Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат по темі випускної роботи

Зміст

Вступ

В даний час, незважаючи на розробку альтернативних джерел для отримання теплової енергії, одним з основних видів палива, як і раніше, є тверде паливо. Процес його утилізації відбувається у котельних установках. В даний час для підвищення ефективності експлуатації твердого палива в котельних установках шахт у світі впроваджуються різні ресурсозберігаючі технології, у тому числі вдосконалюється та знову розробляється значна кількість різних способів спалювання вугілля.

Зменшення собівартості виробництва теплоти для постачання промислових підприємств, у тому числі й шахт, на сьогоднішній день є важливим та нагальним завданням. Її вирішенню перешкоджає використання низькоефективних теплогенеруючих установок та дорогих типів палив. Крім того, застосовувана на даний момент практика розрахунку необхідної відпустки теплоти на підприємстві за укрупненими та усередненими показниками та відмова від прогнозного керівництва продуктивністю котельних агрегатів призводять до фактів суттєвого надвиробництва теплоти та відсутності можливості вчасно реагувати на різкі зміни абонентського попиту.

1. Актуальність теми

Процес горіння твердого палива є складним фізико-хімічним процесом, контроль протікання якого становить певні труднощі.

Той факт, що котельні установки підприємства є важливими технологічними об'єктами, аварійні ситуації на яких можуть призвести до зупинки всього виробництва, доцільним та очевидним видається факт необхідності попередніх досліджень поведінки систем управління даним об'єктом за допомогою імітаційних моделей даних об'єктів для підбору оптимальних структур та законів управління. Отже, питання математичного моделювання та ідентифікації таких технологічних об'єктів, як топки низькотемпературного киплячого шару становлять великий науковий інтерес.

2. Мета та завдання дослідження, заплановані результати

Метою роботи є підвищення роботи котельної установки НТКС шляхом синтезу автоматичного управління котлоагрегату, який забезпечить стабільність і безаварійність технологічних параметрів топки.

Загальна мета роботи конкретизується такими завданнями:

– дослідження протікання технологічних процесів та їх особливостей котельної установки;

– аналіз існуючих технічних рішень у галузі автоматизації котельних установок НТКС;

– удосконалення системи управління котельної установки топки НТКС.

3. Огляд досліджень та розробок

3.1 Аналіз технологічного процесу шахтної котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару як об'єкта автоматизації

Головними перевагами технології низькотемпературного киплячого шару є спалювання вугілля з зольністю до 70%, використовуючи некондиційне вугілля шахти, можливість повної автоматизації роботи топки, наявність декількох способів оперативного регулювання її продуктивності, зниження викидів в атмосферу оксидів азоту.

Низькотемпературний Киплячий шар (НТКС) успішно застосовується для спалювання худих вугілля. Розглянемо технологію спалювання твердого палива в НТКС. На малюнку 1 представлена конструкція котельні установки з топкою НТКС. Псевдозріджений (Киплячий) шар являє собою сукупність полідисперсних частинок, через які продувається ожіжающій повітря з певною швидкістю, достатньою для зрідження і не перевищує швидкість винесення частинок палива з топки. При цьому частинки палива знаходяться в підвішеному стані і інтенсивно перемішуються за обсягом топки, завдяки чому поліпшується надходження повітря до всіх частинок палива і інтенсифікується процес горіння [1].

технологічна схема шахтної котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

Малюнок 1-Технологічна схема шахтної котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

На малюнку 1 позначено: 1 - ємність для рідкого палива; 2 - паливний насос; 3 - дуттьовий вентилятор; 4 - растопочное пристрій; 5 - перфорована труба; 6 - топка; 7 - забрасыватель палива; 8 - паливний бункер; 9 - котел; 10 - радіаційна поверхня нагріву; 11 - економайзер; 12 - циклон першого ступеня очищення; 13 - труба; 14 - димосос; 15 - циклон другого ступеня очищення; 16 - подвійні пилові затвори; 17 - вентилятор повернення віднесення; 18 - ежектор; 19 - циклон прямоточний; 20 - газохід; 21 - бункер золи; 22 - розвантажувач золи; 23 - конвеєр золовидалення.

Дуттьове повітря для зрідження шару подається в топку через повітророзподільну решітку за допомогою високонапірного дуттьового вентилятора ВМЦ-6 зі швидкістю достатньою для кипіння шару. Для рівномірного розподілу повітря по всій площі топки встановлюються воздухоподающие ковпачки з 6-8 отворами для проходу повітря, швидкість якого на виході з отворів становить 60-80 м/с.конструкція ковпачка повинна виключати попадання шлаку або палива в воздухоподающие канали при припиненні подачі повітря. У топки з НТКС повітря повинне, в залежності від висоти шару, надходити під тиском 3-10 кПа.

Для досягнення необхідного тиску застосовуються високонапірні вентилятори типу ВМЦ-6. Швидкість повітря, що проходить через дзеркало Gorenje, становить 2,5-4 м/сек, що необхідно для кипіння шару. Коефіцієнт надлишку повітря, що подається в топку на 1 кг вугілля трохи вище, ніж для шарових топок, і становить 1,2-1,6 теоретично необхідного.

Повітророзподільна решітка являє собою сукупність труб, приварених до повітророзподільного колектора, до яких приварені патрубки з ковпачками, що мають по периметру отвори, через які під високим тиском подається повітря в топку.

Повітророзподільна решітка виконує кілька функцій:

- забезпечує рівномірний розподіл ожіжающего агента по всьому перетину топки;

- відокремлює Киплячий шар від решти простору;

- сприяє розподілу частинок в киплячому шарі по всьому перетину топки;

- забезпечує рівномірний розподіл палива і видалення золи з шару.

Паливо в топку подається з паливного бункера з фронту котла за допомогою закидача типу зп-600, який кріпиться до фронтальної плити від топки зп-РПК. Причому фракційний склад палива не повинен перевищувати 13 мм, що випливає з умов псевдозрідження шару. Необхідний фракційний склад палива забезпечується за допомогою застосування дробарки або вузла відсіву на стадії топливоподготовки і в вугільний бункер надходить паливо з фракцією до 13 мм. У зв'язку з тим, що розмір шматків палива, що подаються в топку, не перевищує 13 мм, а швидкості повітря в шарі підвищені, велика кількість дрібних частинок незгорілого палива несуться з димовими газами в газоочистку, де вони уловлюються і повертаються в топку на допалювання.

Для безперебійної і безаварійної роботи топок НТКС велике значення має підтримання температури і висоти шару, що в процесі спалювання вугілля забезпечується своєчасністю видалення золи, що накопичується [2].

Найбільш надійними і безаварійними в роботі виявилися розвантажувачі хитного типу, що складаються з столу з отвором для прокидання золи, кривошипно-шатунного механізму, редуктора і електродвигуна. Стіл розгойдується розвантажувача встановлений під бункерами золонакопичення. Від двигуна через редуктор і кривошипно-шатунний механізм стіл отримує зворотно-поступальний рух. Через вікна бункера на стіл насипається зола, яка при черговому русі прокидається в отвір на конвеєр золовидалення.

Зважаючи на високу інтенсивність процесів окислення палива в киплячому шарі, якщо не забезпечити відведення теплоти з шару, частинки вугілля і наповнювача нагріваються вище температури початку розм'якшення золи і шар зашлаковується. Щоб цього не відбувалося, необхідно вести процес Gorenje так, щоб температура в шарі не перевищувала температуру початку розм'якшення золи.

Найбільш доцільно забезпечити температуру шару рівною 800 – 850°С.температури близькі до 800°з визначаються найбільш оптимальними умовами зв'язування оксидів сірки, що виділяються з палива в процесі Gorenje, доломітом і вапняком, а також лужноземельними металами, що містяться в золі палива. При цих температурах знижуються і викиди оксиду азоту.

Підтримання температури на заданому рівні може бути здійснено різними способами:

– установкою додаткових заглибних поверхонь нагріву (ППН), набраних з труб; всередині труб циркулює вода, яка нагрівається, відбираючи теплоту шару; охолодження шару зануреними в нього трубчастими поверхнями не дозволяє піднятися температурі вище температури початку розм'якшення золи; спікання золи в цьому випадку не відбувається і шар залишається в рухомому стані;

– подачею надлишкової кількості повітря, що менш економічно;

– подачею на шар води (пари або інших інертних газів);

– пневмотранспорт в шар "холодних" негорючих твердих частинок.

Заглибні поверхні, відбираючи до 50% теплоти, що виділяється в топці, дозволяють збільшити теплопродуктивність котлоагрегату на 60% щодо продуктивності при відсутності ППН, а також зменшити поверхню нагріву, що в свою чергу скорочує габарити і металоємність при проектуванні агрегату. Це пояснюється високим коефіцієнтом теплопередачі від киплячого шару до поверхні занурених в нього труб.

Топкова камера ззаду і з боків екранована трубами діаметром 51х22,5 мм з кроком 100 мм, що входять в колектор діаметром 159х4,5 мм.поверхні нагріву виконані у вигляді екранних панелей, розташованих по стінах топкової камери. Конвективно-радіаційна поверхня являє собою горизонтальні пакети змійовиків з труб діаметром 38х3 мм, розташовані в конвективному газоході зверху над топкою.

Котел обладнаний провальною однотрубною колпачковою повітророзподільною решіткою. Решітка складається з встановленого на бункерах повітророзподільного колектора, виготовленого з труби діаметром 426х9 мм, до якої приварені 128 патрубків діаметром 38х3,5 мм з повітророзподільними ковпачками. У ковпачках діаметром 48 мм для виходу повітря рівномірно по колу розташовані 8 отворів діаметром 7 мм.площа дзеркала Gorenje становить 2 метри квадратних.

Однотрубне виконання решітки спрощує її конструкцію і дозволяє за рахунок збільшення довжини патрубків використовувати теплоту золи зливу для додаткового підігріву дуттьового повітря.

Видалення шлаку з топок з НТКС не викликає труднощів, так як шматочки шлаку, внаслідок їх великої щільності, тонуть в киплячому шарі і збираються в нижній частині топки. Шлаковидаляючі пристрої повинні забезпечити необхідну герметичність.

По периметру топкової камери під колпачковой гратами встановлений двосекційний металевий бункер, призначений для накопичення і зливу золи. Бункер закріплений на каркасі котла. Рух води здійснюється примусово циркуляційними насосами, температурний графік роботи: 95 ... 700°с.мережева вода надходить на поворотну занурювальну поверхню нагріву і паралельно в нижній колектор заднього екрану.

Потім з верхнього колектора заднього екрану вода надходить в перші верхні частини верхніх колекторів бічних екранів, звідки, опускаючись по трубах діаметром 51 мм, проходить Нижні колектори бічних екранів і піднімається в другу частину верхніх колекторів бічних екранів. Далі надходить в нижні колектори конвективної поверхні. Сюди ж надходить вода з погружной поверхні нагріву. Пройшовши пакет змійовиків, вода направляється споживачеві. Щоб уникнути закипання, середня швидкість води в окремих елементах котла, що обігріваються випромінюванням, не повинна бути нижче 1 м/с. Зворотна Мережева вода з температурою 700°з надходить від систем на всас мережевих насосів, що подають її в котли, де вона нагрівається до 950С і мережевими насосами подається в зовнішню мережу. Підживлення системи здійснюється очищеною хімічним способом деаерірованной водою від підживлювальних насосів у всмоктувальну лінію мережевих насосів [3].

3.2 Критичний огляд відомих технічних рішень по автоматизації котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

Відомою системою автоматизації котельних установок є автоматизація системи управління процесом КОНТУР [3]. Основною функцією автоматизація системи управління процесом КОНТУР є безпечне автоматизоване управління технологічним обладнанням котлоагрегату відповідно до Технічного регламенту підприємства, для підтримки необхідних техніко-економічних параметрів роботи обладнання. Конструктивно автоматизація системи управління котлом виготовляється у вигляді окремої шафи підлогового або навісного виконання. На передніх дверцятах шафи встановлюється панель оператора і елементи управління. Усередині шафи встановлюється основний модуль системи автоматики і допоміжні елементи (блоки живлення, запобіжники, проміжні реле, комутаційне обладнання).

Системою автоматизації системи управління процесом КОНТУР реалізується:

– контроль температури живильної води до і після економайзера;

– контроль температури газів, що відходять до і після економайзера;

– контроль тиску повітря після дуттєвого вентилятора;

– контроль тиску пари в барабані котла;

– контроль тиску води живильної;

– контроль розрідження в топці котла;

– контроль рівня води в барабані котла;

– контроль положення виконавчих механізмів;

– автоматичне регулювання рівня води в барабані котла;

– автоматичне регулювання тиску пари в барабані котла;

– автоматичне регулювання тиску повітря перед пальником співвідношення паливо-повітря (управління частотним перетворювачем електродвигуна вентилятора);

– автоматичне регулювання розрідження в топці котла (управління частотним перетворювачем електродвигуна димососа);

– автоматичне регулювання солевмісту і автоматичне продування котла;

– захист котла відповідно до СНИП II-35-76.

Розглянемо нижче докладніше роботу даної системи.

Контур регулювання «паливо» (малюнок 2) містить датчик (манометр 56), регулятор (5В) і пускові апаратури (NS/KM11) для управління однооборотним електродвигуном механізму регулювання подачі палива (5д — виконавчий механізм).

Автоматичне регулювання подачі палива в топку проводиться за сигналами від датчика тиску пари, що представляє собою електричний манометр РТ/56 з дистанційною передачею сигналу (показань) регулятору РСК/5В. Манометр перетворює тиск пари, що підводиться від барабана парового котла, в електричний сигнал змінного струму [3].

Контур регулювання «повітря» складається з датчика (манометра 216), регулятора (21в), пускової апаратури (NS/KM12) для управління однооборотним електродвигуном (21Д) механізму повороту направляючого апарату в трубі, що підводить дуттьового вентилятора.

Коригуючий сигнал на регулятори 5В і двадцять першого надходить від коригуючого приладу 5м (диференціює Ланка), що отримує, в свою чергу, сигнал від датчика 5а (термопара). Коригуючий Ланка виконує роль зворотного зв'язку.

Схема автоматичного регулювання процесу.

Малюнок 2 – Схема автоматичного регулювання процесу.

Регулятор «розрідження» 176 забезпечує підтримку постійного розрідження з високою точністю. Імпульс розрідження береться у верхній частині топки датчиком (тягомір) 17а, що перетворює розрідження в електричний сигнал, що надходить на регулятор 176. З регулятора сигнал надходить на пускові апаратури (NS/KM13) управління однооборотні електродвигуном виконавчого механізму 17д повороту направляючого апарату, встановленого в трубі, що підводить димососа. При зміні розрідження в топці на величину, що перевищує нечутливість підсилювача регулятора, електродвигун виконавчого механізму 17д переміщує направляючий апарат димососа, поки не відновить за дане розрідження.

Регулювання «рівень води» здійснюється регулятором 25а, що отримує імпульс від датчика рівня 256 і впливає на виконавчий механізм 25Д, що зчленований з керованою засувкою на трубопроводі живильної води. Датчиком рівня служить манометр 256, підключений до барабану через зрівняльний посудину 25а.

У схемі автоматизації здійснюється теплотехнічний контроль (малюнок 2): температури розпалювання котла (2а, 26), температури киплячого шару (36), температури відхідних газів (1а, 16), тиском повітря після дуттєвого вентилятора (9), тиску пари (11), тиску рідкого палива в підвідний та напірному патрубках паливного насоса (12, 13), розрідження в топці котла (18), розрідження перед димососом (20), рівня води в барабані котла (246), рівня палива в бункері (26а), температури води до і по контуру охолодження (6а, 8а), тиску води по контуру охолодження (15, 16), витрата води через контур охолодження (22а, 226, 22в), опору киплячого шару (31а). Схема захисту забезпечує автоматичне припинення подачі палива при виникненні аварійних режимів, підвищення температури в киплячому шарі, підвищення тиску дуттєвого повітря, зменшенні розрідження в топці котла, відхилення рівня води в барабані котла, підвищення температури води по контуру охолодження, відхиленні тиску води по контуру охолодження, зниження витрати води через контур охолодження [3].

Недоліком автоматизації системи управління процесом КОНТУР є факт, що всі контури регулювання не мають ніякого зв'язку між один з одним (розімкнуті), тобто на весь процес регулювання впливають лише задані оператором значення, але не враховуються всі необхідні параметри для цього з інших контурів управління. Таким чином дана система не є максимально економічною для умов не постійного споживача і вимагає, в даному випадку, постійних поправок від оператора, які можуть вносити помилки, пов'язані з людським фактором.

3.3 обґрунтування напрямку автоматизації котельної установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

Для безперебійної і безаварійної роботи топок низькотемпературного киплячого шару (НТКС) велике значення має підтримка температури і висоти шару, що в процесі спалювання вугілля забезпечується своєчасністю видалення накопичується золи. Найбільш доцільно забезпечити температуру шару, що дорівнює 800-8500 С. Температури близькі до 8000С визначаються найбільш оптимальними умовами зв'язування оксидів сірки, що виділяються з палива в процесі горіння, доломітом і вапняком, а також лужно-земельними металами, що містяться в золі палива. При цих температурах знижуються і викиди оксиду азоту. Видалення шлаку з топок з НТКС не викликає труднощів, так як шматочки шлаку, внаслідок їх великої щільності, тонуть в киплячому шарі і збираються в нижній частині топки. Шлаковидаляючі пристрої повинні забезпечити необхідну герметичність.

Виходячи з технологічних особливостей роботи топок НТКС розробляється система автоматизованого управління котельні установкою і розподілом теплової енергії повинна виконувати наступні функції:

– ефективно спалювати кам'яне вугілля низької якості, як основне паливо;

– регулювати продуктивність топки НТКС;

– регулювати постачанням парою і гарячою водою всіх споживачів згідно їх поточним температурним характеристикам, категорійності і безаварійності функціонування системи теплопостачання відповідно [4].

Автоматизації підлягають котлоагрегати, обладнані механізованими пристроями подачі і розподілу палива і шлакозоловидалення і мають певну конструкцію топки. Автоматизують процеси Gorenje і живлення котлоагрегату, процеси водопідготовки, видалення шлаку, подачі палива, золовидалення.

Підлягають контролю і сигналізації наступні параметри:

– температура димових газів (0-250°С);

– температура розпалювання котла (0-1100°С);

– температура киплячого шару (+950°С);

– температура води до і за контуром охолодження (70°С ,95°С);

– тиск повітря після дуттьового вентилятора (3-5 кПа);

– сигналізація на розрядження в топці котла (0.05 кПа);

– сигналізація на розрідження перед димососом (0.04 кПа);

– сигналізація на опір киплячого шару (4 кПа);

Автоматичне регулювання подачі палива в топку проводиться за сигналами від датчика тиску пари, що представляє собою електричний манометр з дистанційною передачею сигналу (показань) регулятору. Манометр перетворює тиск пари, що підводиться від барабана парового котла, в електричний сигнал змінного струму. Контур регулювання "повітря" складається з датчика (манометра), регулятора, пускової апаратури для управління однооборотними електродвигуном, механізму повороту направляючого апарату в підвідній трубі дуттьового вентилятора. Коригуючий сигнал на регулятори надходить від коригуючого приладу (диференціює Ланка), який отримує, в свою чергу, сигнал від датчика (термопара). Коригувальна Ланка виконує роль зворотного зв'язку [5].

Регулятор «розрідження» забезпечує підтримку постійного розрідження з високою точністю. Імпульс розрідження береться у верхній частині топки датчиком (тягомір) перетворює розрідження в електричний сигнал, який надходить на регулятор. З регулятора сигнал надходить на пускову апаратуру управління однооборотним електродвигуном, виконавчого механізму повороту направляючого апарату, встановленого в підвідній трубі димососа. При зміні розрідження в топці на величину, що перевищує нечутливість підсилювача регулятора, електродвигун виконавчого механізму переміщує направляючий апарат димососа до тих пір, поки не відновить задане розрідження [6].

Регулювання рівня води здійснюється регулятором, які отримують імпульс від датчика рівня і впливає на нього виконавчим механізмом, який зчленований з керованою засувкою на трубопроводі живильної води. Датчиком рівня служить дифманометр, підключений до барабану котла через зрівняльний посудину. Схема передбачає запам'ятовування причини аварії. Аварійна зупинка котла супроводжується світлозвуковою сигналізацією.

Щоб замкнути всі контури регулювання і контролю технологічного процесу необхідно вдосконалити цю систему, застосувавши мікропроцесорний контролер ОВЕН ПЛК160 (М02) [7].

4. Розробка алгоритму роботи і схемних рішень системи управління котельні установкою з топкою низькотемпературного киплячого шару

До початку розробки системи управління тепловим режимом шахтної котельні установки з топкою НТКС потрібно визначиться з вхідними і вихідними параметрами розроблюваного пристрою.

Тотже, функції програми зводяться до забезпечення досягнення необхідної температури НТКС шляхом регулювання потужності топки НТКС по витраті твердого палива в і, по вичерпанню резерву регулювання по даному параметру, регулюванням по витраті дуттьового повітря по V.

Як уже зазначалося вище, пріоритет регулювання продуктивності топки віддаємо спочатку регулювання по витраті твердого палива, оскільки це значно економніше. І переходимо на регулювання по витраті дуттьового повітря тільки коли перший засіб не може забезпечити необхідної глибини управління. Крім того, до завдань даної програми входять функція спостереження, щоб температура НТКС не вийшла за граничні значення і, таким чином, запобігає стану аварійної ситуації, а також видача інформації на ЕОМ, про вичерпання резервів обох засобів регулювання потужності топки при недостигнутой вставці. Це служить сигналом для ЕОМ про необхідність провести перерахунок значень потужностей для кожної топки враховуючи дані отримані від всіх регуляторів.

На малюнку 3 представлена блок-схема алгоритму роботи системи регулювання температури НТКС.

Після пуску системи слід установка початкової величини завдання температури Ткс.н., Ткс.в. далі йде опитування датчиків температури Ткс.текти. потім перевіряється умова ткс.тек>Ткс.в(поточне значення величини температури більше верхнього граничного значення температури НТКС). Якщо поточне значення все ж перевищує верхню межу температури, то виробляються сигнали на збільшення подачі палива в топку і зменшення витрати подачі повітря. Далі цикл повторюється і через деякий час знову проводиться опитування датчиків на поточне значення температури. Якщо знову повторюється невідповідність цієї умови, то виробляються сигнали на зменшення подачі палива в топку і постійного значення витрати подачі повітря.

При виконанні умови Ткс.тек>Ткс.в, поточне значення температури перевіряється наступною умовою Ткс.тек<Ткс.н. (перевірка значення температури НТКС по нижній межі). Якщо поточне значення все ж менше нижньої межі температури, то виробляються сигнали на збільшення подачі палива в топку і збільшення витрати подачі повітря. Знову цикл повторюється і через деякий час знову проводиться опитування датчиків на поточне значення температури. Якщо знову повторюється невідповідність цієї умови на нижню межу температури, то виробляються сигнали на збільшення значення витрати подачі повітря і постійного значення подачі палива в топку.

Якщо поточне значення температури НТКС відповідає умовам Ткс.тек>Ткс.в., і ткс.текти.>Ткс.в., то далі проводиться визначається розрахунок співвідношення «паливо-повітря». Контроль якості процесу горіння можна вести за змістом CO2і O2. При оптимальному значенні коефіцієнта витрати повітря по відношенню до витрати палива визначають при температурі НТКС. Тим самим управління подачею повітря повинно вестися з досить високою точністю і забезпечувати відхилення значення CO2 не більше ніж на ±0,5 %. Якщо Qтек - поточний коефіцієнт вмісту CO2 буде меншим заданого коефіцієнта, то буде поданий сигнал на збільшення витрати подачі повітря. При великому значенні Qтек поточного коефіцієнта, виробляється сигнал на зменшення витрати подачі повітря дуттьового вентилятора.

блок-схема алгоритму роботи системи управління тепловим режимом шахтної котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

Малюнок 3-Блок-схема алгоритму роботи системи управління тепловим режимом шахтної котельні установки з топкою низькотемпературного киплячого шару

Щоб відповідати висунутим вимоги до розроблюваного блоку контролю температури потрібно розробити структурну схему цієї системи. Треба мати на увазі наявність блоку живлення, яким забезпечується необхідні рівні і якість питає напруги, в базової апаратури, автоматизація технологічного об'єкта – котельні установки, в рамках якої буде використано розробляється система. Структурна схема наведена на малюнку 4.

Структурна схема розроблюваної системи управління тепловим режимом в котельні установці з топко низькотемпературного киплячого шару

Малюнок 4-Структурна схема розроблюваної системи управління тепловим режимом в котельні установці з топко низькотемпературного киплячого шару

Розробляємо функціональну схему на основі вже розробленої структурної схеми. Функціональна схема розроблюваної системи управління тепловим режимом котельні установці з топкою НТКС показана на малюнку 5.

Розроблена функціональна схема системи управління тепловим режимом складається з каналу контролю і сигналізації стану технологічного параметра - температури в топці НТКС.

В даному випадку підтримання теплового режиму шахтної котельні установки з топкою НТКС регульовані змінні характеризують перебіг технологічного процесу.

Керуючий пристрій (УУ) на підставі вимірювання регульованих змінних і задають впливів формує керуючий вплив на об'єкт регулювання. Регульованою величиною y(t) є температура в топці НТКС. Дана система призначена для підтримання необхідного режиму, тобто зміни температури y(t).

Функціональна схема розроблюваної системи управління теплового режиму котельні установки з топкою НТКС

Малюнок 5 – Функціональна схема розроблюваної системи управління теплового режиму котельні установки з топкою НТКС

Функціональна схема також складається з об'єкта управління та пристрою управління. Об'єкт управління (ОУ) є основним елементом системи, тобто котельня установка, заданий режим роботи яких повинен підтримуватися пристроєм управління (контролером ПЛК160 (М02)) за допомогою регулюючих органів.

Під керуючим мається на увазі пристрій, що забезпечують процес управління, тобто цілеспрямована дія, що призводять до бажаної зміни керованої змінної (температурою НТКС). Для зменшення помилки регулювання в систему вводять зворотний зв'язок.

На керуючий пристрій надає керуючий вплив Uз(t) на вхід системи, формуючи програму зміни регульованої величини. УУ подає сигнали виконавчим механізмам (ІМ1, ІМ2) – однооборотним електродвигунів, який безпосередньо є коригуючою ланкою системи. Керуючі вплив коригується в залежності від вихідної величини y(t). чутливий елемент (Че) перетворює керовану величину в пропорційну їй і зручну для використання в САУ.

В якості даного елемента використовуються термопари, на виході якої формується напруга, пропорційне температурі НТКС. Потім цей сигнал подається вимірювальний пристрій (Іу). Виявлення відповідностей необхідного і отриманого значення виконує керуючий пристрій.

Висновок

Були проведені дослідження і аналіз процесу спалювання твердого палива в шахтній котельні установці низькотемпературного киплячого шару. Переробка низькосортного твердого палива в теплоту є особливо ефективною і доцільною саме для умов шахтних котельних установок з подальшим використанням виробленої теплоти на власні потреби (обігрів стовбура, опалення всіх шахтних будівель і споруд), оскільки дозволяє використовувати власне шахтне некондиційне паливо, відходи вуглезбагачення і при цьому витрати на транспортування відсутні.

У роботі проведено критичний огляд технічних рішень при автоматизації технологічного процесу.

При написанні даного реферату кваліфікаційна робота магістра не завершена. Дата остаточного завершення роботи-червень 2023 р повний текст роботи і матеріали по темі роботи можуть бути отримані у автора або його наукового керівника після зазначеної дати.

Список джерел

  1. Вискин Ж. В. и др. Сжигание угля в кипящем слое и утилизация его отходов. — Донецк: Новый мир, 1997. — 121 с.
  2. Махорин К. Е., Хинкис П. А. Сжигание топлива в псевдоожиженном слое. — К.: Наукова думка, 1989. — 204 с. — 196 с.
  3. Толпежников, Л. И. Автоматическое управление процессами шахт и рудников / Л. И. Толпежников. – Москва: Недра, 1985. – 352 с.
  4. Батицкий, В. А., Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности: Учеб. для техникумов / В. А. Батицкий, В. И. Куроедов, А. А. Рыжков. – Москва : Недра, 1991.
  5. Ткаченко А.Е. Повышение эффективности работы шахтного комплекса теплоснабжения при совместной работе котельных агрегатов НТКС на тепловую сеть: автореф. дис. кан. тех. наук. – Донецк; 2018. – 26с.
  6. Ткаченко А.Е. Определение параметров рационального функционирования группы котлоагрегатов НТКС на тепловую сеть шахты // Вестник Академии гражданской защиты. Выпуск 4 (12), 2017. С. 63-72.
  7. ОВЕН ПЛК 160. Контроллер программируемый логический. Руководство по эксплуатации. – 52 с.