Система автоматизации на котлоагрегатах

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра «Компьютерные системы»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Автоматизированное проектирование»

на тему: «Система автоматизации на котлоагрегатах»

Выполнили:	студенты гр. АСУ-51 Абильшаихова К.Б. Окатенко Н.В. Бещембаева М.М. Макзымов Е.Ж.
Проверил:	Ишимцев Р.Ю.

Павлодар, 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Энергетика является ведущим звеном современного индустриально развитого народного хозяйства. Понятием «энергетика» охватывается, как известно, широкий круг установок для производства, транспорта и использования электрической и тепловой энергии и всех других энергоносителей, как-то: сжатый воздух, искусственный кислород и др. В их числе особо важное значение имеет электроэнергия в силу универсальности её применения в промышленности, на транспорте и в быту и большой транспортабельности – на многие сотни километров при минимальных потерях.

В СССР, как в принципе и сейчас в Казахстане, примерно 85% электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), важнейшим звеном которых являются котельные установки, вырабатывающие пар для турбогенераторов.

В дальнейшем, при учете строительства мощных гидроэлектростанций (ГЭС) и более широкого промышленного освоения атомных электростанций (АЭС), процент «топливной электроэнергии» несколько снизится, но все же он составит, по- видимому, не мене 80% общего её производства. В общем, топливном балансе страны районные тепловые электростанции занимают около 15%, а, включая находящиеся в системе промышленных предприятий – примерно 25%. Значительно большое количество топлива, порядка 35%, потребляется промышленностью для производственных целей, а оставшиеся 40% приходится на все виды транспорта и коммунальное хозяйство. Если учесть широкое распространение на водном и железнодорожном транспорте паросиловых установок и применение различных котлов в коммунальном хозяйстве, можно констатировать, что не менее 55-60% производимого в стране топлива сжигается в топках котлов того или иного назначения.

Нужно указать далее, что промышленная энергетика является наиболее сложным энергетическим комплексом.

В его состав входят, помимо обычных котельных установок и паросиловых установок, специальные воздуходувные и кислородные станции, промышленные печи различного назначения, газификационные аппараты, сушильные и теплообменные устройства, тепловые и газовые сети, а также многообразное электрооборудование промышленных предприятий.

При выработке пара исходными рабочими веществами являются: топливо, окислитель - в основном кислород атмосферного воздуха и питательная вода, из которой получается пар нужных параметров, а производственными отходами – охлажденные дымовые газы и шлакозоловые остатки топлива. Дымовые газы получаются при сжигании (окислении) топлива в специальном устройстве – топке.

Тепло образующихся здесь горячих дымовых газов используется далее поверхностями нагрева для подогрева питательной воды, её испарения при определенном давлении, перегрева полученного пара, а также для нагрева воздуха, поступающего в топку для окисления горючих элементов топлива.

Дымовые газы, пройдя указанные теплоиспользующие устройства, выбрасываются затем в атмосферу. Вместе с ними уносится часть золы топлива, а остальная её часть в виде сплавленного шлака выпадает в нижней части топки, откуда она и выводится - непрерывно или периодически.

Сочетание топки и теплоиспользующих поверхностей именуется котельным агрегатом; котельная установка является более широким понятием, включающим дополнительно устройства для приготовления и ввода в топку топлива, вентиляторы для подачи воздуха и отвода в атмосферу охлажденных дымовых газов, питательные насосы и другое, более мелкое вспомогательное оборудование.

Промышленное применение пара имеет на сегодня почти двухвековую историю, считая со времен Ползунова (1728-1766 гг.) и Уатта (1736-1819 гг.), историю непрерывного прогресса в области паровых двигателей и паровых котлов. Однако значительные достижения были достигнуты в этих областях в 1930-1940 гг. За этот сравнительно весьма ограниченный отрезок времени в котельной технике достигнуто в количественном и качественном отношениях значительно больше, нежели за все предыдущие 150 лет.

Большие сдвиги котельной техники в1930-1640 гг., отражая общее ускорение темпов промышленно- технического прогресса, обуславливаются в основном бурным развитием за эти годы электроэнергетиков связи с интенсивным ростом энерговооруженности народного хозяйства, большой концентрацией мощностей и применением транспорта электроэнергии на огромные расстояния. Нужно указать, что до Октябрьской революции котлостроения в СССР фактически не было, как и многих других отраслей тяжелой промышленности, а вся сравнительно небольшая потребность в паровых котлах покрывалась импортом их из Германии и Англии. Начиная с 1928-1930 гг. у нас создается собственная и мощная топочно-котельная промышленность, концентрируемая на ряде специализированных заводов, важнейшими из которых являются Таганрогский, Подольский, Барнаульский и Белгородский.

1. Технологический участок образования пара, как объект АСУ

1. Технология парообразования и оборудование

1.1.1 Описание технологического процесса производства пара

Технологическая схема производства пара на паротурбинной электрической станции с прямоточными котлами и сжиганием твердо­го топлива в пылевидном состоянии показана на рис.1. Твердое топливо в виде кусков поступает в приемно-разгрузочное помещение в железнодорожных вагонах. Вагоны заталки­ваются в вагоноопрокидыватели и вместе с ни­ми, поворачиваясь вокруг своей оси примерно на 180°, разгружаются в расположенные ниже бункера. С помощью автоматических питате­лей топливо поступает на ленточные конвейе­ры первого подъема, передающие его в дро­билки. Отсюда поток измельченного топлива— дробленки (размеры кусочков топлива не бо­лее 25 мм) конвейером второго подъема по­дается в бункера котельной. Далее дробленка поступает в углеразмолъные мельницы, где окончательно измельчается и подсушивается. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь поступает в топочную камеру.

Рис.1 Технологическая схема производства пара

1-штабель угля; 2- ленточный транспортер; 3 и 4-бункер; 5- вагоноопрокидыватель с железнодорожным вагоном; 6- дробильный завод; 7- бункер дробилки; 8- угле размольная мельница; 9- первичный воздух; 10- пылевоздушная смесь; 11- горелки; 12- фронт котла; 13- паровой котел; 14- топочная камера; 15- вторичный воздух; 16- НРЧ; 17- СРЧ; 18- ВРЧ; 19- перегретый пар; 20- конвективный пароперегреватель; 21- забор воздуха из помещения; 22- забор наружного воздуха; 23- короб холодного воздуха; 24- промежуточный паронагреватель; 25- горизонтальный газоход; 26- конвективная шахта (вертикальный газоход); 27- экономайзер; 28- питательная вода; 29- воздухоподогреватель; 30- дутьевой вентилятор; 31- золоуловитель; 32- дымосос; 33- дымовая труба; 34- шлакозоловой канал.

Примечание: парогенератор иногда называют также котлоагрегатом, или паровым котлом.

В отечественной энергетике наиболее ши­рокое распространение получили паровые кот­лы с П-образным профилем - это две вертикальные призматиче­ские шахты, соединенные вверху горизонталь­ным газоходом. Первая шахта - большая по размерам - является топочной камерой (топ­кой). В зависимости от мощности агрегата и сжигаемого топлива ее объем колеблется в широких пределах - от 1000 до 30000 м³ и более. В топочной камере по всему периметру и вдоль всей высоты стен обычно располага­ются трубные плоские системы — топочные экраны. Они получают теплоту прямым излучением от факела и являются радиационными поверхностями нагрева. В современных агрега­тах топочные экраны часто выполняют из плавниковых труб, свариваемых между собой и образующих сплошную газо-плотную (газо­непроницаемую) оболочку. Газо-плотная эк­ранная система покрыта оболочкой из тепло­изоляционного материала, которая уменьшает потери теплоты от наружного охлаждения стен агрегата, обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия в помещении и исключает возможность ожогов персонала.

Вторая вертикальная шахта и соединяю­щий ее с топочной камерой горизонтальный газоход служат для размещения поверхно­стей нагрева, получающих теплоту конвекцией, и потому называются конвективными газохо­дами, а сама вертикальная шахта—коллективной шахтой. Поверхности нагрева, разме­щаемые в конвективных газоходах, получили название конвективных.

После отдачи теплоты топочным экранам продукты сгорания покидают топку при тем­пературе 900—1200°C (в зависимости от вида топлива) и поступают в горизонтальный газо­ход.

По мере движения в трубах топочных экранов вода превращается в пар. Поверхно­сти нагрева, в которых образуется пар, явля­ются испарительными, парообразующими. В прямоточном