double arrow

Розробка автоматичної системи керування технологічним процесом

 

На основі опису технологічного процесу, та складеної на його основі карти технологічних параметрів складемо функціональну схему автоматизації (ФСА). Дана система буде мати 4 контури регулювання, які будуть підтримувати постійними такі технологічні параметри:

1. Тиск перегрітої пари на виході з парокотельної установки.

2. Рівень води в барабані котла.

3. Розрідження в топці.

4. Співвідношення газ/повітря.

Також необхідно контролювати такі технологічні параметри:

1. Наявність полум’я.

2. Температуру перегрітої пари.

3. Витрату перегрітої пари.

4. Температуру відхідних газів.

5. Температуру живильної води після економайзера.

з метою виявлення відхилень у технологічному процесі і у випадку відхилення критичних параметрів здійснити аварійну зупинку технологічного процесу шляхом перекривання подачі природного газу відсічним клапаном.

 

Рис. 1. Функціональна схема автоматизації технологічного процесу


Контур регулювання тиску пари (РЕ 3-1). Даний контур підтримує заданий тиск пари в барабані котла при зміні парового навантаження. Котел по тиску пари є об’єктом із самовирівнюванням і має сталу часу Т та сталу запізнення , що вимагає застосування пропорційно-інтегрального закону регулювання.

Головним збуренням є витрата перегрітої пари, необхідної в подальшому технологічному процесі і на яку ми впливати не можемо. При збільшені витрати пари, знижується її тиск, сигнал про що подає давач тиску РE 3-1. Сигнал з давача поступає на мікропроцесорну систему. Мікропроцесорна система виробляє керуючий електричний сигнал, який поступає на виконавчий механізм відкриття регулюючої заслінки подачі природного газу. Внаслідок відкриття регулюючої заслінки відбувається збільшення подачі природного газу, температура в барабані котла зростає, внаслідок чого відбувається збільшення тиску пари та його стабілізація.

У випадку зменшення витрати перегрітої пари, всі вищеописані процеси будуть відбуватися навпаки.

Контур регулювання рівня води в барабані (LE 2-1). Основним збуренням даного технологічного параметру також є витрата пари. Регулювання даного технологічного параметра викликає значні труднощі. Барабан котла по рівню є об’єктом без самовирівнювання – навіть при незначному розузгодженні між притоком живильної води і відбором пару рівень буде змінюватися до переповнення або до випорожнення барабану, що викличе перегрів котла та його поломку. Крім того, при збуреннях, викликаних збільшенням відбору пари або подачею живильної води, спостерігається значне запізнення, під час якого рівень змінюється в бік, протележний тому, в який він повинен змінюватися завдяки прикладеному збуренню.

Рівень води в барабані пропорційний гідростатичному тиску (різниця тисків на дні та вгорі барабану), який вимірює давач тиску типу "Altivar". Сигнал з давача тиску поступає на мікропроцесорну систему, яка виробляє сигнал для виконавчого механізму на відкриття заслінки на трубопроводі подачі живильної води. Витрата живильної води зростає, і рівень води в барабані котла стабілізується.

Контур підтримки заданого розрідження в топці (PE 8-1). Основними збуреннями є витрата природного газу та повітря, а також атмосферний тиск. Розрідження вимірюється в верхній частині топки дифтягоміром. Сигнал про розрідження надходить на аналоговий вхід мікропроцесорної системи, яка керує частотою обертання двигуна димососа.

Перехідні процеси по тиску повітря і розрідженню в топці малоінерційні і не викликають труднощів по настройці АСР.

Контур регулювання співвідношення газ/повітря. При змінах витрати газу, внаслідок зміни парового навантаження, необхідно пропорційно змінювати витрату повітря. Витрата природного газу задається контуром регулювання тиску пари, а система регулювання співвідношення газ/повітря впливає лише на витрату повітря. Тобто дана система є слідкуючою. Витрата газу вимірюється за допомогою витратоміра, який складається із дифманометра і діафрагми, яка встановлена на газопроводі до пальників котла. Сигналом зворотнього зв’язку є сигнал про витрату повітря. Оскільки витрату повітря в прямокутному повітреводі виміряти складно, то вона визначається опосередковано шляхом вимірювання тиску за повітренагнітачем за допомогою дифтягоміра.

Для забезпечення оптимальнішого процесу горіння, на систему регулювання співвідношення газ/повітря додатково подається коригуючий сигнал з газоаналізатора QE 6-2 про вміст СО і О2 у відхідних газах, який містить інформацію про повноту згорання газу. Наявність О2 у відхідних газах свідчить про надлишок повітря, а наявність СО про його недостачу. Максимальна зміна витрати повітря за сигналом газоаналізатора становить ±10% від поточної витрати.

Автоматика захисту призначена для контролю основних теплотехнічних параметрів і відсікання подачі газу до пальників при відхиленні контрольованих параметрів від допустимих значень.

Відсікання падачі палива здійснюється електромагнітним клапаном. При надходженні сигналу на мікропроцесорну систему від одного із давачів про недопустиме значення одного з технологічних параметрів: зникнення полум’я (QE 7-1), підвищення тиску в барабані (PE 3-1), підвищення або зниження рівня пароводяної суміші в барабані котла (LE 2-1), зниження розрідження в топці (РЕ 8-1), зниження температури живильної води після деаератора, яка надходить в барабан котла (ТЕ 5-1), а також при зникненні живлення електричних кіл автоматики захисту.

Спрацювання автоматики захисту супроводжується сигналізацією для привернення уваги оператора.

Облік і контроль технологічних параметрів. Для встановлення матеріальних затрат та виявлення відхилень економічності роботи парокотельної установки в процесі її експлуатації, необхідно вести облік таких технологічних параметрів: витрата природного газу (FE 9-1), витрата пари (FE 4-3), температура відхідних газів (ТЕ 6-1).

 



Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: