Сокращенные наименования 5
Введение 7
1 Общие сведения об объекте автоматизации 9
1.1 Краткая характеристика предприятия 9
1.2 Анализ существующего оборудования 10
1.2.1 Описание процесса работы парового котла ТГМ-96 10
1.2.2 Краткая характеристика системы контроля и управления 14
2 Модернизированная система автоматического розжига газовых горелок .. 16
2.1 Назначение системы автоматического розжига горелок 16
2.2 Цели модернизации системы автоматического розжига горелок 16
2.3 Требования к системе автоматического розжига горелок 17
2.3.1 Общие требования к САРГ 17
2.3.2 Технологические защиты 19
2.3.3 Функционально-групповое управление 20
2.3.4 Требования к структуре и функционированию САРГ 20
2.3.5 Требования к режимам функционирования САРГ 22
2.3.6 Требования к надежности САРГ 23
2.3.7 Требования к безопасности САРГ 26
2.3.8 Требования к сохранности информации при авариях 26
2.3.9 Требования к средствам защиты от внешних воздействий 27
2.3.10 Требования к физическим каналам аналоговой информации 28
2.3.11 Требования к физическим каналам дискретной информации 28
2.3.13 Требования по электропитанию технических средств САРГ 28
2.4 Выбор технических средств автоматизации 29
2.4.1 Выбор контроллера 29
2.4.2 Выбор модулей ввода-вывода 30
2.4.3 Выбор датчиков и исполнительных механизмов 34
2.4.4 Выбор серверного оборудования 38
2.4.5 Выбор автоматизированного рабочего места 41
2.4.6 Выбор импульсного блока питания 45
2.4.7 Количество и стоимость технических средств автоматизации 46
3 Схема работы системы автоматического розжига газовых горелок 47
3.1 Технологические защиты САРГ 47
3.1.1 Общие требования к выполнению технологических защит 47
3.1.2 Перечень технологических защит 49
3.1.3 Технические условия на выполнение защит 49
3.1.4 Действия, выполняемые технологической защитой 52
3.2 Логическое управление 53
3.2.1 Общие принципы организации управления и алгоритмов ФГУ .... 53
3.2.2 Описание алгоритмов ФГУ 55
3.3 Дистанционное управление 68
3.3.1 Краткое описание алгоритмов управления ЗРА и МСН 68
3.3.2 Условия управления ЗРА и МСН 68
3.4 Методическая часть 71
Заключение 75
Список использованных источников 77
Приложение А Лист задания 80
Приложение Б Структурная схема ПТК САРГ 82
Приложение В Общая схема автоматизации САРГ 83
Приложение Г Схема автоматизации горелки 84
Среднеуральская ГРЭС находится в центре энергетических нагрузок Урала и представляет собой промышленное предприятие для выработки электрической и тепловой энергии. Для этих целей на станции установлены паровые турбины и котлы. «Сердцем» ТЭС являются котлы, которые при сжигании топлива, вырабатывают пар с высокой температурой и давлением. Далее пар используются для привода паровых турбин, различных теплообменников и для отопительных нужд. Для повышения качества вырабатываемого пара, а так же для уменьшения возникновения аварийных ситуаций все чаще применяются автоматизированные технологии.
Автоматизация технологического процесса - это совокупность методов и средств, предназначенная для реализации систем, позволяющих осуществлять управление производственным процессом без непосредственного участия человека, но под его контролем.
Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.
На паровых котлах газовые горелки являются одним из важных элементов, требующие строгого соблюдения «Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления». Внедрение САРГ позволит выполнить данные правила, обеспечив оперативный персонал своевременной, достоверной и достаточной информацией о ходе технологического процесса и состоянии основного оборудования, повысит надежность работы оборудования благодаря использованию передовых технологий контроля и управления, а так же уменьшит вероятность ошибочных действий персонала.
Объект исследования - процесс розжига горелок на котле ТГМ-96.
Предмет исследования - система автоматического розжига горелок.
Цель исследования - приведение системы управления котлоагрегата №8 в соответствие требованиям федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» от 15 ноября 2013 года N 542.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть нормативную документацию для САРГ.
2. Подобрать технические средства для САРГ.
3. Разработать схемы автоматизации горелок.
4. Разработать алгоритмы ФГУ, подсистемы ТЗ и дистанционного управления.
5. Разработать инструкционную карту по работе с САРГ.
В данной работе рассмотрены вопросы автоматизации процесса розжига горелок на котле ТГМ-96. Система САРГ внедряется с целью приведения котлоагрегата №8 и его системы управления в соответствие требованиям федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» от 15 ноября 2013 года N 542. Без выполнения требований данных правил, эксплуатация котлоагрегата №8 не разрешается. Что приводит к снижению мощности отпускаемой электроэнергии на 2 очереди и снижению количества отпускаемого пара на теплофикационные нужды. При аварийных ситуациях станция получает штрафы, из-за нехватки резервного оборудования, которое можно включить взамен отключившегося.
САРГ позволяет обеспечить жесткое соблюдение технологии розжига, избежать ошибок из-за «человеческого фактора» при выполнении операций по пуску котла. Обеспечивает оперативный персонал достоверной и своевременной информацией о ходе технологических процессов.
Так же несомненным достоинством внедрения САРГ является безопасность, как оборудования, так и персонала, за счет выполнения правил взры- вобезопасности. Что приведет к уменьшению количества, аварийных ситуаций и несчастных случаев на производстве.
При разработке САРГ были подобраны технические средства автоматизации, которые удовлетворяют всем требованиям нормативной документации и необходимым техническим характеристикам. Так же решающим фактором в выборе того или иного технического средства стал уже сложившийся опыт эксплуатации их в реальных производственных условиях, где на практике была доказана надежность и качество данных технических средств.
Внедрение подобранных технических средств, так же обеспечит ряд преимуществ, а именно:
• повышение точности измерения параметров и обеспечение автоматизации их обработки;
• повышение быстродействия, надёжности и качества управления за счёт внедрения интеллектуальных программируемых логических контроллеров;
• замена морально устаревшего или выработавшего свой ресурс оборудования полевого уровня на современное оборудование;
• обеспечение безопасного розжига с автоматической опрессовкой своих запорных устройств, при котором исключается вероятность загазованности в топке котла и «хлопка» при розжиге.
На основе подобранных технических средств, разработаны схемы автоматизации от общего газового коллектора до горелки котла и структурная схема САРГ.
Согласно требованиям нормативной документации разработана и описана логика работы алгоритмов ФГУ, алгоритмов дистанционного управления. Описаны технические условия и действия, выполняемые технологическими защитами для котла ТГМ-96 согласно требованиям взрывобезопасно- сти и руководящих документов. Так же разработана методическая часть с инструкционной картой при растопке котла для оперативного персонала.
1. Автоматизация в промышленности. Каталог Siemens CA01 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sms-
automation.ru/distribution/Siemens/catalog/ (дата обращения: 04.01.2017).
2. Автоматизация проектирования систем и средств управления [Текст] / Лебедев Г.Н., Белова Е.С., Мирзоян Л.А., и др. - М.: МАИ, 2009. - 72 с.
3. АМАКС [Электронный ресурс]. - Режим па: http://www.amaks.ru (дата обращения 04.01.2017)
4. Герасимов С.Г. Автоматическое регулирование котельных установок [Текст] / С.Г. Герасимов. - М.: Госэнергоиздат, 1950. - 424 с.
5. Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов и АСУП [Текст] / В.А. Голубятников, В.В. Шувалов. - М: Госэнергоиздат, 1978. - 376 с.
6. Гончаренко Г.Г. Современные технологии автоматизации проектирования и решения инженерных задач [Текст] / Г.Г. Гончаренко, С.А. Рогожкин, Э.В. Суров. - Под общ. ред. Г.Г. Гончаренко. - М.: МАИ, 2001. - 44 с.
7. Жила В.А. Автоматика и телемеханика систем газоснабжения [Текст]: учебник / В.А. Жила. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 238 с.
8. Иванов А.А. Автоматизация технологических процессов и производств [Текст]: учебное пособие / А.А. Иванов. - М.: Форум, 2012. - 224 с.
9. Ившин В.П. Современная автоматика в системах управления технологическими процессами [Текст]: учебное пособие / В.П. Ившин, М.Ю Перухин. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 400 с.
10. Ицкович А.М. Котельные установки [Текст] / А.М. Ицкович. - М.: Нашиц, 1958. - 226 с.
11. Ицкович Э.Л. Методы рациональной автоматизации производства [Текст] / Э.Л. Ицкович. - М.: Инфра-Инженерия, 2009. - 256 с.
12. Кангин В.В. Промышленные контроллеры в системах автоматизации технологических процессов [Текст]: учебное пособие / В.В. Кангин - Ст. Оскол: ТНТ, 2013 - 408 с.
13. Киреева Э.А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем [Текст]: учебник / Э.А. Киреева, С.А. Цырук. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 288 с.
14. Кисаримов Р.А. Практическая автоматика [Текст]: справочник / Р.А. Кисаримов. - М.: РадиоСофт, 2013. - 192 с.
15. Ктоев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие [Текст] / А.С. Ктоев. - М.: Энергоиздат, 1990. - 464 с...33