kontrollera skorstensdraget och montera vid behov ett spjäll i skorstenen;
– öka eller minska pannans märkeffekt;
– övervaka överensstämmelsen med mängden förbränningsluft;
– optimera brännarens modulering (om brännaren är utrustad med denna funktion).
För gaspannor kan du använda en gasmätare och ett stoppur för att avgöra om den erforderliga mängden bränsle tillförs brännaren. Om pannan eldas med tjockolja kontrolleras om flödet som mäts av flödesmätarmunstycket och det tryck som genereras av oljepumpen är lämpliga för effektiv drift av pannan.
En avgasanalysator används för att utvärdera förbränningseffektiviteten. Mätningar görs före och efter justering.
De mest lämpade för högeffektiv reglering är pannor med uppblåsbara gaseldkammare och oljeeldkammare. Mindre lämpliga är pannor med kombinerade brännare för två typer av bränsle, samt gaspannor med atmosfäriska brännare.
För kombinerade brännare är drift på en typ av bränsle ofta en kompromiss för att bibehålla funktionalitet på en annan typ av bränsle. Och justeringen av gaspannor med en atmosfärisk brännare begränsas av tekniska föreskrifter och utrustningens fysiska egenskaper.
För gjutjärnspannor i värmesystem, när man reglerar värmetillförseln till värmesystemet enligt den interna lufttemperaturen i byggnadens kontrollrum ("avvikelse"-reglering), kan det utföras genom att periodiskt stänga av systemet (“ bypass”-reglering) med en temperatursensor. Detta kommer att spara 10 till 15 % av förbrukad värmeenergi och kommer att betala sig själv inom två år.
etc.................
4. Metoder för att öka effektiviteten av termisk energidistribution
Minskad bränsleförbrukning kan uppnås genom högkvalitativ förbränning och minskning av irrationella värmeförluster. Högkvalitativ automatisk reglering av värmegenererings- och distributionsprocesser säkerställer betydande besparingar i bränsle- och energiresurser. Betydande termiska energibesparingar och förbättrad utrustningsprestanda kan också uppnås genom modernisering av den hydrauliska kretsen.
Den hydrauliska kretsen påverkar avsevärt processen för värmegenerering och distribution och livslängden för pannutrustning. Därför, när man överväger det, är det nödvändigt att ta hänsyn till följande parametrar - timdynamik för temperaturförändringar, flödeshastigheter för enskilda kretsar och den relativa koefficienten för pannvattenvolymen till den totala vattenvolymen i värmesystemet f O.
En viktig parameter är också returvattentemperaturen. För att förhindra att det bildas kondens i pannan och rökgaserna måste returvattentemperaturen alltid hållas över daggpunkten, dvs i genomsnitt från +50 till +70 °C. Ett undantag är pannor av kondenstyp, där kondenseringsprocessen vid låga returvattentemperaturer intensifieras och som ett resultat ökar effektiviteten.
Samtidigt, om f o ≤ 10 % måste utföras ytterligare aktiviteter för att säkerställa att den specificerade returvattentemperaturen upprätthålls. Sådana åtgärder inkluderar att organisera blandning, separera kretsar med värmeväxlare, installera blandningsventiler och en hydraulisk separator (pilar). Dessutom är en viktig faktor för att minska bränsle- och elenergiförbrukningen att bestämma kylvätskeflödet genom pannan (grupp av pannor) och bestämma det optimala flödet ( bild. 9).
Modernisering av pannledningar
För att modernisera pannrören kan enkla åtgärder och anordningar rekommenderas som kan tillverkas av driftpersonal. Detta är skapandet av ytterligare kretsar i värmeförsörjningssystemet; installation av en hydraulisk separator ( ris. 10 a), så att du kan justera temperaturen och trycket på kylvätskan och det parallella flödesmönstret ( ris. 10 b), vilket säkerställer jämn fördelning av kylvätskan. Kylvätsketemperaturen måste ständigt justeras beroende på förändringar i uteluftens temperatur för att upprätthålla önskad temperatur i de anslutna kretsarna. I detta avseende är en viktig reserv för bränslebesparingar det maximala antalet värmeförsörjningskretsar och automatisering av styrprocessen.
Storleken på den hydrauliska separatorn väljs så att tryckskillnaden mellan fram- och returledning vid full belastning inte överstiger 50 mm vatten. Konst. (cirka 0,5 m/s). Den hydrauliska separatorn kan monteras vertikalt eller horisontellt under installationen ( ris. 10 a) V vertikal position Det finns ett antal ytterligare fördelar: den övre delen fungerar som en luftavskiljare och den nedre delen används för att separera smuts.
Vid anslutning av pannor i kaskad är det nödvändigt att säkerställa att kylvätskeflöden är lika stora genom pannor med samma effekt. För att göra detta måste det hydrauliska motståndet för alla parallella kretsar också vara detsamma, vilket är särskilt viktigt för vattenrörspannor. Detta säkerställer lika driftsförhållanden för varmvattenpannor, jämn kylning av pannorna och jämn värmeavledning från varje panna i kaskaden. I detta avseende bör du vara uppmärksam på pannornas rörledningar, vilket säkerställer parallell rörelseriktning för framåt- och returvatten.
På ris. 10 b ett diagram över parallella flöden visas, vilket används för att leda pannor som arbetar i en kaskad utan individuella pannkretspumpar och kopplingar som reglerar kylvätskeflödet genom pannan. Denna enkla och billiga åtgärd eliminerar bildandet av kondens i pannor, såväl som frekventa starter och avstängningar av brännare, vilket leder till en minskning av elektriciteten och förlänger livslängden för pannan och brännaranordningen.
Det föreslagna schemat för "parallella flöden" används även i utökade horisontella system och vid anslutning av solfångare och värmepumpar till ett gemensamt system.
5. Tekniska lösningar för att säkerställa evakuering av rökgaser
Kampen för att spara bränsle, i våra ekonomiska förhållanden, handlar ofta om att ändra driftsätten för pannutrustning. Detta leder dock ofta till att det misslyckas i förtid och till ytterligare material- och ekonomiska kostnader i samband med reparation av utrustning. Stort problem vid drift med låg belastning skapar det fukt i förbränningsprodukterna, som bildas under förbränningsreaktionen på grund av kemisk kinetik. I detta fall, vid en rökgastemperatur på ca 50...60 °C, bildas kondens på väggarna i skorstenen och utrustningen.
Fukthalten beroende på daggpunkten anges ris. 11 a, leder detta till behovet av att upprätthålla höga temperaturer i ugnen och minska effektiviteten hos pannan på grund av en ökning av temperaturen hos rökgaserna. Detta uttalande gäller inte för pannor av kondenserande typ, som använder principen att erhålla ytterligare värme på grund av en fasövergång under kondensering av vattenånga. På ris. 11 b visar det direkta beroendet av daggpunkten ( T p) på luftöverskottskoefficienten a för olika typer av bränsle. Närvaron av vattenånga i förbränningsprodukter och deras kondensering på väggarna påverkar driften av skorstenar negativt, vilket leder till korrosion av metallytor och förstörelse av murverk.
Kondensatet har en sur miljö med pH ≈ 4, vilket beror på närvaron av kolsyra, spår av salpetersyra, och vid förbränning av flytande bränsle och svavelsyra.
För att undvika negativa konsekvenser under drift under konstruktion och driftsättning måste särskild uppmärksamhet ägnas åt frågor säker drift pannutrustning, optimerar driften av brännaranordningen, eliminerar möjligheten för flamseparation i ugnen och kondensbildning i skorstenar.
För detta ändamål kan dragbegränsare som liknar det tyska företaget dessutom installeras på skorstenar Kutzner + Weber, som är utrustade med en hydraulisk broms och ett viktsystem som låter dig justera deras automatiska öppning under panndrift och rörventilation när den stannar ( ris. 12).
Ventilens funktion är baserad på den fysiska principen om strålbrott och kräver ingen extra drivning. Huvudkravet vid installation av tryckbegränsare är att dessa anordningar kan placeras i pannrummet, eller, som ett undantag, i angränsande rum, förutsatt att tryckskillnaden i dem inte överstiger 4,0 Pa. Om skorstenens väggtjocklek är 24 mm eller mer, monteras apparaten direkt på skorstenen eller på en extern konsol. Godtagbar Maximal temperatur rökgaser - 400 °C, säkerhetsventilens svarstryck från 10 till 40 mbar, luftkapacitet upp till 500 m 3 / timme, reglerområde från 0,1 till 0,5 mbar. Användningen av tryckbegränsare ökar driftsäkerheten för pannor och skorstenar, förlänger utrustningens livslängd och kräver inga ytterligare underhållskostnader. Ett experimentellt test visar att det inte finns några förutsättningar för kondensatbildning i skorstenar efter installation av en tryckbegränsningsventil på skorstenen samtidigt som koncentrationen av skadliga utsläpp till atmosfären minskas.
6. Nya metoder för vattenbehandling för att förbättra drifteffektiviteten hos pannutrustning
Den kemiska sammansättningen och kvaliteten på vattnet i systemet har en direkt inverkan på livslängden för pannutrustning och värmesystemet som helhet.
Avlagringar som härrör från salterna Ca 2+, Mg 2+ och Fe 2+ som finns i vatten är det vanligaste problemet vi möter i vardagen och i industrin. Löslighet av salter under inverkan av hög temperatur och högt blodtryck leder till bildning av hårda (fjäll) och mjuka (slam) sediment. Bildandet av avlagringar leder till allvarliga energiförluster. Dessa förluster kan nå 60 %. Tillväxten av avlagringar minskar värmeöverföringen avsevärt, de kan helt blockera en del av systemet, leda till igensättning och påskynda korrosion. Det är känt att skala 3,0 mm tjock minskar effektiviteten i en panninstallation med 2,0...3,0 %. På ris. 13 Beroendet av ökningen av bränsleförbrukningen av skalans tjocklek visas.
Närvaron av syre, klor, järn och hårdhetssalter i vattnet ökar antalet nödsituationer, leder till ökad bränsleförbrukning och minskar utrustningens livslängd.
Karbonathårdhetsavlagringar bildas när höga temperaturer och tas lätt bort. Avlagringar som bildas av mineraler lösta i vatten, såsom kalciumsulfat, avsätts på värmeöverföringsytor vid höga temperaturer.
Skalavlagringar leder till det faktum att även "Interdepartmental standards för livslängden för pannutrustning i Ukraina" ger en ökning av bränsleförbrukningen med 10% efter bara 7 års drift av utrustningen. Avlagringar är särskilt farliga för automatiska styrenheter, värmeväxlare, värmemätare, termostatiska radiatorventiler och vattenmätare. För att säkerställa korrekt funktion av systemet måste vattenavhärdare användas.
I systemets så kallade "döda zoner" kan stationära bubblor av komplex kemisk sammansättning bildas, i vilka förutom syre och kväve kan finnas metan och väte. De orsakar gropkorrosion av metallen och bildandet av siltavlagringar, vilket negativt påverkar systemets funktion. I detta avseende är det nödvändigt att använda automatiska luftventiler, som är installerade på de högsta punkterna i systemet och områden med svag kylvätskecirkulation.
När du använder kranvatten från staden för make-up är det nödvändigt att övervaka kloridkoncentrationen. Den bör inte överstiga 200 mg/l. En ökad halt av klorider leder till att vatten blir mer frätande och aggressivt, bland annat på grund av felaktig användning av vattenavhärdningsfilter. Under de senaste åren har kvaliteten på käll-, kran- och nätverksvatten generellt sett förbättrats på grund av användningen av specialbeslag, bälgutvidgningsfogar och övergången från gravitationscentralvärmesystem till slutna centralvärmesystem.
Insättningsproblem löses med både fysiska och kemiska metoder. Idag används kemikalier i stor utsträckning vid avlagringar. Men de höga kostnaderna och komplexiteten för den tekniska processen, liksom den växande medvetenheten om behovet av att skydda miljön, lämnar inget annat val än att söka fysiska metoder. Metoden för att förbereda vatten för dem garanterar dock inte skydd mot korrosion och vattenhårdhet i framtiden.
Används för att förhindra avlagringar olika typer filter, sedimentationstankar, magneter, aktivatorer och deras kombinationer. Beroende på sedimentet skyddar systemelementen antingen endast från permanenta korrosiva komponenter och pannsten, eller från alla skadliga komponenter tillsammans med magnetiter.
Den enklaste enheten för fysisk vattenrening är nätfilter. De är installerade direkt framför pannan och har en mesh liner gjord av av rostfritt stål med erforderligt antal hål - 100...625 per 1 cm 2. Effektiviteten för sådan rening är 30 % och beror på storleken på sedimentfraktionerna.
Nästa enhet - hydrocyklonfilter, vars funktionsprincip är baserad på tröghetslagen under roterande rörelse. Effektiviteten för sådan rengöring är mycket hög, men det är nödvändigt att säkerställa ett högt tryck på 15...60 bar, beroende på vattenvolymen i systemet. Av denna anledning används dessa filter sällan.
Desilter– Det här är en vertikal cylindrisk uppsamlare med en skiljevägg som bromsar vattenflödet. Tack vare detta separeras stora partiklar. Filterfunktionen utförs av ett horisontellt placerat nät med ett antal hål på 100...400 per 1 cm 2. Effektiviteten för sådan rengöring är 30...40%.
Vattenrening blir mer komplicerad om kittelsten behöver tas bort från den.
Siltavskiljare behåller huvudsakligen bara stora fraktioner av kalciumkarbonatföreningar som lägger sig på nätet. Återstoden cirkulerar och lägger sig i centralvärmesystemet.
Olika anordningar för magnetisk och elektromagnetisk vattenbehandling använda konstanta och alternerande magnetfält. Magnetisk behandling gör att ämnen som orsakar avlagringar polariseras under påverkan av fält och förblir suspenderade.
Den enklaste enheten baserad på denna princip - magnetiserare. Som regel är det en metallcylinder med en magnetstav inuti. Med hjälp av en flänsanslutning installeras den direkt i rörledningen. Funktionsprincipen för en magnetiserare är att ändra det elektriska tillståndet hos vätskemolekyler och salter lösta i den under påverkan av ett magnetfält. Som ett resultat bildas ingen pannsten, och karbonatsalter fälls ut i form av finkristallint silt, som inte längre lägger sig på värmeväxlingsytorna.
Fördelen med denna metod är den konstanta polariseringen av ämnet, på grund av vilken även gamla avlagringar av kittelsten löses upp. Denna utan tvekan miljövänliga metod med låga driftskostnader har dock en viktig nackdel.
En ökning av systemets hydrauliska motstånd leder till en ökning av energiförbrukningen och ytterligare belastning på systemet pumputrustning, i slutna cirkulationssystem lägger sig slamavlagringar i radiatorer, armaturer och rörledningar, varför det är nödvändigt att installera ytterligare filter; den magnetiska staven i enheten korroderar aktivt.
Effektiviteten för sådan rening når upp till 60 % och beror på storleken på sedimentfraktionerna, den kemiska sammansättningen av lösta salter och magnetfältstyrkan från externa källor.
Under det senaste decenniet har det pågått ett aktivt sökande efter nya metoder för fysisk vattenrening baserade på modern nanoteknik. Utbredd fick vattenaktivatorer, som använder principen om vattenvitalisering (öker dess energiaktivitet) och skyddar utrustning från skala och korrosion. Ett exempel är enheter från österrikiska företag BWT Och EWO, Tysk ELGA Berkelfeld Och MERUS®, amerikansk Kinetico.
Alla använder olika designlösningar och material, ursprungliga bearbetningsmetoder, har lång livslängd och kräver inga ytterligare kapitalinvesteringar. Underhåll, el och förbrukningsvaror.
På ris. 14, visas enheter från ett tyskt företag MERUS®, som tillverkas med en speciell tillverkningsprocess för att pressa olika material som aluminium, järn, krom, zink, kisel.
Denna teknik gör det möjligt att erhålla en unik legering som har egenskapen att "memorera" magnetfältets styrka under efterföljande teknisk bearbetning. Anordningen består av två halvringar, som placeras på rörledningen och förbinds med två kopplingsbultar. Enheten koncentrerar effektivt elektromagnetiska fält från omgivningen och verkar på bikarbonatanjoner lösta i vatten, håller dem i kolloidal form, och omvandlar även rost till magnetit - med elektromagnetiska pulser, vilket ger en effekt som liknar effekten av akustiska signaler på vatten (ultraljud) . Detta orsakar kristalliseringsprocessen direkt i vattenvolymen, och inte på väggarna i rör eller andra värmeväxlingsytor. Denna process är mer känd inom kemin som "bulkkristallisation."
Till skillnad från andra metoder för fysisk vattenbehandling, enheter MERUS® kräver inga energikällor, kostnader för driftunderhåll och installation av enheten.
Effekten av enheten på vatten varar upp till 72 timmar och tillåter vattenbehandling på huvudledningar upp till 10 km.
Tack vare en ny handlingsprincip - baserad på aktivering av vatten, på grund av brytningen av väte intermolekylära bindningar, enheterna MERUS® används effektivt även i de fall där kända metoder vattenbehandlingar är ineffektiva. Till exempel, på kondensatrörledningar, direktflödesprocessångöverhettare som arbetar på kranvatten utan kondensatretur, elektrotermiska ugnar, när de är installerade på plaströr etc.
Effektiviteten av sådan behandling når 90%, vilket gör att du kan mjuka upp vatten utan kemiska komponenter, minska saltförbrukningen under natriumkatjonisering och hämma tillväxten av patogena bakterier som Kochs bacillus och legionella.
Samtidigt förändras inte vattnets kemiska sammansättning, vilket ofta är viktigt för läkemedels- och livsmedelsindustrin, vattenrening i simbassänger m.m.
7. Slutsatser
Det tekniska tillståndet för pannutrustningen i den kommunala energisektorn i Ukraina påverkas främst av bristen på tillräcklig finansiering och en ofullkomlig rättslig ram.
Att fastställa effektiviteten hos pannutrustning bör börja med en energibesiktning.
Ökad driftseffektivitet och livslängd för pannutrustning kan uppnås genom att installera sekundära emittrar, vilket kommer att förbättra de aerodynamiska och kinetiska processerna som förekommer i ugnen.
Betydande besparingar i termisk energi och förbättrade driftsegenskaper hos utrustning kan uppnås genom att uppgradera den hydrauliska kretsen.
Installation av dragbegränsare på skorstenar leder till stabilisering av förbränning, ventilation av skorstenar, vilket eliminerar möjligheten för kondensbildning och deras tillförlitliga drift vid låga belastningar av pannenheter.
Under driften av pannutrustning är det nödvändigt att uppmärksamma högkvalitativ vattenbehandling och avluftning av kylvätskan. ■
Litteratur
Termisk beräkning av pannenheter (normativ metod) / Ed. N.V. Kuznetsova. - M.: "Energi", 1973. - 296 sid.
Basok B.I., Demchenko V.G., Martynenko M.P. Numerisk modellering av aerodynamiska processer i ugnen i en varmvattenpanna med en sekundär radiator // Industrial Heat Engineering. - Nr 1. - 2006.
Arbetare egenskaper, anslutningsanvisningar och hydrauliska diagram för medel- och högeffektspannor. De Dietrich, 1998. - 36c.
Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.
Postat på http://www.allbest.ru/
Postat påhttp://www.allbest.ru/
Introduktion
1.2.2.1 Behovet av att använda allmän pannautomation, processlarm och utsändning
1.4 Syfte och mål med designen
2. Teknologisk process av pannrummet vid UKPG-8
2.1.2.3 Reglering av vakuum i ugnen
2.1.3 Kontroll av överhettning av ånga
2.1.4 Effektreglering och vattenregim trumångpannor
2.1.4.1 Kontrollscheman
2.2 Gasoljeångpannor typ DE
2.2.1 Fördelar med ångpannor av DE-typ
2.2.2 Tekniska egenskaper hos ångpannor av DE-typ
2.3 Funktionsprincip för pannan DE-10-14 G
2.4 Val av teknisk utrustning för pannanläggningen
2.4.1 Strypventil med elektrisk drivning BG4.08.00
2.4.2 Snabbverkande avstängningsventil (SCV) 1256.100.00-02
2.4.3 Magnetventil normalt öppen 1256.20.00
2.4.4 Magnetventil normalt stängd 1256.15.00
2.4.5 Strypventil ZD 80-11,00
2.4.6 Trevägsventil för tryckmätare KM 1,00
2.4.7 Dubbelflödesluftspjällventil
2.4.8 Elektrisk tändare
2.4.9 Enkelvarvsställdon MEO-16 och MEO-40
3. Skapande av ett automatiserat kontrollsystem vid enhet 8 i Medvezhye-gasfältet
3.1 Analys av befintliga kontroller
3.1.1 Krav på regulatorer
3.1.1.1 Krav på informationsflöde
3.1.2 Välja en styrenhet
3.1.2.1 Styrenhet "Remikont R-110"
3.1.2.2 GE-Fanuc styrenhet
3.1.2.3 Styrenhet "TREI-5B-05"
3.1.2.4 Styrenhet "TEKON-17"
3.1.3 Forskningsresultat
3.2 Programvara för TEKON-17-styrenheten
3.2.1 Ytterligare algoritmiskt stöd för ISaGRAF PRO-miljön
3.2.2 Operatörsgränssnittsprogramvara
3.2.3 Programvara för TEKON-17-styrenheten
3.2.3.1 "Redovisningsjournal"
3.2.3.2 "TEKON-namn"
3.2.3.3 "Fjärr"
3.2.3.4 "Utskriftsdialog"
3.2.3.5 "Hayes-TEKON"
3.2.3.6 "Dialog-TEKON"
3.2.3.7 "Telekonferens"
3.2.3.8 Konfigurationsprogram för Ethernet-adapter
3.3 Utveckling av ett funktionellt automationsdiagram
3.3.1 Allmänna uppgifter
3.3.2 Beskrivning av automationsfunktionsdiagrammet
3.4 Pannkontrollsystem
3.4.1 Funktionella egenskaper hos AMAKS mjukvarupaket
3.5 Programvara för automatiserade processtyrningssystem
4. Beräkning av tekniska och ekonomiska indikatorer
4.1 Ekonomisk genomförbarhet av pannanläggningsautomation
4.2 Inledande data för beräkning av ekonomisk effektivitet
4.3 Beräkning av elkostnader
4.4 Kapitalinvesteringar
4.5 Beräkning av kostnader för underhåll och drift av utrustning
4.6 Beräkning av lönefonden
4.7 Kostnadsberäkning
4.8 Tekniska och ekonomiska indikatorer
5. Arbetssäkerhet
5.1 Analys och tillhandahållande av säkra arbetsförhållanden
5.2 Beräkning av allvaret i avsändarens arbete och dess helhetsbedömning
5.3 Möjliga nödsituationer
5.3.1 Beräkning av utrymningsvägar och utgångar
Slutsats
Lista över använda källor
Introduktion
Automation är användningen av en uppsättning verktyg som gör att produktionsprocesser kan utföras utan direkt mänskligt deltagande, men under hans kontroll. Automatisering av produktionsprocesser leder till ökad produktion, minskade kostnader och förbättrad produktkvalitet, minskar antalet servicepersonal, ökar maskinernas tillförlitlighet och hållbarhet, sparar material, förbättrar arbetsförhållanden och säkerhetsåtgärder.
Automatisering frigör människor från behovet av att direkt kontrollera mekanismer. I en automatiserad produktionsprocess reduceras en persons roll till att sätta upp, justera, serva automationsutrustning och övervaka deras drift.
När det gäller automationsnivå har termisk kraftteknik en av de ledande positionerna bland andra industrier. Termiska kraftverk kännetecknas av kontinuiteten i de processer som sker i dem. Samtidigt måste produktionen av termisk och elektrisk energi vid varje given tidpunkt motsvara förbrukning (belastning). Nästan all verksamhet vid värmekraftverk är mekaniserad och transienta processer i dem utvecklas relativt snabbt. Detta förklarar hög utveckling automatisering inom termisk energi.
Automatisering av parametrar ger betydande fördelar:
Ger en minskning av antalet arbetande personal, d.v.s. öka hans arbetsproduktivitet;
Leder till en förändring av tjänstepersonalens arbete;
Ökar noggrannheten för att upprätthålla parametrarna för den genererade ångan;
Ökar arbetssäkerheten och utrustningens tillförlitlighet;
Ökar effektiviteten hos ånggeneratorn.
Automatisering av panninstallationer inkluderar automatisk reglering, fjärrkontroll, tekniskt skydd, termisk kontroll, tekniska förreglingar och larm.
Automatisk reglering säkerställer fortskridandet av kontinuerligt förekommande processer i ånggeneratorn (vattenförsörjning, förbränning, vattennivå i panntrumman, ångöverhettning och andra)
Fjärrkontroll gör det möjligt för tjänstgörande personal att starta och stoppa ånggenereringsenheten, samt växla och reglera dess mekanismer på avstånd, från konsolen där kontrollenheterna är placerade.
Termisk kontroll över driften av panninstallationer och utrustning utförs med hjälp av indikerings- och registreringsinstrument som fungerar automatiskt. Apparaterna övervakar kontinuerligt de processer som sker i ånggeneratoranläggningen eller kopplas till mätobjektet av servicepersonal eller en informationsdator. Termiska styrenheter placeras på paneler och kontrollpaneler, så bekvämt som möjligt för observation och underhåll.
Tekniska förreglingar utför ett antal operationer i en given sekvens vid start och stopp av mekanismerna för en panninstallation, såväl som i fall där tekniskt skydd utlöses. Förreglingar eliminerar felaktiga funktioner vid service av en ånggeneratorenhet och säkerställer att utrustningen stängs av i önskad ordningsföljd i händelse av en nödsituation. Processlarmanordningar informerar tjänstgörande personal om utrustningens tillstånd (i drift, stoppad, etc.), varnar om den närmande parametern till farligt värde, rapportera förekomsten av ett nödläge för ånggeneratorn och dess utrustning. Ljud- och ljuslarm används.
1. Analys av frågans tillstånd och forskningsmål
1.1 Medvezhye gasfält
Medvezhye-gasfältet ligger i Nadymsky-distriktet i Yamalo-Nenets National District, 340 km öster om staden Salekhard. 1967 påbörjades undersökningsborrningar och gashalten i fyndigheterna på detta fält fastställdes.
Den geologiska strukturen av fyndigheten inkluderar sandig-lerig-siltig bergarter av övre krita, paleogen och kvartär ålder. Vid basen av sektionen borrar exponerade avlagringar av den övre delen av Pokur-serien, som är produktiva. Den totala exponerade tjockleken av sediment är cirka 1200 meter. Avlagringens struktur är begränsad till Nenets-bågen och är en stor brachyanticlinal veck av submeridional strejk, som kan spåras genom hela sektionen av det sedimentära täcket. Den mäter 33 x 10 km.
Vid fältet etableras industrigasfyndigheter i den övre delen av Pokur-seriens sediment. Brunn nr 1 på den norra periklinen av strukturen upptäckte produktiva sediment. Sektionen av den gasmättade delen är sammansatt av sandig-siltig sten med underordnade mellanskikt av lera och kalksten. Den gasförande nivån når här en höjd av cirka 100 m. Vid provning av brunnen erhölls en kraftfull gasfontän med en flödeshastighet på 2 500 000 m 3 /dygn. Reservoartrycket antas vara 110 kgf/cm2. Det gasmättade området för Medvezhye-fältet bestäms av positionen för den gasförande konturen och är 910 km 2 . Den vägda genomsnittliga effektiva gasmättade tjockleken antas vara 20 m. Fältets gasreserver uppskattas till 1000 miljarder kubikmeter.
Medvezhye-gasfältet är ett av de största i världen och står för 86 % av den totala volymen utvald gas, och 30 miljarder kubikmeter gas produceras här årligen. Detta är den förstfödda av gasindustrin i Tyumen North, det första stora området för gasindustrin i Ryssland och unionen. På det här ögonblicketÖver 80 % av gasreserverna har producerats från detta fält. Idag finns nio gasfält i drift i fältet.
Sedan 1972 har Medvezhye drivits av Nadymgazprom LLC. Redan under den inledande driftsperioden blev det klart att uppdaterade data om storleken och tätheten av distributionen av reserver och reservoarflöden skulle leda till en förändring i den övergripande fältutvecklingsstrategin. Först och främst ändrades principen för fördelning av nivån på den årliga produktionen över det så kallade gasförande området i olika områden. Sedan borrades dussintals nya produktionsbrunnar i perifera zoner och kapaciteten på installationerna utökades omfattande utbildning gas (UKPG), booster-kompressorstationer (BCS) byggdes. Detta gjorde det möjligt att öka gasutvinningen till nio miljarder kubikmeter per år och "sträcka ut" perioden med konstant produktion under flera år. Och nu överskrider Nadymgazprom också sina planerade mål.
För närvarande genomför Nadymgazprom LLC ytterligare utforskning av fältet. Trots det faktum att företaget för närvarande främst sysslar med att förbereda utvecklingen av lovande kolvätefält på Yamalhalvön, lämnas inte fälten i olje- och gasregionen Nadym-Pur-Taz utan vederbörlig uppmärksamhet. Bolagets planer för 2007 inkluderar lanseringen av storskaligt arbete med återuppbyggnaden av gruvfält vid Medvezhye-fyndigheten. För att utveckla återuppbyggnadsprojektet har de nödvändiga medlen tilldelats och ett projekt har redan bildats, godkänt av Gazprom OJSC och klarat det statliga provet. Samtidigt pågår geologiskt prospekteringsarbete vid fältet, vilket redan har gett uppmuntrande resultat. Den första etappen av återuppbyggnaden kommer i synnerhet att omfatta moderniseringen av gasinsamlingsnäten. Den andra kommer att bestå av att optimera driften av boosterkomplexet. Slutförandet av arbetet är planerat till 2020, med hänsyn inte bara till produktionen av industriell gasproduktion, utan även arbetet med de underliggande formationerna.
1.2 Beskrivning av den tekniska processen
En ångpanna är ett komplex av enheter utformade för att producera vattenånga. Detta komplex består av ett antal värmeväxlare som är sammankopplade och används för att överföra värme från bränsleförbränningsprodukter till vatten och ånga. Den initiala bäraren av energi, vars närvaro är nödvändig för bildandet av ånga från vatten, är bränsle.
Huvuddelarna i arbetsprocessen som utförs i en pannanläggning är:
Bränsleförbränningsprocess;
Processen för värmeväxling mellan förbränningsprodukter eller själva bränslet med vatten;
Förångningsprocessen, som består av att värma vatten, förånga det och värma upp den resulterande ångan.
Under drift bildas två flöden som interagerar med varandra i pannenheter: flödet av arbetsvätskan och flödet av kylvätskan som bildas i ugnen.
Som ett resultat av denna interaktion erhålls ånga med ett givet tryck och temperatur vid objektets utgång.
En av huvuduppgifterna som uppstår under driften av en pannenhet är att säkerställa jämlikhet mellan producerad och förbrukad energi. I sin tur är processerna för ångbildning och energiöverföring i en pannenhet unikt relaterade till mängden ämne i flödena av arbetsvätskan och kylvätskan.
Bränsleförbränning är en kontinuerlig fysikalisk och kemisk process. Kemisk sida förbränning är processen för oxidation av dess brännbara element med syre, som äger rum vid en viss temperatur och åtföljs av frigöring av värme. Förbränningens intensitet, liksom effektiviteten och stabiliteten i bränsleförbränningsprocessen, beror på metoden för att tillföra och fördela luft mellan bränslepartiklarna. Konventionellt är bränsleförbränningsprocessen uppdelad i tre steg: antändning, förbränning och efterförbränning. Dessa stadier inträffar i allmänhet sekventiellt i tiden och överlappar delvis varandra.
Beräkning av förbränningsprocessen handlar vanligtvis om att bestämma mängden luft som krävs för förbränning av en enhetsmassa eller volym bränsle, mängden och sammansättningen av värmebalansen och bestämma förbränningstemperaturen.
Innebörden av värmeöverföring är värmeöverföringen av termisk energi som frigörs under bränsleförbränning till vatten, från vilken det är nödvändigt att erhålla ånga, eller ånga, om det är nödvändigt att öka dess temperatur över mättnadstemperaturen. Värmeväxlingsprocessen i pannan sker genom vattengastäta värmeledande väggar som kallas värmeytan. Värmeytor är gjorda i form av rör. Inuti rören finns en kontinuerlig cirkulation av vatten, och utanför tvättas de av heta rökgaser eller får termisk energi genom strålning. Således sker alla typer av värmeöverföring i pannenheten: värmeledningsförmåga, konvektion och strålning. Följaktligen är värmeytan uppdelad i konvektiv och strålning. Mängden värme som överförs genom en enhetsuppvärmningsarea per tidsenhet kallas värmeytans termiska spänning. Storleken på spänningen begränsas, dels av egenskaperna hos värmeytmaterialet, och dels av den maximala möjliga intensiteten av värmeöverföringen från det varma kylmediet till ytan, från värmeytan till det kalla kylmediet.
Intensiteten hos värmeöverföringskoefficienten är högre, ju högre temperaturskillnaden mellan kylvätskorna är, hastigheten på deras rörelse i förhållande till värmeytan och desto högre är ytans renhet.
Bildandet av ånga i pannenheter sker i en viss sekvens. Ångbildningen börjar redan i silrören. Denna process sker vid höga temperaturer och tryck. Fenomenet med avdunstning ligger i det faktum att enskilda molekyler av en vätska som ligger vid dess yta och har höga hastigheter, och följaktligen större kinetisk energi jämfört med andra molekyler, övervinner krafteffekterna från närliggande molekyler, skapar ytspänning, flyga ut i det omgivande utrymmet. Med ökande temperatur ökar intensiteten av avdunstningen. Den omvända processen med förångning kallas kondensation. Vätskan som bildas vid kondensering kallas kondensat. Den används för att kyla metallytor i överhettare.
Ångan som genereras i pannenheten är uppdelad i mättad och överhettad. Mättad ånga delas i sin tur in i torr och våt. Eftersom värmekraftverk kräver överhettad ånga, installeras en överhettare för att överhetta den, i I detta fall skärm och konjunktiv, där värmen som erhålls från förbränning av bränsle och avgaser används för att överhetta ångan. Den resulterande överhettade ångan vid en temperatur T = 540 °C och ett tryck P = 100 atmosfärer används för tekniska behov.
1.2.1 Beskrivning av anläggningens utformning
Ångpannor av DE-typ med en ångproduktion på 10 t/h, med ett absolut tryck på 1,4 MPa (14 kgf/cm2) är konstruerade för att producera mättad eller överhettad ånga som används för tekniska behov industriföretag, för värmeförsörjning av värme- och varmvattenförsörjningssystem. Dubbeltrumma vertikala vattenrörspannor är gjorda enligt "D" designschemat, vars karakteristiska egenskap är den laterala placeringen av den konvektiva delen av pannan i förhållande till förbränningskammaren.
Pannornas huvudkomponenter är de övre och nedre faten, konvektionsbalken och den vänstra förbränningsskärmen (gastät skiljevägg), den högra förbränningsskärmen, skärmrören för eldstadens främre vägg och den bakre skärmen som bildar förbränningskammare.
Underifrån tillförs den luft som krävs för bränsleförbränning till eldstaden med hjälp av fläktar. Bränsleförbränningsprocessen sker vid höga temperaturer, så pannans silrör absorberar en betydande mängd värme genom strålning.
Produkterna från bränsleförbränning, annars kallade gaser, kommer in i pannans rökkanaler, som värmer överhettarens yta och tvättar rören till economizern, i vilken matarvattnet värms upp till en temperatur nära 200 °C som kommer in i panntrummorna. Därefter passerar rökgaserna in i skorstenen och kommer in i luftvärmaren. Gaser strömmar ut från den genom en skorsten till atmosfären. Vatten tillförs pannan genom en rörledning eller gasledning. Ånga från panntrumman, som går förbi överhettaren, kommer in i ångledningen.
En av de viktigaste indikatorerna för en pannenhetsdesign är dess cirkulationskapacitet. Enhetlig och intensiv cirkulation av vatten och ångblandning hjälper till att tvätta bort ånga och gasbubblor som frigörs från vattnet från väggen och förhindrar även avsättning av kalk på väggarna, vilket i sin tur säkerställer en låg väggtemperatur - upp till (200- 400) °C, inte mycket högre än temperaturmättnaden och är ännu inte farlig för hållfastheten hos pannstål. Ångpannan DE -10-14 G hör till pannor med naturlig cirkulation; de viktigaste tekniska parametrarna för pannan presenteras i tabell 1.1.
Tabell 1.1 - Teknologiska parametrar för pannan DE -10-14 G
|
Parameter |
|||||
|
Prestanda |
|||||
|
Överhettad ångtemperatur |
|||||
|
Panntrumstryck |
|||||
|
Matarvattentemperatur efter economizer |
|||||
|
Naturgasförbrukning |
|||||
|
Rökgastemperatur |
|||||
|
Gastryck framför brännarna |
|||||
|
Dammsug i ugnen |
mm vattenpelare |
||||
|
Trumnivå |
|||||
|
Fodervattenförbrukning |
|||||
|
Mata vattentryck |
1.2.2 Motivering av behovet av att automatisera pannanläggningen
Pannhus är farliga produktionsanläggningar och huvudkravet för dem är att säkerställa rätt säkerhetsnivå. Driften av pannor måste säkerställa tillförlitlig och effektiv produktion av ånga med de nödvändiga parametrarna.
Baserat på dessa krav har automatiserade processkontrollsystem (APCS) blivit allmänt använda, som, utan den ständiga närvaron av en person, upprätthåller optimaliteten hos den tekniska processen och ökar effektiviteten; de är baserade på användningen av modern dator- och mikroprocessorteknik , det vill säga, det är en uppsättning hårdvara och mjukvara som utför kontroll och hantering av den tekniska processen. Det automatiserade processtyrningssystemet stöder återkoppling och påverkar processens fortskridande när den avviker från de angivna lägena.
Automatiseringsschemat för reglering och kontroll av en ångpannaenhet bör inkludera följande system:
System för automatisk reglering och kontroll av pannans termiska belastning;
System för automatisk reglering och kontroll av pannans strömförsörjning;
System för automatisk reglering och kontroll av gas-luftförhållandet;
System för automatisk reglering och kontroll av vakuum i pannugnen;
Systemet automatisk kontroll tryck;
Automatiskt temperaturkontrollsystem;
Automatiskt gasavstängningssystem.
Användningen av programlogikstyrenheter låter dig ändra och justera pannrumsdriftalgoritmen med hjälp av ingång nytt program, eller genom enkel korrigering av det programmerade programmet.
Erfarenheterna av automatisering av industriella pannhus visar att reglering av förbränningsprocessen och matningspannor ger upp till 8% bränslebesparingar, ökar pannans effektivitet med (7-8)%, säkerställer drift av ugnen med överskottsluft nära optimal , minskar energiförbrukningen för sprängning och dragkraft, minskar mängden reparationsarbete och förbättrar underhållskulturen.
1.2.2.1 Behovet av att använda allmän pannautomation, processlarm och fjärrsändning
Automatisering gör att du kan arbeta utan ständig närvaro av underhållspersonal. För att göra detta måste det i automatiserade pannhus, förutom den obligatoriska pannautomatiken, finnas allmän pannautomation, processlarm och fjärrsändning.
Allmän pannautomation måste kontrollera hela pannrummet i frånvaro av människor, det vill säga:
Automatiskt rotera (växeldrift) pannor;
När pannan är avstängd ska dess pump köras i cirka 10 minuter;
Rotera automatiskt (alternativ drift) pumpvärme, ventilation, varmvattenförsörjning (teknologisk process);
Beroende på belastningen, slå på (stänga av) den extra pannan automatiskt;
Upprätthåll automatiskt temperaturen (inställd av panntillverkaren) för kylvätskan i pannans returledning;
Ladda automatiskt systemet när kylvätsketrycket minskar;
Automatiskt stöd temperaturgraf kylvätska i värmesystemet, ventilation, varmvattenförsörjning, teknisk process.
Processlarmet ska registrera alla nödsituationer och ge ljus- och ljudlarm. Processsignalering inkluderar signaler:
Gasläcka (metan);
Utseendet av kolmonoxid (CO);
Minska eller öka gastrycket (utanför inställningarna);
Minska eller öka kylvätsketrycket (utanför inställningarna);
Minska, öka (utan inställningar) eller förlust av fas i försörjningsnätverket;
Pannfel;
Fjärrsändning bör duplicera tillståndet för processlarmet i vakthavande befälsrum och inkludera ljud- och ljuslarm.
1.2.2.2 Motivering av behovet av övervakning, reglering och signalering av processparametrar
Automatisk styrning av förbränningsprocessen ökar avsevärt effektiviteten i gasförbrukande installationer. Användningen av automation säkerställer säkerheten vid gasanvändning, förbättrar arbetsförhållandena för driftpersonal och hjälper till att förbättra deras tekniska nivå.
Reglering av strömförsörjningen av pannenheter och reglering av trycket i panntrumman handlar huvudsakligen om att upprätthålla en materialbalans mellan ångavledning och vattentillförsel. Parametern som kännetecknar balansen är vattennivån i panntrumman. Pannenhetens tillförlitlighet bestäms till stor del av kvaliteten på nivåkontroll. När trycket ökar kan en nivåsänkning under tillåtna gränser leda till störningar av cirkulationen i silrören, vilket resulterar i en ökning av temperaturen på de uppvärmda rörens väggar och deras förbränning.
En ökning av nivån leder också till nödsituationer, eftersom vatten kan komma in i överhettaren, vilket gör att den misslyckas. I detta avseende ställs mycket höga krav på noggrannheten i att hålla en given nivå. Kvaliteten på kraftregleringen bestäms också av jämlikheten i matarvattenförsörjningen. Det är nödvändigt att säkerställa enhetlig vattentillförsel till pannan, eftersom frekventa och djupgående förändringar i matarvattenflödet kan orsaka betydande temperaturpåkänningar i economizermetallen.
Panntrummor med naturlig cirkulation har en betydande lagringskapacitet, vilket visar sig under övergående förhållanden. Om i stationärt läge bestäms läget för vattennivån i panntrumman av materialbalansens tillstånd, så påverkas nivåns läge i transienta lägen av ett stort antal störningar. De viktigaste är förändringar i matarvattenförbrukningen, förändringar i pannans ångeffekt när konsumentbelastningen ändras, förändringar i ångproduktionen när ugnsbelastningen ändras och förändringar i matarvattentemperaturen.
Reglering av gas-luftförhållandet är nödvändigt både fysiskt och ekonomiskt. Det är känt att en av de viktigaste processerna som sker i en pannanläggning är processen för bränsleförbränning. Den kemiska sidan av bränsleförbränning är en reaktion av oxidation av brännbara element av syremolekyler. Syre i atmosfären används för förbränning. Luft tillförs ugnen i ett visst förhållande med gas med hjälp av en fläkt. Gas-till-luft-förhållandet är ungefär 1,1. Om det saknas luft i förbränningskammaren uppstår ofullständig förbränning av bränslet. Oförbränd gas kommer att släppas ut i atmosfären, vilket är ekonomiskt och miljömässigt oacceptabelt. Om det finns överskott av luft i förbränningskammaren kommer eldstaden att svalna, även om gasen kommer att brinna helt, men i detta fall kommer den återstående luften att bilda kvävedioxid, vilket är miljömässigt oacceptabelt, eftersom denna förening är skadlig för människor och miljön .
Det automatiska styrsystemet för vakuumet i pannugnen är utformat för att hålla ugnen under tryck, det vill säga att upprätthålla ett konstant vakuum (cirka 4 mm vattenpelare). I frånvaro av vakuum kommer brännarens låga att pressas, vilket kommer att leda till förbränning av brännarna och den nedre delen av eldstaden. Rökgaser kommer då in i verkstaden, vilket gör det omöjligt för underhållspersonal att arbeta.
Salter löses i matarvattnet, vars tillåtna mängd bestäms av standarderna. Under ånggenereringsprocessen stannar dessa salter kvar i pannvattnet och ackumuleras gradvis. Vissa salter bildar slam, ett fast ämne som kristalliseras i pannvattnet. Den tyngre delen av slammet samlas i de nedre delarna av trumman och uppsamlarna.
En ökning av koncentrationen av salter i pannvatten över de tillåtna värdena kan leda till att de tränger in i överhettaren. Därför avlägsnas salter som samlats i pannvattnet genom kontinuerlig blåsning, vilket i detta fall inte regleras automatiskt. Det beräknade värdet för blåsande ånggeneratorer vid stationärt tillstånd bestäms från ekvationerna för balansen av föroreningar i vatten i ånggeneratorn. Således beror andelen utblåsning på förhållandet mellan koncentrationen av föroreningar i utblåsnings- och matarvattnet. Hur bättre kvalité matarvatten och ju högre tillåten koncentration av föroreningar i vattnet är, desto lägre andel utblåsning. Och koncentrationen av föroreningar beror i sin tur på andelen ytterligare vatten, vilket i synnerhet inkluderar andelen förlorat utblåsningsvatten.
Larmparametrar och skydd som verkar för att stoppa pannan är fysiskt nödvändiga, eftersom operatören eller pannföraren inte kan hålla reda på alla parametrar för en fungerande panna. Som ett resultat kan det finnas nödsituation. Till exempel, när vatten släpps ut från trumman, sjunker vattennivån i den, vilket gör att cirkulationen kan störas och bottenkranarnas rör kan brinna ut. Skyddet, som aktiveras utan fördröjning, kommer att förhindra fel på ånggeneratorn. När ånggeneratorns belastning minskar, minskar förbränningsintensiteten i ugnen. Förbränningen blir instabil och kan upphöra. I detta avseende tillhandahålls skydd för att släcka facklan. Skyddets tillförlitlighet bestäms till stor del av antalet, omkopplingskretsen och tillförlitligheten hos de enheter som används i den. Enligt deras åtgärd är skydden uppdelade i: de som agerar för att stoppa ånggeneratorn (minska belastningen på ånggeneratorn), utföra lokala operationer.
1.3 Klassificering av panninstallationer
Panninstallationer är en uppsättning utrustning utformad för att omvandla den kemiska energin i bränsle till termisk energi för att producera varmvatten eller ånga med specificerade parametrar.
Beroende på syftet består panninstallationen av en panna av lämplig typ och hjälputrustning som säkerställer dess funktion. En panna är ett strukturellt integrerat komplex av enheter för att producera ånga eller uppvärmning av vatten under tryck med hjälp av värmen från bränt bränsle under en teknisk process eller omvandling av elektrisk energi till värme.
Klassificeringen av panninstallationer presenteras på blad 1 av det grafiska materialet för diplomprojektet.
Baserat på vilken typ av kylvätska som produceras är panninstallationer indelade i tre huvudklasser:
Ånga, utformad för att producera vattenånga;
Varmvattenpannor konstruerade för att producera varmvatten och blandade (utrustade med ång- och varmvattenpannor) utformade för att producera ånga och varmvatten;
Av kylvätskans natur:
Energialstrande ånga för ångmaskiner;
Industriella värmeenheter som genererar ånga för tekniska ändamål för produktion, uppvärmning och ventilation;
Värmesystem som genererar ånga för uppvärmning, ventilation och varmvattenförsörjning av industri-, bostads- och allmännyttiga lokaler;
Blandad, genererande ånga för att samtidigt försörja ångmaskiner, tekniska behov, värme- och ventilationsaggregat och varmvattenförsörjning.
Efter typ av huvudtyp av förbränt bränsle:
Kol;
Gas;
Brännolja.
Efter tjänststorlek:
Enskild,
Grupp;
Regional.
En mer detaljerad klassificering presenteras på det första arket i den grafiska delen.
Panninstallationer består av en pannenhet och hjälputrustning. Det finns minst två pannenheter, och hjälputrustningen är gemensam för hela pannhuset. Pannanläggningens huvudutrustning visas i figur 1.1.
Figur 1.1 - Teknologiskt diagram över pannanläggningen: B - fläkt, D - rökavluftare, EK - economizer, Phil - filter för kemisk vattenbehandling, Deaer - avluftare, Pn - matarpump, NSV - råvattenpump, RO - regleringsorgan , IM - verkställande mekanism, RU - reduktionsenhet.
Pannenheten inkluderar en förbränningsanordning, ett rörsystem med trummor, en ångöverhettare, en vattenekonomisator, en luftvärmare, en rökavluftare, en fläkt, avstängnings- och styrventiler, instrumentering och regulatorer.
Hjälputrustning inkluderar en tryckreduceringsenhet, kemiska vattenbehandlingsfilter, avluftare, råvattenpumpar och matarpumpar, eldningsoljeanläggningar, gaskontrollstation, armaturer, instrumentering och regulatorer.
De arbetsvätskor som är involverade i processen att producera varmvatten eller ånga för industriella och tekniska ändamål och uppvärmning är vatten, bränsle och luft.
Ångpannan är huvudelementet i pannenheten; det är en värmeväxlingsanordning genom metallväggarna vars värme överförs från de heta produkterna från bränsleförbränning till vatten för att producera ånga.
En pannanläggnings ångproduktion eller dess effekt är summan av ångproduktionen för de enskilda pannenheterna som ingår i dess sammansättning. Ångeffekten från en pannenhet bestäms av antalet kilogram eller ton ånga den producerar per timme, betecknad med bokstaven D och mätt i kg/h eller t/h.
Pannenhetens förbränningsanordning används för att bränna bränsle och omvandla det till kemisk energi till värme på det mest ekonomiska sättet.
Överhettaren är utformad för att överhetta ångan som produceras i pannan genom att överföra värmen från rökgaserna till den. Vattenekonomisatorn används för att värma matarvattnet som kommer in i pannan med värmen från rökgaserna som lämnar pannan.
Luftvärmaren är utformad för att värma luften som kommer in i förbränningsanordningen med värmen från avgaserna.
Bränslelagret är utformat för att lagra bränsle; den är utrustad med mekanismer för att lossa och tillföra bränsle till pannrummet eller till bränsleberedningsanordningen. Bränsleberedningsanordningen i pannhus som arbetar på pulveriserat bränsle används för att mala bränslet till ett pulveriserat tillstånd; den är utrustad med krossar, torktumlare, kvarnar, matare, fläktar, samt ett system av transportörer och damm- och gasledningar.
En anordning för att ta bort aska och slagg består av mekaniska anordningar: vagnar eller transportörer, eller båda kombinerade.
Anordningen för att bereda matarvatten består av anordningar och anordningar som säkerställer vattenrening från mekaniska föroreningar och skalbildande salter lösta i den, samt avlägsnande av gaser från den.
Matningsinstallationen består av matarpumpar för att tillföra vatten till pannan under tryck, samt motsvarande rörledningar.
Draganordningen består av fläktar, ett gas-luftkanalsystem, en rökavluftare och en skorsten, som säkerställer tillförseln av den erforderliga mängden luft till förbränningsanordningen, rörelsen av förbränningsprodukter genom rökkanalerna och avlägsnande av förbränning produkter utanför pannenheten.
Den termiska styrningen och den automatiska styranordningen består av instrumentering och automatiska maskiner som säkerställer oavbruten och koordinerad drift av individuella enheter i pannanläggningen för att producera den erforderliga mängden ånga vid en specifik temperatur och tryck.
Pannor klassificeras beroende på typen av motsvarande krets och dess utrustning. Baserat på typen av bränsle som bränts och motsvarande bränsleväg särskiljs pannor för gasformiga, flytande och fasta bränslen.
Enligt gas-luftvägen utmärker sig pannor med naturligt och balanserat drag och med överladdning. I en panna med naturligt drag övervinns gasvägens motstånd under påverkan av skillnaden i densiteter av atmosfärisk luft och gas i skorstenen. Om motståndet i gasvägen (liksom luftvägen) övervinns med hjälp av en fläktfläkt, arbetar pannan med överladdning. I en panna med balanserat drag hålls trycket i eldstaden och rökkanalens början nära atmosfärstrycket. arbetar tillsammans fläkt och rökfläkt. För närvarande strävar alla tillverkade pannor, inklusive de med balanserat drag, efter att vara gastäta.
Baserat på typen av ångvattenväg, trumman (Figur 1.2, a, b) och direktflöde (Figur 1.2, c) särskiljs pannor. I alla typer av pannor passerar vatten och ånga genom economizer 1 och överhettar 6 en gång. I trumpannor cirkulerar ång-vattenblandningen i evaporativ värmeytor 5 upprepade gånger (från trumma 2 genom de nedre rören 3 till kollektorn 4 och trumma 2). Dessutom, i pannor med forcerad cirkulation (Figur 1.2, b), installeras en extra pump 8 innan vattnet kommer in i förångningsytorna 5. I direktflödespannor (Figur 1.2, b) passerar arbetsvätskan över alla värmeytor en gång under påverkan av tryck som utvecklas av matarpumpen 7.
Figur 1.2 - Diagram över pannans ångvattenkrets: 1 - economizer, 2 - trumma, 3 - avgasrör, 4 - grenrör, 5 - förångningsskärm, 6 - överhettningsskärm, 7 - matningspump, 8 - extra pump , och - trumpanna med naturlig cirkulation; b - trumpanna med tvångscirkulation; c - engångspanna; d - engångspanna med forcerad cirkulation
I engångspannor med underkritiskt tryck är förångningsskärmar 5 placerade i den nedre delen av ugnen, därför kallas de för den nedre strålningsdelen (LRP). Skärmar placerade i mitten och övre delarna eldrum är övervägande överhettande 6. De kallas respektive den mellersta strålningsdelen (MRP) eller den övre strålningsdelen (URP).
För att öka hastigheten på vattenrörelsen i vissa värmeytor (vanligtvis NHF), när man startar en direktflödespanna eller arbetar med minskade belastningar, är forcerad vattenrecirkulation försedd med en speciell pump 8 (Figur 1.2, d). Dessa är pannor med återcirkulation och kombinerad cirkulation.
Förbi fastillstånd slagg som avlägsnas från ugnen, särskiljs pannor med fast och flytande slaggborttagning. I pannor med fast slaggborttagning (TSR) avlägsnas slagg från ugnen i fast tillstånd och i pannor med flytande slaggborttagning (LSR) - i smält tillstånd.
Stationära pannor kännetecknas av följande huvudparametrar: nominell ångeffekt, tryck, ångtemperatur (huvud- och mellanöverhettning) och matarvatten. Den nominella ångkapaciteten förstås som den högsta belastningen (i t/h eller kg/s) av en stationär panna med vilken den kan arbeta under långvarig drift vid förbränning av huvudbränslet eller vid tillförsel av en nominell mängd värme vid nominella värden för ånga och matarvatten, med hänsyn tagen till tillåtna avvikelser .
Märkvärdena för ångtryck och temperatur måste säkerställas omedelbart framför ångledningen till ångkonsumenten vid pannans nominella ångeffekt (och temperaturen även vid matarvattnets nominella tryck och temperatur).
Den nominella temperaturen för mellanöverhettning av ånga är temperaturen på ångan direkt bakom pannans mellanöverhettare vid nominella värden för ångtryck, matarvattentemperatur, ångproduktion och andra parametrar för mellanliggande överhettningsånga, med hänsyn tagen till tillåtna avvikelser .
Den nominella matarvattentemperaturen är temperaturen på vattnet som måste tillhandahållas innan det går in i economizern eller annan pannans matarvattenberedare (eller, i deras frånvaro, innan det går in i trumman) vid nominell ångeffekt.
Baserat på arbetsvätsketrycket delas pannor in i lågt (mindre än 1 MPa), medium ((1-10) MPa), högt ((10-22,5) MPa) och superkritiskt tryck (mer än 22,5 MPa). Mest egenskaper panna och huvudparametrarna ingår i dess beteckning. Enligt GOST 3619-82 E betecknas typen av panna och typen av bränsle som förbränns enligt följande: E - naturlig cirkulation; Pr - med tvångscirkulation; P - direkt flöde; PP - direktflöde med mellanliggande överhettning; Ep - trumma med naturlig cirkulation och mellanliggande överhettning; T - med borttagning av fast slagg; F - med flytande slaggborttagning; G - gasformigt bränsle; M - eldningsolja; B - brunt kol; K - stenkol. Till exempel en direktflödespanna med mellanöverhettning med en kapacitet på 2650 t/h med ett tryck på 25 MPa, en ångtemperatur på 545 ° C och en mellanöverhettning av ånga på 542 ° C på brunkol med borttagning av fast slagg är betecknad: Pp-2650-25-545/5420 BT.
1.4 Syfte och mål
Målet med diplomprojektet är att öka effektiviteten i pannanläggningen genom att automatisera tändningsprocessen.
För att uppnå detta mål är det nödvändigt att lösa följande uppgifter:
Bestäm vilken klass panninstallationen vid Medvezhye-gasfältet tillhör;
Uppträdande jämförande analys programmerbara styrenheter;
Utveckla ett funktionsschema för installationsautomation;
Utveckla ett diagram över elektriska ledningsanslutningar;
Skapa en kombinerad allmän krets för "TEKON-17"-kontrollern;
Skapa skärmformer av applikationsprogramvara för den valda logiska styrenheten;
Implementera en utrustningsplaceringsplan;
Konstruera ett kombinerat allmänt diagram över en av de digitala YEWFLOW-flödessensorerna, på basis av vilken en ångdoseringsenhet från pannan görs;
Gör en förstudie.
logisk styrning panna automation
2. Teknologisk process av pannrummet vid UKPG-8
2.1 Studie av styrobjektet
2.1.1 Fatångpanna som styrobjekt
Ett schematiskt diagram över den tekniska processen som inträffar i en trummaångpanna visas i figur 2.1, ett diagram över cirkulationskretsen visas i figur 2.2.
Figur 2.1 - Schematiskt flödesschema för en trumpanna: 1 - ugn, 2 - cirkulationskrets, 3 - stuprör, 4 - fat, 5, 6 - ångöverhettare, 7 - desuperheater, 8 - vattenekonomisator, 9 - luftvärmare, GPP - huvudventil för ångrum; RPK - reglerande matarventil
Bränslet kommer in genom brännaranordningar in i ugnen 1, där det vanligtvis förbränns med en fakkelmetod. För att upprätthålla förbränningsprocessen tillförs luft till ugnen i en mängd Q B med hjälp av en DV-fläkt. Luften förvärms i luftvärmare 9. Rökgaserna QG sugs ut ur ugnen av en rökavluftare DS. Rökgaser passerar genom uppvärmningsytorna på ångöverhettarna 5, 6, vattenekonomisatorn 8, luftvärmaren 9 och avlägsnas genom skorstenen till atmosfären. Ånggenereringsprocessen äger rum i de stigande rören i cirkulationskretsen 2, som avskärmar kammarugnen och tillförs vatten från de nedre rören 3. Mättad ånga Db från trumma 4 kommer in i ångvärmaren, där den värms upp till en inställd temperatur på grund av brännarstrålning och konvektiv uppvärmning av rökgaser. I detta fall regleras den överhettade ångtemperaturen i desuperheatern 7 med hjälp av inloppet för vatteninsprutning D.
Figur 2.2 - Schematiskt diagram över cirkulationskretsen: 1 - vattenförsörjare, 2 - förångningsdel, 3 - trumma, 4 - överhettningssteg, 5 - överhettare
De huvudsakliga justerbara mängderna av pannan är flödet av överhettad ånga D pp, dess tryck P pp och temperatur T pp. Dessutom bör följande värden hållas inom acceptabla toleranser:
Vattennivån i trumman Н b (regleras genom att ändra tillförseln av matarvatten D pv);
Vakuum i den övre delen av ugnen S t (regleras genom att ändra prestanda hos rökavgaser);
Optimalt överskott av luft bakom överhettaren O 2 (regleras genom att ändra prestanda för fläktar);
De angivna kvantiteterna förändras till följd av regulatoriska påverkan och under påverkan av externa och interna störningar. Pannan som styrobjekt (OU) är ett komplext dynamiskt system med flera sammankopplade in- och utgångsstorheter (Figur 2.3). Den tydligt uttryckta riktningen för enskilda sektioner längs huvudkanalerna för regleringspåverkan, såsom vattenflöde för injektion D vpr - överhettning t pp, bränsleförbrukning V t - tryck p pp och andra, gör det möjligt att stabilisera de kontrollerade mängderna med hjälp av oberoende enkretssystem anslutna endast via kontrollobjekt.
Figur 2.3 - Schema över samband mellan utgående och ingående mängder i en fatpanna
Styrsystemet för trumångpannan (BSC) inkluderar autonoma automatiska styrsystem (ACS):
ACS för förbrännings- och förångningsprocesser;
ATS för ångöverhettningstemperaturer;
SAR för närings- och vattenbehandlingsprocesser.
2.1.2 Reglering av förbrännings- och förångningsprocesser
Förbrännings- och förångningsprocessen regleras enligt följande.
Processerna för förbränning och förångning är nära besläktade. Mängden bränsle som förbränns i stationärt tillstånd måste motsvara mängden ånga som genereras Db. En indirekt indikator på värmeavgivning Q" t är den termiska belastningen Dq. Mängden ånga måste i sin tur motsvara ångflödet till turbinen D pp. En indirekt indikator på denna överensstämmelse är ångtrycket framför turbinen . Reglering av förbrännings- och ångbildningsprocesser i allmänhet handlar om att bibehålla följande värden nära de givna värdena:
Överhettat ångtryck p pp och termisk belastning Dq;
Överskott av luft i ugnen (O 2 innehåll, %) bakom överhettaren, vilket påverkar effektiviteten i förbränningsprocessen;
Vakuum i den övre delen av ugnen S t.
2.1.2.1 Reglering av överhettad ångtryck och värmebelastning
Pannan, som ett föremål för reglering av tryck och värmebelastning, kan presenteras i form av enkla sektioner, en förbränningskammare; en ångalstrande del bestående av värmeytor belägna i förbränningskammaren; trumma och överhettare (Figur 2.1).
En förändring i värmealstring Q"t leder till en förändring av ångproduktionen Db och ångtrycket i trumman Pb.
Värmebelastningen kännetecknas av den mängd värme som absorberas av värmeytan per tidsenhet och går åt till att värma pannvattnet i silrören och ånggeneratorn. Ur en dynamisk synvinkel är det intressanta inte värdet av den termiska belastningen vid en viss tidpunkt, utan dess förändring eller ökning DDq efter applicering av en intern eller extern störning. DDq-inkrementen kallas även värmesignalen.
Det finns flera sätt att mäta DDq. De vanligaste av dem är av brännarens strålning (kontinuerlig) och av tryckfallet över cirkulationskretsen för trumpannan och andra. Det schematiska diagrammet över bildandet av DDq visas i figur 2.4.
Figur 2.4 - Schema för värmesignalgenerering: 1 - ångtrycksgivare, 2 - differentiator, 3 - ångflödesgivare, 4 - mätenhet för styrenheten
Befintliga metoder och scheman för automatisk reglering av termisk belastning och ångtryck baseras i huvudsak på principerna för reglering genom avvikelse (grundläge) och störning (regleringsläge).
Grundläget är läget för att upprätthålla pannans ångbelastning på en given nivå, oavsett förändringar i den totala elektriska eller termiska belastningen för värmekraftverket.
I regleringsläge uppfattar pannan fluktuationer i turbinernas termiska och elektriska belastningar. Reglering av ångtrycket i regleringsläget påverkar bränsleförbrukningen som tillförs ugnen, beroende på avvikelsen av ångtrycket i ledningen.
Figur 2.5 - Schematiskt diagram över ångtrycksreglering: 1 - ugn, 2 - hastighetsregulator, 3 - kontrollventilkontrollmekanism, 4 - tryckregulator, 5 - elektrisk drivning
Ett schematiskt diagram över ett slutet tryckregleringssystem visas i figur 2.5. I regleringsläget stöds ångtrycket av tryckregulatorn 4, som verkar på bränsletillförselregulatorn till ugnen 1, och turbinrotorhastigheten stöds av hastighetsregulatorn 2 (alternativ a). I grundläget bör tryckregulatorns 4 inflytande kopplas om till mekanismen för att styra turbinens 3 styrventiler genom den elektriska drivningen av turbinsynkronisatorn 5 (alternativ b).
Att upprätthålla ett konstant ångtryck i den gemensamma ledningen för en grupp av pannor säkerställs när trycket i den gemensamma ledningen avviker genom att tillföra en given mängd bränsle till ugnen i varje panna.
2.1.2.2 Reglera effektiviteten av förbränningsprocessen
En pannas effektivitet bedöms utifrån dess effektivitet, likvärdig behandling nyttig värme som spenderas på att generera och överhetta ånga till den tillgängliga värme som kunde erhållas genom att bränna allt bränsle. Att bibehålla optimal luftöverskott ökar inte bara effektiviteten, utan minskar också korrosion av värmeytan, bildandet av skadliga föreningar och andra oönskade förändringar.
Ett av de mest representativa indirekta sätten att bedöma effektiviteten i förbränningsprocessen är att analysera sammansättningen av rökgaserna som lämnar ugnen.
Det huvudsakliga sättet att reglera det optimala värdet av överskottsluft bakom överhettaren är att ändra mängden luft som tillförs ugnen med hjälp av fläktar (Db). Det finns flera alternativ för automatiska lufttillförselkontrollsystem, beroende på metoderna för att indirekt bedöma effektiviteten av förbränningsprocessen genom förhållandet mellan olika signaler.
Verkningsgradsreglering baserad på bränsle-luftförhållandet sker enligt följande.
Med konstant bränslekvalitet är dess förbrukning och mängden luft som krävs för att säkerställa den nödvändiga förbränningens fullständighet relaterad till ett direkt proportionellt förhållande som upprättats som ett resultat av driftstester. Med gasformigt bränsle uppnås det erforderliga förhållandet mellan mängden gas och luft enklast. Emellertid är kontinuerlig mätning av flödeshastigheten för pulveriserat fast bränsle svårt problem. Därför är användningen av en bränsle-luftkrets motiverad av vätska eller gasformigt bränsle konstant sammansättning (Figur 2.6, a).
Effektivitetskontroll baserad på ånga-luftförhållandet beskrivs nedan.
För en förbrukningsenhet av bränsle (gas) av olika sammansättning krävs olika mängder luft. Samma mängd luft krävs per enhet värme som frigörs vid förbränning av alla typer av bränsle. Därför, om du utvärderar värmeavgivningen i ugnen genom ångflöde och ändrar ångflödet, kan du upprätthålla ett optimalt överskott av luft (Figur 2.6, b).
Reglering av verkningsgrad baserad på värme-luftförhållandet utförs enligt följande.
Om värmeavgivningen i ugnen Q"t bedöms av flödeshastigheten för överhettad ånga och hastigheten för förändring av ångtrycket i trumman, kommer trögheten för denna totala signal under förbränningsstörningar att vara betydligt mindre än trögheten för en signal för ångflöde D pp. Mängden luft som motsvarar en given värmeavgivning mäts av tryckskillnaden över luftvärmaren eller av lufttrycket i fläktens tryckrör Skillnaden mellan dessa signaler används som insignal av verkningsgradsregulatorn (Figur 2.6, c) Kontroll av verkningsgraden enligt arbetsluftförhållandet (last-luft) med O 2 -korrigering utförs enligt följande.
Implementeringen av denna metod är emellertid svår på grund av bristen på tillförlitlighet och höghastighetsanalysatorer för syrgas. I kretsar kombineras kommandoluften med ytterligare korrigering för O 2 i allmänhet med principen om reglering genom störning och avvikelse (Figur 2.6, d). Lufttillförselregulatorn 1 ändrar sin flödeshastighet enligt en signal från huvud- eller korrigeringstryckregulatorn 5, som är en automatisk sensor för pannlastregulatorer.
Figur 2.6 - Reglering av lufttillförsel enligt förhållandet: 1 - lufttillförselregulator, 2 - regulator, 3 - differentiator, 4 - korrigerande luftregulator, 5 - korrigerande överhettad ångtrycksregulator (lastinställningsregulator); a - bränsle-luft, b - ånga-luft, c - värme-luft, d - lastluft med O 2 -korrigering
Signalen som är proportionell mot luftflödet DP VP fungerar som i andra scheman: för det första eliminerar den luftflödesstörningar som inte är relaterade till regleringen av effektivitet; för det andra hjälper det till att stabilisera själva lufttillförselkontrollprocessen, eftersom fungerar samtidigt som en stark negativ återkopplingssignal. En extra O2-innehållssignal ökar noggrannheten för att upprätthålla optimal luftöverskott.
Liknande dokument
Metoder och scheman för automatisk reglering av värmebelastning och ångtryck i pannan. Välja typ av bränsle som förbränns; bestämning av pannans driftläge. Utveckling av ett funktionsdiagram för anslutning av en ångledning av överhettad ånga till en konsument (turbin).
praktiskt arbete, tillagt 2014-07-02
Konstruktion av ångexpansionsprocessen i h-s-diagrammet. Beräkning av installation av nätverksvärmare. Ångexpansionsprocess i matarpumpens drivturbin. Bestämning av ångflöde per turbin. Beräkning av termisk verkningsgrad för värmekraftverk och val av rörledningar.
kursarbete, tillagt 2010-10-06
Analys av befintliga automationssystem för reglering av ångtryck i panntrumman. Beskrivning av den tekniska processen för pannenheten BKZ-7539. Parametrisk syntes av ett automatiskt styrsystem. Apparater för att reglera parametrar.
avhandling, tillagd 2012-03-12
Kärnan i den tekniska processen som utförs i en pannanläggning. Beskrivning av driften av automationsschemat. Konstruktion och drift av komponenter. Verkställande mekanism MEO-40. Beräkning och val av regulatorer. Urval av instrument och ställdon.
kursarbete, tillagt 2014-02-04
Beräkning av termisk krets för ett kondenskraftverk högt tryck med mellanliggande ångöverhettning. Huvudindikatorerna för termisk effektivitet med sin totala effekt på 35 MW och kraften hos turbiner av typen K-300–240. Konstruktion av ångexpansionsprocessen.
kursarbete, tillagt 2013-02-24
Allmänna egenskaper hos kombinerade gasanläggningar (CCGT). Val av CCGT-system och dess beskrivning. Termodynamisk cykelberäkning gasturbinenhet. CCGT-cykelberäkning. Förbrukning av naturligt bränsle och ånga. Värmebalans av spillvärmepanna. Ånga överhettning process.
kursarbete, tillagt 2013-03-24
Val och motivering av det grundläggande termiska diagrammet för enheten. Att upprätta en balans över huvudflödena av ånga och vatten. Turbinens huvudsakliga egenskaper. Konstruktion av ångexpansionsprocessen i en turbin på hs-diagrammet. Beräkning av värmeytor på en spillvärmepanna.
kursarbete, tillagd 2012-12-25
Beräkning av bränsleförbränning. Panna värmebalans. Beräkning av värmeöverföring i ugnen. Beräkning av värmeväxling i en luftvärmare. Bestämning av rökgastemperaturer. Förbrukning av ånga, luft och rökgaser. Bedömning av pannans effektivitet och tillförlitlighetsindikatorer.
kursarbete, tillagt 2013-10-01
Tekniska egenskaper hos pannenheten TP-38. Syntes av styrsystem. Utveckling av ett funktionellt automationsdiagram. Anläggningens industrisäkerhet. Beräkning av den ekonomiska effektiviteten av att modernisera styrsystemet för TP-38 pannenheten.
avhandling, tillagd 2012-09-30
Plotta ångexpansionsprocessen i en turbin i ett H-S-diagram. Bestämning av parametrar och flödeshastigheter för ånga och vatten vid ett kraftverk. Upprättande av grundläggande värmebalanser för komponenter och anordningar i den termiska kretsen. Preliminär uppskattning av ångflöde per turbin.
Ekonomisk effektivitet är effektiviteten av resursanvändning. Det bestäms genom att jämföra resultaten och kostnaderna för att uppnå dessa resultat.
För att bestämma produktionseffektiviteten på företagsnivå antas ett system med indikatorer, inklusive generalisering och differentierade indikatorer.
Differentierade indikatorer inkluderar indikatorer som används för att analysera effektiv användning av enskilda arter Resurser.
Allmänna indikatorer kännetecknar den ekonomiska effektiviteten av att använda en uppsättning resurser.
Kapitalproduktiviteten kännetecknar användningen av anläggningstillgångar produktionstillgångar komplott. Anläggningstillgångar inkluderar det bokförda värdet av alla typer av grupper av produktionstillgångar. Kapitalproduktiviteten beräknas med formeln:
Var är den genomsnittliga tariffen för 1 GJ värme, gnugga.
Genomsnittstariffen för 1 GJ tillförd värme är 28 % högre än kostnaden för 1 GJ tillförd värme och bestäms av formeln:
Kapitalintensitet visar antalet anläggningstillgångar som investerats för att få 1 rubel. Produkter.
Kapital-arbetsförhållandet bestäms av formeln, tusen rubel/person
Arbetsproduktiviteten bedöms av tjänstekoefficienten och bestäms av formeln MW/person
Där H är antalet driftpersonal, personer.
Genomsnittlig månad lön anställda bestäms av formeln:
Den genomsnittliga månadslönen för arbetare bestäms av formeln:
Var är antalet arbetare (huvud- och hjälpanställda). människor
Vinsten från pannhusets årliga värmeförsörjning bestäms av formeln:
Inte all vinst som företaget erhåller står till dess förfogande. Bolaget ska betala fastighetsskatt och inkomstskatt om det finns straffavgifter. Resterande del av vinsten går till företaget.
Var är mängden inkomstskatt, gnugga.
Var ligger inkomstskattesatsen, enligt gällande lagstiftning, %.
Lönsamhet- relativt värde, uttryckt i procent och kännetecknar effektiviteten av att använda materialiserade arbetsresurser eller nuvarande produktionskostnader i produktionen.
Följande lönsamhetsindikatorer bestäms: lönsamhetsnivån för tillförd värme, lönsamhetsnivån rättvisa, nivå av avkastning på investeringen.
Lönsamhetsnivån för tillförd värme bestäms av formeln,
Nivån på avkastningen på eget kapital bestäms av formeln,
Vi sammanfattar alla resultat som erhållits i avsnitt 1 och 2 i Tabell 6.
Tabell 6 - Huvudsakliga tekniska och ekonomiska indikatorer för pannhuset
|
namn |
Logisk grund |
Indikatorer |
|
Pannhusets installerade effekt, MW |
||
|
Årlig värmeproduktion, GJ/år |
||
|
Årlig värmetillförsel, GJ/år |
||
|
Antal timmars användning av installerad kapacitet, h/år |
||
|
Specifik bränsleförbrukning per 1 GJ tillförd värme:
|
|
|
|
Årlig bränsleförbrukning i pannrummet:
|
|
|
|
Specifik förbrukning av eleffekt för eget behov, kW/MW |
||
|
Installerad effekt för strömavtagare, kW |
||
|
Specifik vattenförbrukning, t/GJ |
||
|
Årlig vattenförbrukning, t/år |
||
|
Avskrivningsavgifter, tusen rubel. |
||
|
Antal personal, personer |
||
|
Anställdas ersättningsfond, tusen rubel. |
||
|
Genomsnittlig månadslön, tusen rubel/månad:
|
||
|
Årliga driftskostnader, tusen rubel/år |
||
|
Kostnad för 1 GJ tillförd värme, rub./GJ |
||
|
Kapitalproduktivitet |
||
|
Kapitalintensitet |
||
|
Kapital-arbetsförhållande, tusen rubel/person. |
||
|
Vinst, tusen rubel |
||
|
Nettovinst, tusen rubel. |
||
|
Lönsamhet för tillförd värme, % |
||
|
Avkastning på eget kapital, % |
