Автоматизация котла КВ-ГМ-4-115
Автоматический контроль и управление оборудованием котельной
Автоматизация котла – автоматика горелки осуществляет автоматический розжиг горелки, контроль за состоянием параметров при розжиге и рабочем режиме, автоматическое прекращение подачи топлива и запоминание первопричины аварийной остановки котла при изменении следующих параметров:
-повышение или понижение давления газа перед горелкой;
-понижение давления воздуха перед горелкой;
-погасание факела горелки;
-повышение/понижение температуры воды на выходе из котла;
-повышение/понижение давления воды на выходе из котла;
-прекращение подачи воздуха на горение.
Аварийное отключение горелки осуществляется с помощью последовательного соединения контактов датчиков-реле температуры и выходных реле минимального и максимального давления воды.
Следует заметить, что при пропадании давления газа перед горелкой, автоматика останавливает работу горелки без блокировки и переводит ее в режим ожидания. При появлении давления газа производится самозапуск горелки на малую нагрузку.
Автоматическое регулирование мощности горелок не задействовано.
Регулирование мощности задается оперативным персоналом котельной, согласно температурного графика. Регулирование мощности горелки плавно двухступенчатое, осуществляемое с помощью управляющих сигналов от собственных щитов управления горелок или менеджеров горения на сервоприводы дроссельных заслонок в газовом и воздушном трактах, а также с помощью сервопривода регулировочной гильзы (устройство смешения).
|
|
|
На котельной предусмотрено автоматическое включение всех групп сетевых насосов и подпиточных насосов при неисправности рабочих насосов.
Управление приводами электрифицированной арматуры (задвижек) у насосов предусмотрено местное.
Управление сетевыми насосами предусмотрено местное и дистанционное со щита операторской.
Для подпиточных насосов предусмотрено автоматическое управление: пуск насоса осуществляется при понижении давления в трубопроводе обратной воды до 0,15МПа и останов при давлении 0,27МПа.
Уровни в резервуарах запаса умягченной воды V=10 м3 и 50 м3 поддерживается путем открытия соответствующих дисковых затворов ЗР-1 и ЗР-2.
При загазованности котельной, отключении электроэнергии, пожаре, происходит автоматическое прекращение подачи газа отсекающим электромагнитнымклапаном КО-1 (КО-2) на вводе газопровода в котельную.
На щите автоматизации, в операторной имеется световая и звуковая сигнализация:
-о работе рабочих насосов в группах;
-об отклонении «Р» в обратном трубопроводе т/сети;
|
|
|
-об отклонении «Р» газа в магистралях;
-об автоматическом включении резервных насосов;
-о нижнем уровне в баках запаса воды;
-об аварии котлов;
-при загазованности СН4 в помещении машзала и ГРПб.
Регулирование производственных процессов водогрейного котла КВ-ГМ-4-115:
-регулирование температуры на выходе котла, путем подачи топлива (11, 12, 13);
-регулирование соотношения топливо воздух (5,6, 7, 8);
-регулирование давления топливного газа (24, 25, 26, 30).
Технические средства автоматизации
Нижний уровень системы автоматизации представлен датчиками и исполнительными механизмами.
Измерение уровня в резервуаре производится с помощью двухкамерного уравнительного сосуда и установленного на нем датчика разности давлений.
Сравнительная характеристика преобразователей дифференциального давления приведена в таблице 2[3, 8, 9, 11].
Таблица 2 – Характеристики преобразователей разности давлений
| Характеристики | Метран-150-CD2 (Emerson Process Management) | Элемер-100-ДД-1430 (ООО «Элемер») | PAD-R-D4 (KOBOLD) |
| Значение параметров | |||
| Измеряемые среды | Жидкость, нефтепродукты, пар, газ | Жидкость, газ, агрессивные среды | Жидкость, газ,пар |
| Диапазон измерений | 1,25… 63 кПа | 1,6 … 40 кПа | 0,373 …37,3кПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,5% | ±0,075% |
| Выходной сигнал | 4-20 мА с HART-протоколом;0-5мА | 4-20мА с HART-протоколом; ModbusRTU | 4-20мА; HART –протокол; частотный |
| Предельно допускаемое избыточное давление | 25МПа | 25 МПа | 68,9МПа |
|
|
|
Для измерения уровня в резервуаре используется преобразователь дифференциального давления PAD-R-D4 как самый точный и практичный из сравниваемых датчиков.
Для измерения давления- разрежения в топке проведем выбор датчика.
Сравнительная характеристика преобразователей давления-разрежения приведена в таблице 3 [3, 9, 10].
Таблица 3 – Характеристики преобразователей давления-разрежения
| Характеристики | Сапфир-22М-2310 (ГК «Новые Технологии») | Элемер-100-ДИВ-1311М (ООО «Элемер») | 415М-ДИВ-5313 (ООО «Пьезоэлектрик» |
| Значение параметров | |||
| Измеряемые среды | Жидкость,газ | Жидкость,газ, агрессивные среды | Жидкость, газ, пар, газообразный кислород |
| Диапазон измерений | ±0,08…±0,8кПа | ±0,05…±1,25кПа | ±0,05…±1,25 кПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,5% | ±0,15% | ±0,1% |
| Выходной сигна | 4-20мА; 0-5мА | 4-20мА с HART –протоколом; ModbusRTU | 4-20 мА; 0-5 мА; релейный; 0,4 -2В; 0-5 В; 0-10В; HART; USART; USB; |
Для измерения давления – разрежения в топке применяется преобразователь давления 415М-ДИВ-5313 как наиболее точный из сравниваемых датчиков.
|
|
|
Проведем выбор датчика для измерения избыточного давления воздуха, поступающего в топку.
Сравнительная характеристика преобразователей избыточного давления приведена в таблице 4[3, 8, 9, 10].
Таблица 4 – Характеристики преобразователей избыточного давления
| Характеристики | PAS-R-G3 (KOBOLD) | Элемер -100-ДИ-1131 (ООО «Элемер») | 415М-ДИ-8125 (ООО «Пьезоэлектрик») |
| Значение параметров | |||
| Измеряемые среды | Жидкость, газ, пар | Жидкость,газ, агрессивные среды | Жидкость,газ, пар |
| Диапазон измерений | 1, 5…150кПа | 1,6 … 40кПа | 0,4 … 10 кПа |
| Продолжение таблицы 4 | |||
| Характеристики | PAS-R-G3 (KOBOLD) | Элемер -100-ДИ-1131 (ООО «Элемер») | 415М-ДИ-8125 (ООО «Пьезоэлектрик») |
| Значение параметров | |||
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,5 % | ±0,25 % |
| Входной сигнал | 4 – 20 мА; HART- протокол | 4 – 20 мА с HART- протоколом; ModbusRTU | 4 – 20 мА; 0-5 мА; релейный; 0,4- 2 В; 0-5В; 0-10 В; HART;USART;USB; по радиоканалу |
| Давление перегрузки | 0,4МПа | 4 МПа | 10 МПа |
Для измерения избыточного давления воздуха, поступающего в топку, установлен преобразователь избыточного давления PAS-R-G3 как наиболее точный из сравниваемых датчиков.
Проведем сравнительную характеристикувозможных датчиков для измерения избыточного давления в барабане котла, которая приведена в таблице 5 [3, 7, 8, 11].
Таблица 5 – Характеристики преобразователей избыточного давления
| Характеристики | PAS-R-G5 (KOBOLD) | Rosemount 3051 TG4 (Emerson Process Management) | JUMO dTRANS p20403025 (JUMO) |
| Значениепараметров | |||
| Измеряемые среды | Жидкость, газ, пар | Жидкость, нефтепродукты, пар, газ, газовые смеси | Газ, пар, жидкость |
| Диапазон измерений | 0,05…5,0 МПа | 0,2758…27,58 МПа | -0,1…10 МПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,065%, ±0,04% | ±0,5%, ±0,2%, ±0,1%, ±0,07% (спец. калибровка) |
| Продолжение таблицы 5 | |||
| Характеристики | PAS-R-G5 (KOBOLD) | Rosemount 3051 TG4 (Emerson Process Management) | JUMO dTRANS p20403025 (JUMO) |
| Значениепараметров | |||
| Выходной сигнал | 4 -20мА HART-протокол | 4-20мАс HART-протоколом; FOUNDATION Fieldbus; WirelessHART | 4-20 мА; 4-20мА с HART-протоколом |
| Давление перегрузки | 25МПа | 41,37МПа | 30МПа |
Для измерения избыточного давления котла выбран PAS-R-G5 как самый точный и высококачественный из всех преобразователей избыточного давления.
Проведем подбор датчика избыточного давления газа в топку.
Сравнительная характеристика преобразователей избыточного давления приведена в таблице 6[3, 7, 8, 11].
Таблица 6 – Характеристики преобразователей избыточного давления
| Характеристики | Метран-150-TG1 (Emerson Process Management) | Rosemount 3051CG2 (Emerson Process Management) | PAS-R-G3 (KOBOLD) |
| Значениепараметров | |||
| Измеряемые среды | Жидкость, нефтепродукты, пар, газ | Жидкость, нефтепродукты,пар, газ, газовые смеси | Газ, пар, жидкость |
| Диапазон измерений | 3,20…160кПа | 0,62…62кПа | 1,5…150кПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,065%, ±0,04% | ±0,075% |
| Давление перегрузки | 4МПа | 13,6 МПа | 0,4 МПа |
| Продолжение таблицы 6 | |||
| Характеристики | Метран-150-TG1 (Emerson Process Management) | Rosemount 3051CG2 (Emerson Process Management) | PAS-R-G3 (KOBOLD) |
| Значениепараметров | |||
| Выходной сигнал | 4-20мА с HART-протоколом;0-5мА | 4-20мАс HART-протоколом; FOUNDATION Fieldbus WirelessHART | 4-20мA; HART-протокол |
Для измерения избыточного давления газа в топку, выбран датчик PAS-R-G3 как наиболее точный и практичный из всех преобразователей избыточного давления.
Для измерения избыточного давления в узле учета газа проведем подбор преобразователя избыточного давления.
Сравнительная характеристика преобразователей избыточного давления приведена в таблице 7[3, 8, 9, 10].
Таблица 7 – Характеристики преобразователей избыточного давления
| Характеристики | PAS-R-G4 (KOBOLD) | 415M-ДИ-7157 (ООО «Пьезоэлектрик») | Элемер-АИР-30-TG13 (ООО «Элемер») |
| Значение параметров | |||
| Измеряемые среды | Газ, пар, жидкость | Жидкость, пар, газ | Газ, жидкость, нефтепродукты |
| Диапазон измерений | 0,015…1,5 МПа | 0,025…0,6 МПа | 0,04…2,5 МПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,075% | ±0,075% |
| Выходной сигнал | 4-20 мА; HART-протокол | 4-20мА; 0-5 мА; релейный; 0,4-2В; 0-5В; 0-10В; HART; | 4-20мА; 0-5мА; 4-20мА с HART-протоколом |
| Давление перегрузки | 4МПа | 2МПа | 10МПа |
Для измерения избыточного давления газа в узле учета был выбран датчик PAS-R-G4 как наиболее точный и практичный из всех преобразователей избыточного давления.
Для измерения расхода газа на котел используется вихревой расходомер ДРГ-2500.
Перечень технических характеристик датчика ДРГ.М-2500 представлен в таблице 8.
Таблица 8 – Технические характеристики расходомера ДРГ. М-2500
| Характеристики | Значение параметра |
| Избыточное давление измеряемой среды | 0,003…2,5МПа |
| Плотность при стандартных условиях | Не менее 0,6кг/м |
| Содержание механических примесей | Не более 50мг/м |
| Температура окружающей среды | -40…+250 С |
| Измеряемые среды | Природный газ, нефтяной попутный газ, водяной пар, сжатый воздух, азот, кислород и т.п. |
| Расход | 62,5…2500 м/ч |
Проведем выбор датчика для измерения расхода пара с котла и расхода газа на котел.
Сравнительная характеристика датчиков расхода приведена в таблице 9[4, 7, 8, 11].
Таблица 9 – Характеристики датчиков расхода
| Характеристики | Метран-332 (Emerson Process Management) | ЭМИС-ВИХРЬ 200 (компания «ЭМИС») | DVH-V (KOBOLD ) |
| Значениепараметров | |||
| Измеряемые среды | Насыщенный и перегретый пар | Жидкость, насыщенный пар, перегретый пар, кислород | Газ, жидкость, пар |
| Продолжение таблицы 9 | |||
| Характеристики | Метран-332 (Emerson Process Management) | ЭМИС-ВИХРЬ 200 (компания «ЭМИС») | DVH-V (KOBOLD ) |
| Значениепараметров | |||
| Диапазон измерений | 5…5200м/ч | Для насыщенного пара: 77…1811кг/ч (при Dy=25мм и макс.Ризб); 11728…274828кг/ч (приDy=300мм и макс. Ризб) | Для насыщенного пара: 13…463кг/ч (при Dy=15мм и макс.Ризб) 2548…150451кг/ч (при Dy=200мм и макс.Ризб) |
| Основная приведенная погрешность | ±1,5% | ±1,5% | ±1% |
| Выходной сигнал | 4-20мА с HART-протоколом; 0-5 мА | 4-20 мА; HART; цифровой, частотный RS-485 | 4-20 мА; HART |
| Диаметр условного прохода датчика | 32…150мм | 25…300мм | 15…200мм |
| Избыточное давление | 1,6МПа | 4МПа | 3МПа |
Для измерения расхода пара с котла (узел учета пара) выбран датчик расхода DVH-V как самый точный и высококачественный из всех расходомеров.
Для измерения давления нагретой воды в узле учета проведем выбор преобразователя избыточного давления.
Сравнительная характеристика преобразователей избыточного давления приведена в таблице 10(3, 8, 9, 10).
Таблица 10 – Характеристики преобразователей избыточного давления
| Характеристики | PAS-R-G5 (KOBOLD) | 415М-ДИ-7163-1 (ООО «Пьезоэлектрик») | Элемер-АИР-30-TG13 (ООО “Элемер») |
| Значение параметров | |||
| Измеряемые среды | Газ, пар, жидкость | Жидкость, пар, газ | Газ, пар, жидкость, нефтепродукты |
| Диапазон измерений | 0,05…5,0МПа | 0,25…6,0 МПа | 0,04…2,5 МПа |
| Основная приведенная погрешность | ±0,075% | ±0,1% | ±0,075% |
| Выходной сигнал | 4-20 мА; HART-протокол | 4-20мА; 0-5мА; релейный; 0,4-2В; 0-5В; 0-10В; HART; USART; USB; по радиоканалу | 4-20мА; 0-5Ма; 4-20мА с HART-протоколом |
| Давление перегрузки | 25МПа | 12МПа | 10МПа |
Для измерения избыточного давления нагретой воды в узле учета был выбран датчик PAS-R-G5 как наиболее точный и практичный из всех преобразователей избыточного давления.
Для измерения температуры дымовых газов после котла проведем подбор преобразователя температуры.
Сравнительная характеристика преобразователей температуры приведена в таблице 11[2, 7, 8, 9, 11].
Таблица 11 – Характеристики преобразователей температуры
| Характеристики | ТСПУМетран-276-100П (Emerson Process Management) | TWL-R-3B Pt 100 ( KOBOLD) | TC-1088 100П (ООО «Элемер» |
| Значениепараметров | |||
| Диапазон измерений | -50…+500 С | -30…+550 С | -196…+600 С |
| Основная приведенная погрешность | ±0,25% ; ±0,5% | - | ±0,5 % |
| Выходной сигнал | 4-20мА; 0-5мА | 4-20мА; протоколPROFIBUS;Fieldbus; HART | 4-20мА; 0-5мА |
Для измерения температуры дымовых газов после котла выбираем преобразователь температуры TTWL-R-3BPt 100 как самый точный и высококачественный из всех преобразователей температуры.
Для измерения температуры газа в узле учета газа выбран преобразователь температуры ТСМУ Метран-274.
Перечень технических характеристик датчика ТСМУ Метран-274 представлен в таблице 12[2, 7, 11].
Таблица 12 – Технические характеристики ТСМУ Метран-274
| Наименование | Диапазон измерений | Выходной сигнал | Основная приведенная погрешность |
| ТСМУ Метран-276 | -50…+180 С | 4-20мА; 0-5мА | ±0,25%; ±0,5% |
В качестве датчиков основного и запального факела использовались сигнализаторы горения ЛУЧ-1 АМ.
Перечень технических характеристик датчика ЛУЧ-1 АМ представлен в таблице 13.
Таблица 13 – Технические характеристики ЛУЧ-1 АМ
| Наименование | Чувствительность, мВ | Длина линии датчика- сигнализатор, м | Быстродействие, с |
| ЛУЧ-1 АМ ООО НПП ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИКА | 1,5-2,0 | 200 | 2 |
Заключение
При прохождении преддипломной практики былсобран материал, необходимый для выполнения выпускной квалификационной работы, была изучена организационная структура предприятия ООО «ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ», сферы ее деятельности, а также технологический процесс водогрейной котельной производственной базы ООО «НОВАТЭК-ЮРХАРОВНЕФТЕГАЗ».
Котельная построена на водогрейных газомазутных котлах типа КВ-ГМ-4-115.Автоматизация котла – автоматика горелки, осуществляет автоматический розжиг горелки, контроль за состоянием параметров при розжиге и рабочем режиме, автоматическое прекращение подачи топлива и запоминание первопричины аварийной остановки котла при изменении следующих параметров:
-повышение или понижение давления газа перед горелкой;
- понижение давления воздуха перед горелкой;
- погасание факела горелки;
- повышение/понижение температуры воды на выходе из котла;
- повышение/понижение давления воды на выходе из котла;
- прекращение подачи воздуха на горение.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 742; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!