Отчет по практике в котельном цехе

Для эффективного и качественного  сжигания топлива в котельных  агрегатах должно быть точно сбалансировано соотношение "топливо - воздух". Недостаток воздуха при горении вызывает неполное сгорание и, как следствие, перерасход топлива. Избыток воздуха  также приводит к перерасходу  топлива на нагрев лишнего воздуха  в составе отходящих газов. В  обоих случаях сжигание топлива сопровождается повышенным выбросом в атмосферу высокотоксичных газов.

На данной диаграмме приведена  зависимость содержания основных компонентов  продуктов сгорания (О₂, СО₂, СО, NOx) и КПД (h).котлоагрегата от коэффициента избытка воздуха (a).

Уменьшение коэффициента избытка воздуха, помимо снижения потерь теплоты с уходящими газами, является эффективным методом подавления образования оксидов азота. Это  достигается только регулированием без удорожания технологического оборудования и усложнения конструкции горелочных устройств. Появление химнедожога определяет границу допустимого воздействия на уменьшение воздуха. Эта граница является гибкой и зависит, помимо характеристик горелочных устройств, от нагрузки котла, состава топлива (теплоты его сгорания, климатических условий, температуры топлива и воздуха, технического состояния оборудования и др). Область экономически выгодного режима сжигания топлива, обеспечиваемого автоматическим регулированием, выделена штриховкой.

Для реализации этих принципов  на существующих и вновь проектируемых котлоагрегатах необходимы надежные быстродействующие анализаторы дымовых газов и модуль управления (дутьевым вентилятором). Т.е. необходимы надежные (оптимальные по соотношению цена/качество) устройства оптимизации горения, включающие анализаторы дымовых газов(O2, СO), модули управления процессом. Причем устройства оптимизации горения должен органично вписываться в автоматизированные системы управления котлоагрегатами (открытые протоколы, наличие OPC-сервера и пр.).

Контроль качества горения  обеспечивается по давлению газа и  воздуха, подаваемых на сгорание согласно режимной карты котла. Оптимизация процесса сжигания обычно реализована управлением направляющими аппаратами (задвижками). Но более точным и эффективным является применение преобразователей частоты для плавного управления приводными электродвигателями вентилятора и дымососа. Это позволяет увеличить эффект экономии топлива и получить экономию электроэнергии до 40-70%.

Применение преобразователей частоты позволяет получить комплексное  решение по автоматизации и оптимизации  процесса горения на любых установках (котлы, печи), где имеет место  сжигание топлива (газа, мазута, угля) и  существуют тягодутьевые устройства на базе электродвигателей переменного  тока для управления производительностью.

При установке преобразователей частоты устройства, регулирующие подачу воздуха (направляющие аппараты, задвижки), полностью открываются. При этом управление производительностью тягодутьевых устройств осуществляется с помощью  преобразователей путем изменения  частоты вращения ротора приводных  электродвигателей от нуля до номинальной (и выше).

Рис. 2 - Схема оптимизации  процесса сжигания с применением  преобразователей частоты

При работе котла с природным, доменным или коксовым газом блок системы, управляющий вентилятором, непрерывно отслеживает два сигнала  от установленных датчиков давления газа и газоанализатора. Контроллер системы по заданному алгоритму  в каждый момент времени вычисляет  точное количество воздуха, необходимое  для полного сжигания подаваемого  топлива.

Система управления оптимизацией работы котла с применением ПЧ позволяет оптимизировать режимную карту (т.к. обычно она строится с  большим запасом избытка воздуха), а также автоматически учесть такие факторы, влияющие на процесс сжигания топлива, как калорийность газа, различная теплотворная способность топлива (газа), нежелательные подсосы воздуха, изменение давления окружающего воздуха, его температуры и влажности в течение суток и при смене сезонов года, при этом коэффициент избытка воздуха a = 1,07...1,2 во всех режимах работы котельной установки (кроме переходных).

Для автоматического режима работы модуль оптимизации настраивается  с помощью изменения параметров (уставок) со встроенного пульта управления или АРМа оператора - коэффициент избытка воздуха a , кривая соотношения "газ-воздух" - производится предприятием-изготовителем во время наладки оборудования на объекте с возможностью вмешательства персонала в процессе эксплуатации.

Система в автоматическом режиме поддерживает заданное значение разрежения в топке (2...5 мм. рт. ст.) путем управления производительностью дымососа от датчика разрежения, устанавливаемого в топке котла.

Система обеспечивает:

• быструю реакцию на изменение внешних факторов и энергетических показателей котла (реакция на изменение давления < 1 сек, на изменение состава отходящих газов < 10 сек);
• возможность работы на малых давлениях топлива (газа) на входе без остановки или отключения автоматики, с обеспечением полной функциональности котла;
• возможность автоподхвата частоты вращающихся тягодутьевых механизмов без аварийного выключения котельной установки при кратковременных исчезновениях и провалах напряжения питающей сети;
• защиту от недопустимо малых и недопустимо больших значений коэффициента избытка воздуха вследствие неисправностей в системе управления;
• круглосуточную автодиагностику состояния системы оптимизации с энергонезависимым запоминанием причин неисправностей и выдачей команд в основной модуль при выходе ее из строя.

Общие технические  характеристики при оптимизации.

Точность поддержания  заданных параметров:

· давления воздуха - 1 мм. вод. ст.;

· разрежения в топке - 1 мм. вод. ст.;

· давления воды - 0,1 атм.;

· газоанализатора - О₂ - 0,1%.

Реакция на изменение:

· давления (газа, воды и проч.) - менее 1 сек.;

· состава отходящих газов - менее 10 сек.

Коэффициент увеличения мощности котла - до 1,5 номинала. Увеличение КПД котла - на 2...5%.

 

 

 

 

 

4 Система циркуляции теплоносителя тепловой сети

Системы циркуляции теплоносителя  являются наиболее ответственными, они  обеспечивают параметры и подают тепло потребителям. В их составе  функционируют самые крупные  потребители собственных нужд котельных  – сетевые насосные агрегаты (СН). Повышение эффективности работы этой системы позволяет реально  снижать себестоимость вырабатываемого  тепла. В данной котельной применяется сетевой насос типа Д1250-125.

 

 

 

Центробежные насосы двухстороннего входа Д, - название насосов "горизонтальные" является условным (по горизонтальному разъему корпуса). По конструкции насосы выпускаются двух видов: одноступенчатые с колесом двухстороннего входа и многоступенчатые.

Горизонтальная  электронасосная установка с центробежным одноступенчатым насосом.

Устройство: 
- рабочее колесо двустороннего входа, с полуспиральным подводом жидкости,  
- спиральный отвод и сальниковое уплотнение вала. 
Насос используется для перекачивания воды и аналогичных по вязкости и химической активности жидкостей, температурой до +85 ⁰С, содержащих твердые включения до 0,05% по массе, размером до 0,2 мм. Материал проточной части - чугун. Уплотнение вала - сальниковое. Гидравлический затвор сальника обеспечивается посредством подвода жидкости к кольцу сальника по каналу в крышке насоса. Давление на входе до 0,3 МПа. ДКЗ - 5,5м.  

Параметр	Обозначение	Значение	Ед. измерения
Подача	Q	1250	м3/час
Напор	H	125.00	м
Частота вращения	n	1450 (24.2)	об/мин (сек-1)
Максимальная потребляемая мощность	N	625.00	кВт
Допускаемый кавитационный запас		5.50	м, не менее
Масса насоса	m	1515	кг

Характеристика насоса (агрегата) 1Д1250-125 
Частота вращения 24,2 с ^-1 (1450 об/мин)  
Жидкость - вода плотностью 1000 кг/м³ 
* - данные для насоса

 

 

 

Эффективность работы насосного агрегата в рабочем диапазоне определяется способом регулирования и характеристиками системы. Наибольшее распространение получил способ регулирования давления и расхода воды с помощью дроссельной задвижки, устанавливаемой в напорном трубопроводе. При дросселировании скорость вращения рабочего колеса насоса остается практически неизменной, гидравлическое сопротивление трубопровода возрастает, а развиваемый насосом напор увеличивается, при этом на превышение напора нерационально расходуется дополнительная мощность. Этот способ регулирования считается малоэкономичным, т.к. на преодоление дополнительного сопротивления требуются дополнительные затраты энергии.

Наиболее эффективный  способ регулирования предусматривает  использование в составе электропривода электронных преобразователей частоты. С помощью преобразователя частоты  по сигналу от датчика давления, установленного в напорном трубопроводе, можно автоматически изменять частоту  вращения рабочего колеса насоса, оперативно реагируя на изменение расхода жидкости и обеспечивая поддержание заданного  давления с высокой точностью. Потребление  электроэнергии при таком способе  регулирования пропорционально  кубу производительности насоса.

Гистограмма потребления  электроэнергии насосными агрегатами.

Применение ПЧ в приводах насосов доказало свою эффективность  и является на сегодняшний день классикой. Для регулирования работы насосов  ЗАО ЭЛЕКТРОТЕКС разработан надежный энергосберегающий комплекс АСУР, который  устанавливается в системах холодного  и горячего водооборота котельной или ТЭЦ и конструктивно выполнен в виде моноблока с несколькими ПЧ, УПП, системой сбора ,обмена и передачи информации. Он предназначен для автоматического поддержания давления воды в подающем трубопроводе при изменении расхода и входного давления. Для выполнения этой функции применяется замкнутая система регулирования на основе частотного преобразователя и датчика давления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Описание схемы  автоматического управления работой  котла КВГМ-100

Работа водогрейного котла  проходит в несколько стадий. Ходом  процесса управляет автоматическая система, точно соблюдающая все  условия.

Системы автоматики современных  котлов выполняют следующие функции:

1) автоматическое регулирование параметров работы:

• давления пара в барабане паровых котлов или температуры горячей воды для водогрейных;

• расхода воздуха на горение (соотношение расходов газ воздух);

• разрежения в топке;

• температуры перегрева пара;

2) автоматическая защита котла (автоматика безопасности) отключением подачи газа при следующих предаварийных показателях:

• повышение давления пара для паровых котлов и температуры горячей воды для водогрейных;

• повышение или понижение давления газа перед горелками;

• понижение давления воздуха перед горелками;

• понижение разрежения в топке;

• погасание факела; 

• отключение циркуляционных насосов для водогрейных котлов;

• отключение электроэнергии;

3) световая и звуковая сигнализация при срабатывании автоматики по п. 2;

4) дистанционный контроль ряда параметров, выносимых на щиты управления и контроля. Набор параметров определяется проектной организацией, как правило, это разрежение в топке, давление воздуха за вентилятором, температура продуктов горения по дымовому тракту, силы тока электролвигателей дымососа и вентилятора и т.д.;

5) дистанционное управление направляющими аппаратами дымососа и вентилятора, питательным клапаном, регулирующим органом на газопроводе;

6) полуавтоматический или автоматический пуск котла.

Измерение температуры воды из теплосети проводится с помощью  термопреобразователя  сопротивления ТСМ-0879 (3к-3а)  и вторичного прибора КСМ-3 ( мост автоматический самопишущий, шкала измерения 0…1000С)  поз.(3к-3), также по месту стоит термометр технический прямой с оправой ТТП-5  (3к1). Температура воды на выходе из котла термопреобразователь  сопротивления-система измерения, регистрации и регулирования( ТСМ-0879 (3к-4а), КСМ-3 с сигнализирующим устройством; также по месту термометр технический прямой с оправой ТТП-5(3к2)).Температура уходящих газов –термоэлектрический преобразователь ТХК , диапазон измерений 0…3000С (3к-5а) вторичный- КСП-3 ( потенциометр автоматический самопишущий, шкала 0…3000С).

Давление воды на входе  в котел –система измерения, регистрации и регулирования (преобразователь давления типа МЭД-22364-манометр электрический дифференциальный (3к-23а) , верхний предел измерений давления избыточного 1,6 Мпа, вторичный прибор – КСД-3 шкала 0…25 кгс/см2(3к-23),на трубопроводе  установлен технический манометр МП-250мм шкала 0…25кгс/см2 ). Давление воды на выходе из котла -система измерения, регистрации и регулирования (преобразователь давления типа МЭД-22364 (3к-24а) , верхний предел измерений давления избыточного 1,6 Мпа, вторичный прибор – КСД-3 шкала 0…25 кгс/см2(3к-24),на трубопроводе  установлен технический манометр МП-250мм шкала 0…16кгс/см2(3к-7)) . Давление газа после регулирующей заслонки измеряется дифманометром-преобразователем мембранным ДМ-3583М (3к-25а) Р=0,4 кгс/см2  , вторичный прибор КСД-3с сигнализирующим устройством . На  трубопроводе установлен  манометр МП-4у(3к-8). Измерение давления газа перед диафрагмой ,давление газа на запальники горелок котла, давление газа перед запальниками котла - манометр МП-4у(3к-9,3к-10,14,15,16). Давление газа перед горелками котла измеряется с помощью МТН (манометр для точных измерений), шкала 0…0,6 кгс/см2 (3к-11,3к-12,3к-13). Давление воздуха в общем воздухопроводе котла и давление перед каждой горелкой котла –система измерения, контроля, регулирования (датчик реле напора ДН-2,5  с сигнализирующим устройством шкала 0…250кгс/см2 ,прибор на щите напоромер НМП-52М1(3к-17,18,19,20) шкала 0…250кгс/см2 ).