Выбор средства измерения на выходе воды из котла, КСВа-3,5Гс

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ  ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ

Кафедра «Автоматизация и вычислительная техника»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

на тему: Выбор средства измерения на выходе воды из котла, КСВа-3,5Гс

 

 

 

 

 

Студент: гр. АТПб-08-1 Чернобровин Е.К.

(подпись)

 

Руководитель: к.т.н., доцент Овчинникова  В.А.

(подпись)

 

 

 

Дата защиты    Оценка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2011

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)

Студент (фамилия, имя, отчество)______________________________________________________________________________________________________________________________

Тема курсового проекта (работы)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Содержание задания на курсовой  проект (работу)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Исходные данные к курсовому  проекту (работе)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Перечень графического материала

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Задание и исходные данные  по разделу

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание принял к исполнению

“___”________________20__г.

___________________________

 

Реферат

 

Курсовой проект45 с., 10рис., 11табл., 14 источников, 3 прил.

КОТЕЛЬНАЯУСТАНОВКА,СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ,ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ,ВИХРЕВЫЕ

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ И РАСХОДОМЕРЫ, МОНТАЖ.

Объектом исследования является котельная установка КСВа-3,5Гс.

Цель работы – Выбор средства измерения на выходе воды из кола.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

Введение…………………………………………………………………………….……..5

1 Описание  и характеристика технологического объекта управления………….…….7

1.1 Общая характеристика установки водогрейного котла….…….………….10

1.2 Описание технологической схемы котельной установки…………………11

2 Автоматизация  процесса котельной установки………….…………………..………13

2.1 Описание  функциональной схемы автоматизации котельной….….……..13

2.2 Технические  средства автоматизации……………………………………...15

3 Выбор средства  измерения температуры на выходе воды из котла......……………30

3.1 Современное состояние проблемы измерения температуры…….……….30

3.2 Выбор средств измерения температуры….………….……………….…….30

3.3 Расчет мостовой схемы……….….……….…….……………………….…..31

3.4 Погрешности  средств измерений……………….……………...…………...34

4 Монтаж средства измерения…………………..………………………………………36

4.1 Монтаж  первичного преобразователя………………….……………………36

4.2 Монтаж  вторичного прибора………………….……………………………37

Заключение……………………………………………………………………………….40

Список использованных источников…………………………………………………...41

Приложение  А. Схема автоматизации………………………………………………….42

Приложение  Б. Чертеж датчика………………………………………………………...43

Приложение  В. Сигнальный лист………………………………………………………44

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Промышленность  и энергетика как основные и тесно  связанные взаимосвязанные отрасли  народного хозяйства представляю  собой совокупность предприятий, обеспечивающих производственную базу страны. Понятием «энергетика» охватывается широкий круг технических средств, предназначенных для выработки, преобразования передачи и использования электрической, тепловой и других видов энергии а также энергоносителей.                 

Примерно 85% электрической энергии в нашей  стране производится на ТЭС, на которых  электрическая энергия вырабатывается с использованием химической энергии  сжимаемого топлива.                                                   

Производящие  электроэнергию электрические станции, электрические и тепловые сети, а  также потребители электрической  и тепловой энергии в совокупности составляют электроэнергетическую  систему. Основными тепловыми электрическими станциями на органическом топливе  являются паротурбинные электрические  стации, которые подразделяются на конденсационные (КЭС), и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).                     

Паротурбинные электрические станции вырабатывают одновременно два вида энергии, т.е. дают возможность лучше использовать сжигаемое топливо, повысить мощность одного агрегата, отличаются относительно высокой экономичностью, наименьшими  по сравнению с другими электрическими станциями удельными капитальными затратами. Основными тепловыми  агрегатами ТЭЦ являются паровой  котёл и паровая турбина.

Одним из важнейших условий  эксплуатации котельной установки является соблюдение необходимого давления и температуры газа.

Существуют  различные методы регулировки температуры пара:

- газовый  метод;

- рециркуляция газов;

- аэродинамический метод;

На крупных  котельных установках применяют газовый метод, путём распределения нагрузки между отдельными рядами горелок по высоте топки. Данный способ нельзя признать эффективным и экономичным, так как увеличение воздушного сопротивления форсированных горелок и повышение расходов воздуха на недогруженных горелках приводит  к перерасходу электроэнергии на дутье. Кроме того нарушаются оптимальные условия работы горелок.

Наиболее  распространённым и перспективным  методом регулирования температуры  пара является рециркуляция газов, т.е. возврата части охлаждённых уходящих газов из конвективной части котла  в топку. Преимущества: обеспечение  постоянной температуры пара в широком  диапазоне нагрузок котла; малая  инерционность; экономия затрат на реконструкцию  пароперегревателя. Недостатки этого  метода, капитальные затраты, связанные  с установкой дымососов рециркуляции и увеличение расхода электроэнергии на собственные нужды.

Предложенный  в последнее время аэродинамический метод регулирования основан  на эффекте взаимодействия газовых  факелов. Для практического использования  необходимо, чтобы конструкция горелок  позволяла осуществлять как плавное  регулирование в широких пределах степень крутки, так и изменение  направления вращения факелов. Практического использования необходимо, чтобы конструкция горелок позволяла осуществлять как плавное регулирование в широких пределах степень крутки, так и изменение направления вращения факелов.

В курсовом проекте рассматривается  АСУ ТП Котельной установки, обеспечивающая централизацию управления с использованием современных средств контроля и автоматического регулирования на базе микропроцессорной техники, высоконадежных электронных устройств и аппаратуры, позволяющих осуществлять управление, защитные блокировки и сигнализацию, а также для обеспечения обслуживающего персонала установки оперативной и достоверной информацией.

 

 

 

1 Описание и характеристика  технологического объекта управления

 

Котельная установка - это комплекс устройств для получения водяного пара под давлением (или горячей воды). Котельная установка состоит из котельного агрегата, в котором производится водяной пар с заданными давлением и температурой, и ряда вспомогательных устройств, предназначенных для приготовления и подачи топлива, питательной воды и воздуха, а также удаления производственных отходов (дымовых газов и зольных остатков топлива). Водяной пар используется в энергетике для привода паровых турбин, а также как греющая среда в технологических процессах (нагревание, сушка, выпаривание и т.д.) и в быту (отопление, горячее водоснабжение). Наряду с паровыми котлами в небольших коммунальных котельных применяются также водогрейные котлы, в которых подогреваются вода, используемая для нужд теплоснабжения.

В зависимости  от производительности различают котельные  установки малой (до 20 т/ч), средней (20-70 т/ч), и большой (свыше 100 т пара в  час) производительности. По величине давления пара котельные установки бывают низкого (до 3 МПа), среднего (3-7,5 МПа), высокого (10-15 МПа), сверхвысокого (15-22,5 МПа) и сверхкритического (более 22,5 МПа) давления.

Различают котельной установки естественной и принудительной циркуляцией (прямоточной). В последних, движение воды происходит под действием насоса. Мощные энергетические котлы с естественной циркуляцией, выпускаемые в настоящее время, имеют параметры пара р=14 МПа и t=570°С, а котлы с искусственной циркуляцией - р=25 МПа и t=565°С.

Основными элементами котельного агрегата экранного  типа с естественной циркуляцией, имеющего факельную топку для сжигании я каменноугольной пыли являются топочная камера, парообразующие поверхности  нагрева - ряды экранных труб, пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Смесь топлива с воздухом подается через горелки в топочную камеру, где топливо воспламеняется и сгорает во взвешенном состоянии.

В котельной установке происходит непрерывная циркуляция воды и пароводяной смеси. Образующаяся в экранных трубах смесь воды и пара имеет меньшую плотность, чем вода в опускных трубах, поступающая из барабана котла. Вследствие этого пароводяная смесь поднимается по экранным трубам в барабан котла, от, куда вода перемещается вниз по необогреваемым опускным трубам (естественная циркуляция). Нарушение нормальной циркуляции воды в котле (например, при низком уровне воды в барабане котла) может привести к перегреву труб и выходу их из строя. Опускные и экранные трубы соединяются между собой посредствам коллектора. Кипятильные трубы, расположенные на стенах топки, образуют поверхности нагрева, которые называются экранами.

В барабане насыщенный пар отделяется от воды и поступает в пароперегреватель, где он нагревается до заданной температуры. Пароперегреватель представляет собой  теплообменник, трубки которого изогнуты в виде змеевиков. Дымовые газы движутся снаружи трубок, а водяной пар - внутри. В котельных установках большой производительности устанавливают дополнительные пароперегреватели для вторичного перегрева пара.

Из пароперегревателя  дымовые газы поступают в водяной  экономайзер, который предназначен для подогрева питательной воды, подаваемой в барабан. Для поддержания  необходимого уровня воды в барабане котла расход питательной воды должен соответствовать пара производительности котла. Как и пароперегреватель, водяной экономайзер представляет собой теплообменник поверхностного типа. Далее установлен воздухоподогреватель, в котором нагревается воздух, подаваемый в топочную камеру. Дымовые газы проходят по трубам воздухоподогревателя сверху вниз, а воздух движется между трубами снаружи в поперечном направлении.

За счет снижения температуры уходящих дымовых  газов в водяном экономайзере и воздухоподогревателе до 120-200°C уменьшаются потери теплоты с уходящими газами, что значительно повышает КПД котла. Экономайзер и воздухоподогреватель устанавливаются на всех агрегатах средней и большой производительности.

Теплообмен  между дымовыми газами и трубами  в водяном экономайзере и воздухоподогревателе в основном происходит конвективным путем, так как при низкой температуре  дымовых газов интенсивность  теплообмена излучением сравнительно невелика. Поэтому эти поверхности  нагрева называют конвективными. Экраны в топочной камере и первые ряды труб пароперегревателя являются радиационными  поверхностями нагрева, которые  вследствие высокой температуры  дымовых газов получают теплоту  преимущественно излучением. В прямоточных котлах парообразующие поверхности представляют собой систему обогреваемых змеевиков.

Газы  уносят из топки значительное количество золы (при факельном сжигании до 80-90%), поэтому после воздухоподогревателя дымовые газы направляются для очистки  в золоуловитель, что предупреждает  загрязнение окружающей местности. Затем с помощью дымососа дымовые  газы через дымовую трубу выбрасываются  в атмосферу. Дымосос представляет собой вентиля торную установку центробежного типа с электрическим приводом. Для подачи воздуха в топку котельного агрегата устанавливается также дутьевой вентилятор.

Мощные  котельные установки, работающие на твердом топливе, имеют сложную  систему подачи и приготовления  топлива, включающую мельницы и дробилки, механизмы для подачи топлива  в топочную камеру, емкости для  хранения угольной пыли, ленточные  транспортеры и т.д. Система приготовления  топлива может быть централизованной или индивидуальной. В большинстве  случаев применяется индивидуальную система пылеприготовления, в которой каждый котёл располагает собственной системой для приготовления топлива.