Схема автоматизации ТНУ

ЗАТВЕРДЖЕНО

Наказ Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України

29 березня 2012 року №  384

 

Форма № Н-6.01

 

 

Вінницький національний технічний  університет

Кафедра менеджменту  будівництва та цивільної оборони

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни  “Автоматизація теплоенергетичного та теплотехнічного устаткування ”

на тему: «Автоматизація схеми центру теплохолодопостачання»

 

 

 

 

Студента (ки) _5_курсу__ТЕ-12___ групи

напрям підготовки 7.05060101-Теплоенергетика

спеціальністі _____________________________

Депешко О.О

(прізвище та ініціали)

Керівник  доцент Резидент Н.В.

Національна шкала ____________________ 

Кількість балів:_______Оцінка: ECTS_____

Члени комісії            ___________  ________________________________

                                              (підпис)                 (прізвище та ініціали)

 

                                    ___________  ________________________________

                                              (підпис)                 (прізвище та ініціали)

 

                                   ___________  ________________________________

                                              (підпис)                 (прізвище та ініціали)

 

 

 

 

 

 

м.Вінниця  2013 рік

 

Анотація

 

В даній курсовій роботі розроблено схему автоматизації  для центру теплохолодопостачання для дитячого садочка, що знаходиться у м. Вінниця. Описана характеристика об’єктів центру теплохолодопостачання, було виконано обґрунтування велечин які підлягають автоматизації, на базі розрахунків було підібрано необхідне регулююче обладнання.

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП…………………………………………………………………………………

1. Характеристика обʼєкта  автоматизації……………………………

1.1 Опис технологічного процесу……………………………………………..

1.2 Характеристика технологічного обладнання……………………………..

1.3 Характеристика теплоносіїв,  які застосовуються в процесі

2. Обгрунтування вибору величин, які регулюються та каналів регулюючого впливу…………………………………………….

2.1 Схеми автоматичного регулювання (структурні або функціональні)

регулятори горіння, рівня, температури, регулятори допоміжного обладнання………………………………………………………………………...

2.2. Вибір та обгрунтування засобів автоматизації……………………………..

3. Обгрунтування вибору величин, які підлягають контролю, та сигналізації (контроль, захист, сигналізація)……………………………..

4. Розрахунки автоматичних  пристроїв (регулюючих органів)……………………………………………………………………………...

4.1 Розрахунок звужуючого пристрою………………………………………..

4.2 Розрахунок регулюючого клапану………………………………………...

ВИСНОВКИ…………………………………………………………………………...

Література (Література та нормативно-технічна документація, інформаційні ресурси)………………………………………………………………………………..

Додаток А Технічне завдання………………………………………………………..

Додаток Б Специфікація на засоби автоматизації……………….

 

ВСТУП

 

Автоматизація виробничих процесів створює  певні  техніко-економічні переваги у всіх галузях сучасного господарства України.

В першу чергу змінюється характер і умови праці на виробництві. Скорочуються до мінімуму трудові затрати, понижується психологічне навантаження працівника, на його долю залишаються  лише функції по перенастроювані  автоматичних систем на нові режими та участь в ремонтно-налагоджувальних роботах. Зменшується число обслуговуючого персоналу і затрати на його утримання.

Важливе питання автоматизації - встановлення її раціонального рівня та об’єму, який повинен бути економічно обґрунтований, і визначення методів та засобів автоматизації.

Впровадження автоматизації приносить  значний економічний ефект за рахунок заощадження енергетичних ресурсів, збільшення виробничих потужностей, підвищення якості продукції.

Головним елементом в структурі систем теплопостачання являється споживач, на задоволення потреб якого і направлене функціонування систем теплозабезпечення.

Основними напрямками автоматизації  систем теплопостачання є забезпечення: теплового та санітарно-гігієнічного комфорту споживача; підтримання заданих гідравлічних режимів у різних ділянках системи, які включають захист від аварійних ситуацій; економію палива, тепла і електричної енергії; ефективності, надійності та якості роботи основного обладнання системи.

Системи теплопостачання являються найбільшими споживачами палива в народному господарстві України. Кожного року на теплопостачання витрачаються тисячі тон палива. У зв’язку з цим здійснюються міроприємства, які дозволять економити енергоносії. В основу цих міроприємств входять питання оптимізації процесу спалювання палива, покрашення ізоляції теплотрас, своєчасне подання інформації про вихід з ладу ділянок теплотрас, мінімізація втрат тепла на теплообмінних станціях, зменшення перегріву приміщень, які опалюються. Всі вище перераховані питання можливо впровадити при використанні сучасних систем автоматичного регулювання, вимірювання та захисту.

Важливою особливістю систем теплопостачання  являється велика їх довжина, що потребує використання систем телемеханіки та диспетчеризації. Сучасний рівень диспетчеризації неможливо уявити без широкого застосування мережі потужної обчислювальної техніки, у яку надходила б не тільки оперативна інформація, але й інформація про хід процесу за певний проміжок часу.

Необізнаність з можливостями автоматизації інженера-теплотехніка, як замовника системи, в більшості випадків є причиною складання некоректного або нераціонального завдання на розробку систем автоматизації.

В таких випадках навіть висококваліфікованими  розробниками систем автоматизації створюються недосконалі, неоптимальні, а часом і морально застарілі системи автоматизації. При значних матеріальних і фінансових затратах замовник не отримує належного економічного ефекту.

Створення оптимальної системи автоматизації  відбувається тільки при тісній взаємодії та взаємопорозумінні замовника та розробника і передбачає не пряме впровадження методів та засобів автоматики в той чи інший процес та механізм, а їх тонке переплітання, в окремих випадках зі заміною традиційних технологій та пошуком нових методів та засобів автоматизації.

 

1. Характеристика обʼєктУ автоматизації

 

1.1 Опис технологічного процесу

Автоматичне регулювання ТХМ включає  в себе регулювання подачі води, температури і витрати. В цих  трьох процесах завдяки їх автоматизації  потрібно досягти забезпечення нормальних параметрів для даних умов за для забезпечення   споживачів теплом і холодом .

Сигналізація параметрів і захисту, які діють на зупинку ТХМ, фізично необхідні, так як оператор не в силах прослідкувати за всіма параметрами працюючої тепло холодильної машини. Внаслідок цього може виникнути аварійні ситуації. Наприклад при витіканні фреону із системи, рівень в ній  знижується, внаслідок цього може бути порушена циркуляція і  вихід з ладу компресора. Захист, що спрацював без запізнення, запобігає виходу з ладу тепло холодильної машини.

Отже, при здійсненні комплексної автоматизації всі основні і допоміжні ділянки центру теплохолодопостачання повинні бути оснащені всіма необхідними видами  автоматизації.

 

1.2 Характеристика технологічного обладнання

 

Виконувалась автоматизація теплохолодильної машини Ciatcooler LGN 450z за такими параметрами:

- потужність тепло холодильної машини Q_тхм = 144,5 кВт, температура подачі теплоносія на опалення t_т=55°С, температура на подачі води для гарячого водопостачання t_гвп=50 °С, паливо-електроенергія;

- параметрами,що потребують автоматичного регулювання: температура розчину гліколю до і після конденсатора та випарника, тиск розчину гліколю після випарника та конденсатора, витрата розчин гліколю на виході з конденсатора та випарника, температура води до і після конденсатора, тиск води до і після конденсатора, тиск в системі змащування підшипників компресора, контроль рівня масла в компресорі;

- до технолологічного захисту входять: захист компресора тепло холодильної машини, припинення циркуляції холодоносія у випарнику, захист тепло холодильної машини від перегріву електродвигуна;

- технологічний контроль: підвищення, або зниження тиску і температури перед випарником, перегрів електродвигуна, зміна температури води після циркуляційного насосу;

- технологічна сигналізація: відхилення контрольованого параметру від норми.

Основні задачі  даного проекту  розроблятимуться:

-дії, спрямовані на зупинку  тепло холодильної машини;

-дії на регулювання тисків, температур теплоносія;

Виконання заданих задач відбуватиметься, за рахунок автоматизації головних елементів тепло холодильної машини, і підбору регулюючих елементів, що задовольняють початкові дані.

 

1.3 Характеристика теплоносіїв,  які застосовуються в процесі

 

Теплохолодильна машина - система для відбору теплової енергії з навколишнього середовища (землі, води) для подальшого її використання з метою обігріву житлових та нежитлових приміщень, також відбір тепла від приміщень в навколишнє середовище. ТХМ дозволяють утилізувати низькотемпературну енергію практично будь-яких промислових або побутових теплових викидів.

В даному курсому проекті  в якості низькотемпературного джерела теплоти використовуєм тепло грунту.

В тепло холодильній  машині в якості теплоносія ми використовуємо розчин гліколю R407c, який в процесі роботи теплохолодильної машини буде віддавати свою теплоту воді яка далі буде використовуватись в якості теплоносія для системи опалення та гарячого водопостачання.

 

2. Обгрунтування вибору величин, які регулюються та каналів регулюючого впливу

 

2.1 Схеми автоматичного регулювання.

 

Регулювання температури  гарячої води на виході з конденсатора здійснюється в залежності від температури  зворотної води. За допомогою регулятора, встановлюється певне положення вентиля, і тим самим регулюється потік охолоджуваної води в системі оборотного водопостачання. Такий спосіб регулювання іноді називається непрямим регулюванням.

 Рисунок 1 - Регулювання температури води  на виході з конденсатора

 

При цьому зміна температури в зворотній лінії грає роль головної збурюючої дії, а коефіцієнт посилення, пропорційний відношенню температури в зворотній лінії до температури в подавальній лінії, повинен бути приблизно постійним. Він повинен робити лише невеликий вплив на інші параметри. При цьому особливо необхідно стежити за тим, щоб витрата води мала тільки невеликі відхилення від заданої величини.

Вибір елементів:

ТЕ – датчик встановлений по місцю ТСМ 1188;

TС – регулятор температури встановлений на пульті керування Р25.2;

NS – пускач. МЕК 947-4

Регулювання температури гарячої  води на виході з конденсатора здійснюється в залежності від температури  води в зворотній лінії сітьової води. За допомогою регулятора, встановлюється певне положення вентиля, і тим  самим регулюється потік охолоджуваної води в системі оборотного водопостачання. Такий спосіб регулювання  іноді називається непрямим регулюванням.

Рисунок 2 - Регулювання температури розчину гліколю на виході з конденсатора

 

При цьому зміна температури  в зворотній лінії грає роль головної збурюючої дії, а коефіцієнт посилення, пропорційний відношенню температури в зворотній лінії до температури в подавальній лінії, повинен бути приблизно постійним.

Він повинен робити лише невеликий вплив на інші параметри. При цьому особливо необхідно стежити за тим, щоб витрата води мала тільки невеликі відхилення від заданої величини.

Вибір елементів:

ТЕ – датчик встановлений по місцю ТСМ гр.50М;

TС – регулятор температури  встановлений на пульті керування Р25.2;

NК – пускач МЕК 947-4.

Регулювання температури холодоагента на виході з випарника. Оскільки в загальному випадку регулюється температура в подавальних лініях холодної і гарячої води, ці температури стають регульованими параметрами.Воно здійснюється аналогічно до регулювання температури розчину гліколю  на виході з конденсатора

Однак звідси випливає, що потрібно відносно велике падіння тиску у вентилі  і, отже, підвищення загального перепаду тиску, що впливає на потужність приводу насоса. У такий спосіб виникає необхідність у застосуванні насосів з великим напором і відповідному ростом  потужності приводу.

ТЕ – датчик встановлений по місцю ТСМ гр.50М;

TС – регулятор температури встановлений на пульті керування Р25.2;

NS – пускач МЕК 947-4.