Электропривод тягодутьевых агрегатов котла
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
1.1 Обзор литературы 9
1.2 Описание парового котла ТП-20 11
1.3 Постановка задач на разработку 13
1.4 Выводы по разделу 14
2 СРАВНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 15
2.1 Примеры технических реализаций управления котельным оборудованием 15
2.2 Анализ вариантов модернизации тягодутьевых агрегатов 18
2.2.1. Варианты модернизации тягодутьевых агрегатов 18
2.2.2. Модернизация с использованием частотно-регулируемого
электропривода тягодутьевых агрегатов 20
2.3 Выводы по разделу 21
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.
НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ 22
3.1 Выбор электродвигателей 22
3.2 Выбор преобразователей частоты 23
3.3 Функциональная схема преобразователя частоты 25
3.4 Настройка преобразователей частоты тягодутьевых агрегатов 27
3.4.1. Сброс к заводским настройкам 27
3.4.2 Ввод параметров двигателя 28
3.4.3 Ввод защитных параметров, ограничений и пределов 28
3.4.4 Настройка в режиме заданной скорости 29
3.5 Расчет механических характеристик электропривода дутьевого
вентилятора 30
3.6 Расчет механических характеристик электропривода дымососа 34
3.7 Выводы по разделу 38
4 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ТЯГОДУТЬЕВЫХ АГРЕГАТОВ 39
4.1 Разработка структурной схемы системы автоматизированного
электропривода 39
4.2 Выбор программируемого логического контроллера 41
4.3 Выбор сенсорной панели оператора 43
4.4 Выбор датчиков 45
4.4.1 Датчик разрежения 45
4.4.2 Датчик перепада давления 46
4.5 Программная реализация регулятора разрежения 47
4.6 Выводы по разделу 48
5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА РАЗРЕЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 49
5.1 Структурная схема системы автоматического регулирования разрежения 49
5.2 Идентификация параметров объекта управления 50
5.3 Определение параметров регулятора разрежения 54
5.4 Анализ переходного процесса в системе автоматического регулирования
разрежения 55
5.5 Выводы по разделу 56
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 57
6.1 Организация и планирование работ 57
6.2 Расчёт стоимости выполнения работ 58
6.3 Расчет договорной цены 60
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 62
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем
месте 62
7.2 Категорирование помещений по взрывопожаробезопасности 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
1.1 Обзор литературы 9
1.2 Описание парового котла ТП-20 11
1.3 Постановка задач на разработку 13
1.4 Выводы по разделу 14
2 СРАВНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 15
2.1 Примеры технических реализаций управления котельным оборудованием 15
2.2 Анализ вариантов модернизации тягодутьевых агрегатов 18
2.2.1. Варианты модернизации тягодутьевых агрегатов 18
2.2.2. Модернизация с использованием частотно-регулируемого
электропривода тягодутьевых агрегатов 20
2.3 Выводы по разделу 21
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.
НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ 22
3.1 Выбор электродвигателей 22
3.2 Выбор преобразователей частоты 23
3.3 Функциональная схема преобразователя частоты 25
3.4 Настройка преобразователей частоты тягодутьевых агрегатов 27
3.4.1. Сброс к заводским настройкам 27
3.4.2 Ввод параметров двигателя 28
3.4.3 Ввод защитных параметров, ограничений и пределов 28
3.4.4 Настройка в режиме заданной скорости 29
3.5 Расчет механических характеристик электропривода дутьевого
вентилятора 30
3.6 Расчет механических характеристик электропривода дымососа 34
3.7 Выводы по разделу 38
4 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ТЯГОДУТЬЕВЫХ АГРЕГАТОВ 39
4.1 Разработка структурной схемы системы автоматизированного
электропривода 39
4.2 Выбор программируемого логического контроллера 41
4.3 Выбор сенсорной панели оператора 43
4.4 Выбор датчиков 45
4.4.1 Датчик разрежения 45
4.4.2 Датчик перепада давления 46
4.5 Программная реализация регулятора разрежения 47
4.6 Выводы по разделу 48
5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА РАЗРЕЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 49
5.1 Структурная схема системы автоматического регулирования разрежения 49
5.2 Идентификация параметров объекта управления 50
5.3 Определение параметров регулятора разрежения 54
5.4 Анализ переходного процесса в системе автоматического регулирования
разрежения 55
5.5 Выводы по разделу 56
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 57
6.1 Организация и планирование работ 57
6.2 Расчёт стоимости выполнения работ 58
6.3 Расчет договорной цены 60
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 62
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем
месте 62
7.2 Категорирование помещений по взрывопожаробезопасности 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
Производство тепловой энергии в виде пара с помощью паровых котлов позволяет обеспечить теплом крупные жилые районы и производственные объекты. В большинстве случае котельные оснащены несколькими паровыми котлами, которые обеспечивают выработку тепла, необходимого для покрытия нужд потребителей.
Эффективность эксплуатации котельных установок зависит от большинства факторов, связанных с теплотехническим коэффициентом полезного действия и с работой различных вспомогательных устройств, таких как, тягодутьевые устройства, регулирующие клапаны, регулирующие заслонки и другие.
Как показывает опыт эксплуатации котельных установок, большая часть тягодутьевых механизмов имеет существенные установленные мощности, которые при круглосуточной и круглогодичной эксплуатации потребляют значительное количество электрической энергии. При этом тягодутьевые механизмы требуют постоянного регулирования в своей работе для обеспечения оптимальных условий горения в топке. Одним из основных показателей правильной работы тяго дутьевых механизмов котла является поддержание разрежения порядка 20-30 Па в верхней части топки. Применение различных механических устройств регулирования, представляющих собой либо заслонки на канале подачи воздуха в котел, либо заслонки на канале удаления дымовых газов, является неэнергоэффективным, поскольку электропривод тягодутьевых механизмов в этом случае имеет повышенное энергопотребление.
Для точного поддержания разрежения в топке котла и уменьшения расхода электрической энергии электроприводом тягодутьевых механизмов рекомендуется применять плавное регулирование производительности тягодутьевых механизмов за счет преобразователей частоты.
В связи с вышеперечисленным можно утверждать, что разработка регулируемого электропривода для тягодутьевых механизмов котельного агрегата является актуальной и востребованной инженерной задачей, решение которой будет востребовано в реальных производственных условиях.
Объектом исследования и разработки в данной работе является комплекс оборудования, обеспечивающего функционирование парового котла типа ТП-20.
Предметом исследования и разработки в данной работе является автоматизированный электропривод тягодутьевых механизмов парового котла типа ТП-20.
Целью данной работы является разработка электропривода тягодутьевых агрегатов парового котла ТП-20.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
1. Обзор литературы и постановка задачи.
2. Сравнение передовых отечественных и зарубежных технологий и решений.
3. Выбор электродвигателей и преобразователей частоты.
4. Настройка преобразователей частоты.
5. Разработка структурной схемы автоматизированного электропривода тягодутьевых агрегатов котла.
6. Выбор основных устройств для управления автоматизированным
электроприводом тягодутьевых агрегатов котла (программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, датчики).
7. Расчет параметров регулятора разрежения и определение качества переходных процессов.
8. Расчет экономических показателей разработки электропривода тягодутьевых устройств.
9. Изучение вопросов безопасности жизнедеятельности.
Эффективность эксплуатации котельных установок зависит от большинства факторов, связанных с теплотехническим коэффициентом полезного действия и с работой различных вспомогательных устройств, таких как, тягодутьевые устройства, регулирующие клапаны, регулирующие заслонки и другие.
Как показывает опыт эксплуатации котельных установок, большая часть тягодутьевых механизмов имеет существенные установленные мощности, которые при круглосуточной и круглогодичной эксплуатации потребляют значительное количество электрической энергии. При этом тягодутьевые механизмы требуют постоянного регулирования в своей работе для обеспечения оптимальных условий горения в топке. Одним из основных показателей правильной работы тяго дутьевых механизмов котла является поддержание разрежения порядка 20-30 Па в верхней части топки. Применение различных механических устройств регулирования, представляющих собой либо заслонки на канале подачи воздуха в котел, либо заслонки на канале удаления дымовых газов, является неэнергоэффективным, поскольку электропривод тягодутьевых механизмов в этом случае имеет повышенное энергопотребление.
Для точного поддержания разрежения в топке котла и уменьшения расхода электрической энергии электроприводом тягодутьевых механизмов рекомендуется применять плавное регулирование производительности тягодутьевых механизмов за счет преобразователей частоты.
В связи с вышеперечисленным можно утверждать, что разработка регулируемого электропривода для тягодутьевых механизмов котельного агрегата является актуальной и востребованной инженерной задачей, решение которой будет востребовано в реальных производственных условиях.
Объектом исследования и разработки в данной работе является комплекс оборудования, обеспечивающего функционирование парового котла типа ТП-20.
Предметом исследования и разработки в данной работе является автоматизированный электропривод тягодутьевых механизмов парового котла типа ТП-20.
Целью данной работы является разработка электропривода тягодутьевых агрегатов парового котла ТП-20.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
1. Обзор литературы и постановка задачи.
2. Сравнение передовых отечественных и зарубежных технологий и решений.
3. Выбор электродвигателей и преобразователей частоты.
4. Настройка преобразователей частоты.
5. Разработка структурной схемы автоматизированного электропривода тягодутьевых агрегатов котла.
6. Выбор основных устройств для управления автоматизированным
электроприводом тягодутьевых агрегатов котла (программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, датчики).
7. Расчет параметров регулятора разрежения и определение качества переходных процессов.
8. Расчет экономических показателей разработки электропривода тягодутьевых устройств.
9. Изучение вопросов безопасности жизнедеятельности.
В данной выпускной квалификационной работе выполнена разработка электропривода тягодутьевых агрегатов парового котла ТП-20.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Выполнены обзор литературы и постановка задач на разработку.
2. Выполнено сравнение передовых отечественных и зарубежных технологий и решений для электропривода тягодутьевых механизмов.
3. Выбраны электродвигатели и преобразователи частоты для электропривода тягодутьевых механизмов.
4. Рассмотрены особенности настройки преобразователей частоты для электропривода тягодутьевых механизмов.
5. Разработана структурная схема автоматизированного электропривода тягодутьевых механизмов котла.
6. Выбраны основные устройства для управления автоматизированным электроприводом тягодутьевыми механизмами котла (программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, датчики).
7. Рассчитаны параметры регулятора разрежения и определены показатели качества переходных процессов с помощью приложения Simulink пакета MatLab.
8. Рассчитаны экономические показатели разработки электропривода
тягодутьевых устройств.
9. Изучены вопросы безопасности жизнедеятельности.
Электропривод тягодутьевых механизмов котла реализован с применением преобразователей частоты, программируемого логического контроллера, сенсорной панели оператора и датчиков.
В работе выполнены необходимый анализ и соответствующие разработки.
Таким образом, все задачи, поставленные в работе решены и цель работы достигнута.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Выполнены обзор литературы и постановка задач на разработку.
2. Выполнено сравнение передовых отечественных и зарубежных технологий и решений для электропривода тягодутьевых механизмов.
3. Выбраны электродвигатели и преобразователи частоты для электропривода тягодутьевых механизмов.
4. Рассмотрены особенности настройки преобразователей частоты для электропривода тягодутьевых механизмов.
5. Разработана структурная схема автоматизированного электропривода тягодутьевых механизмов котла.
6. Выбраны основные устройства для управления автоматизированным электроприводом тягодутьевыми механизмами котла (программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, датчики).
7. Рассчитаны параметры регулятора разрежения и определены показатели качества переходных процессов с помощью приложения Simulink пакета MatLab.
8. Рассчитаны экономические показатели разработки электропривода
тягодутьевых устройств.
9. Изучены вопросы безопасности жизнедеятельности.
Электропривод тягодутьевых механизмов котла реализован с применением преобразователей частоты, программируемого логического контроллера, сенсорной панели оператора и датчиков.
В работе выполнены необходимый анализ и соответствующие разработки.
Таким образом, все задачи, поставленные в работе решены и цель работы достигнута.





