Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "проектирование автоматизированных систем управления непрерывными технологическими процессами" Часть 2 (стр. 3 из 14)

Применение УВМ для управления пуском энергетического блока является оптимальным решением. Большие возможности УВМ позволяют осуществлять сложные логические и вычислительные операции в большом объеме и тем самым с большим успехом реализовывать наиболее целесообразную программу пуска такого сложного объекта, как энергетический блок с прямоточным котлоагрегатом. Более подробно об автоматизации пуска блока с прямоточным котлоагрегатом можно ознакомиться в [4, с.I29-I46], там же изображены различные принципиальные схемы автоматического регулирования.

Автоматизация блочных установок включает в себя автоматическое регулирование основных параметров, характеризующих качество протекающих в установке процессов при нормальных эксплуатационных режимах, автоматическую защиту и блокировку оборудования, действующих при аварийных ситуациях, и автоматическое управление пусковыми операциями,

Структурная схема [4, рис. 1-2] дает представление об объеме автоматизации современного блока "котел - турбина". Схема описана в [4, с. 10-11] .

Применение УВМ в системах автоматического управления блока описано в [4, с. 13- 14], структурная схема системы автоматического управления блоком "котел - турбина" с использованием УВМ в[4, рис. 1-3],

Блок "котел - чурбина" - сложный объект регулирования, в котором единым рабочим процессом объединено различное технологическое оборудование .

Нормальная эксплуатация комплексной блочной установки зависит от работы взаимосвязанных отдельных агрегатов. В силу этого энергетические блоки "котел - турбина" являются динамическими системами со многими регулируемыми параметрами. Таким образом, блок "котел - турбина" как объект регулирования может рассматриваться в виде цепочки взаимосвязанных динамических звеньев, каждое из которых соответствует определенному технологическому элементу блока.

Принципиальные схемы регулирования блока c барабанным котлом описаны в [l, c. 23-35] здесь же приведены уравнения элементов блока, cxeмы и графики:

-принципиальная схема связанного регулирования блока с барабанным котлом [l, рис. 2-6];

-кривая переходных процессов для числа оборотов турбины [1, рис. 2-7];

-переходные процессы для связанной схемы регулирования блока

при возмущении по частоте [l, рис. 2-8];

-переходные процессы регулирования блока мощностью 150 МВт при внешних возмущениях [l. рис. 29];

-процессоры регулирования для связанной схемы регулирования блока с турбиной, имеющей динамическое переоткрытие клапанов [l, риc.2-10],

-принципиальные схемы несвязанного регулирования нагрузки блоков "котел- турбина" [1, рис. 2.11];

-переходные процессы регулирования блока 150 МВт по cхемe 1 при внешнем возмущении [1, рис. 2.I2].

Принципиальные схемы регулирования блока c прямоточным котлом

описаны в [4, c. 44, 45; 3. c. 369-375]. В [4, рис. 2-I9] показаны принципиальные схемы регулирования прямоточного котла с корректирующими впрысками.

Наиболее эффективными и технически оправданными для котлов с промбункерами пыли оказались схемы автоматического регулирования процесса горения, организуемые по импульсам "тепло - воздух" и "главный корректирующий регулятор давления - воздух".

Схемы автоматического регулирования процесса горения по импульсам ''теплота – воздух” и "главный корректирующий регулятор давления-воздух” с достаточной точностью поддерживают необходимый для экономического сгорания топлива избыток воздуха только при расчетных значаниях величин, характеризующих работу установки как в статике так и при переходных процессах. Поэтому для оптимизации процесса горения при режимах работы котла, отличных от расчетных, в этих схемах преду сматриваются кислородомеры для введения коррекции по величине свободного киснорода в уходящих из котла газах.

Схемы автоматического регулирования процесса горения с корректирующим импульсом по свободному кислороду в уходящих газах обеспечивают необходимую экономичность сгорания топлива в топках котлов при всех режимах работы котельных агрегатов,

В [4, с. 63] принципиальные схемы автоматического регулирования экономичности с коррекцией по свободному кислороду представлены в [4, рис. 4-1, с. 63]; схема регулирования экономичности горения котлоагрегата о двухсветными экранами - в [4, рис. 4-2] схема регулирования экономичности горения с корректирующим регулятором теплового процесса - в [4, рис. 4-3]; схема автоматизации котлов с шахтными мельницами, работающими по схеме прямого вдувавния — в [3, рис. 162; 4, рис. 4-4]; схема регулирования экономичности горения для котлов с шахтными мельницами приведена в [4, рис. 4-5. 3, рис. 163]; схема регулирования экономичности горения для котлов сжигающих жидкое топливо, приведена в [4, рис. 4-6].

Автоматизация питания барабанных котлов блочных установок предусматривает автоматическое управление питанием как при условиях нормального протекания эксплуатационных режимов работы котлоагрегата, так и при режимах работы при пуске и останове. Регулирование питания котла описано в [4, с. 69-72]; здеcь же показана схема автоматики узла питания котла водой [4, рис. 4-7] .

Рекомендации по регулированию температуры нагрева пара можно получить в [4, c. 72-8I]. Там же изображены:

- различные схемы охлаждения первичного пара [4, рис. 4-8];

- расчетная схема пароперегревателя [4, рис. 4-3];

- схема регулирования температуры пара воздействием на впрыск [4, рис. 4-12];

- схема автоматического регулирования температуры пара в промежуточной точке пароперегревателя [4, рис. 4-13];

- схема автоматического регулирования температуры пара в промежуточной точке с использованием связи типа "люфт" [4, рис. 4-I4].

Автоматическое регулирование блоков с прямоточными котлами состоит из регулирований:

- нагрузки [4, с. 83-89];

- процесса горения [4. с. 90-95];

- питания котла [4.с. 95-99];

- температуры пара в контуре высокого давления [4, с. 100-106];

- температуры пара вторичного перегрева [4, с. 106-111).

При выполнении курсового проекта можно воспользоваться также требованиями к организации безопасной эксплуатации котлов, изложенных в “Правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов”, Киев, 1999 г.

4. АСУТП ПОДГОТОВКИ РУДНОГО СЫРЬЯ

Металлургический цикл начинается с агломерационной фабрики. Агломерационную шихту, состоящую из рудной части, флюсов, возврата и топлива (коксовой мелочи, тощего угля, антрацитового штыба и др.), загружают на конвейерную агломерационную машину (агломерационную ленту), зажигают сверху и спекают, просасывая через слой спекаемых материалов воздух.

Производственные операции, осуществляемые на агломерационной фабрике, показаны на упрощенной технологической схеме [6, c. 197]. Топливо измельчают в четырехвалковых дробилках, известняк дробят в молотковых дробилках или в тангенциальных шихтных мельницах и в случае необходимости обжигают в кольцевых шахтных печах. Расчетное соотношение отдельных компонентов в шихте поддерживают путем весового дозирования.

Шихту смешивают, увлажняют и окомковывают в барабанных смесителях. Процесс ведут таким образом, чтобы достичь максимальной газопроницаемости шихты. Окомкованную шихту укладывают на спекательную тележку, шихта зажигается при прохождении тележки под зажигательным горном. По мере движения спекательных тележек к хвостовой части машины горение с верхнего слоя распространяется в нижние слои.

При горении топлива образуется зона горения высотой 15... .30 мм, с температурой I400...I600 °С, передвигающаяся вниз к колосникам с вертикальной скоростью спекания

= 0.2...0.6 мм/с. Спекаемая шихта перемещается от головной к хвостовой части машины со скоростью движения агломерационной ленты

= 70...120 мм/с. В таких условиях зона горения приобретает форму наклонной плоскости [1, c. I97] . Основные параметры агломерационного процесса при установившемся режиме связаны следующим соотношением (статической характеристикой):

,

где l_a- длина зоны спекания (активная длина); h - высота слоя шихты;

- время спекания.

Температура продуктов сгорания, выходящих из-под колосников, составляет 50...70 ⁰С, и только при приближении зоны горения к колосникам (в районе последних вакуум-камер зоны спекания) повышается до 200...400 ^OC. Максимальная температура отходящих газов cвидетельствует об окончании процесса спекания. На некоторых агломерационных ма-шинах кроме, зоны спекания, предусмотрена также зона охлаждения агломератов. Охлажденный агломерат дробят и подвергают грохочению.

Спекательные тележки передвигают с помощью электропривода - двигателя постоянного тока. Скорость движения агломерационной ленты

регулируют таким образом, чтобы процесс спекания заканчивался на заданной активной длине l_a .

На агломерационных фабриках осуществляется автоматический контроль и регулирование таких технологических параметров:

- расхода шихты, всех шихтовых компонентов и постели;

- содержания влаги в шихте;

- расхода воды в смесители и окомкователи;

- высоты слоя шихты;

- температуры в секциях горна и интенсивности зажигания;

- скорости движения спекательных тележек;