Разработка микропроцессорной системы мониторинга расхода топлива на котельной установке - Дипломная работа

В последние годы одной из приоритетных задач в Российской Федерации, как и во многих других странах, является обеспечение энергоэффективности и реализация мероприятий по энергосбережению. В связи с этим возникает необходимость создавать системы, позволяющие обеспечивать рациональное потребление энергоресурсов.В котлах происходит нагрев теплоносителя (в большинстве случаев, воды) для подачи ее потребителю. Установленные насосы способствуют постоянной циркуляции теплоносителя (подача ее потребителю и возврат ее обратно). Вода поступает по трубам в теплоисточник (радиатор, теплые полы, отопительные котлы). В котельной обязательно должна быть предусмотрена регулировка продолжительности работы и температуры теплоносителя. Модульные котельные установки (транспортабельные и блочные котельные установки) представляют собой один или несколько блок-модулей (в зависимости от необходимой тепловой мощности) с установленным внутренним технологическим оборудованием и оборудованием для подключения к инженерным сетям.В зависимости от исполнения котельные подразделяются на: - Стационарные котельные; Схема и характеристики котельной установки зависят от нескольких факторов: - необходимой тепловой мощности, - используемого топлива (природный газ, сжиженные газ, попутный нефтяной газ, мазут, дизельное топливо, отработанное масло, уголь, кокс, многотопливные котельные), - назначения котельной установки (отопительные или промышленные котельные). В зависимости от топлива можно выделить: - газовые котельные, - дизельные котельные, - нефтяные котельные, - мазутные котельные, - твердотопливные котельные.При проектировании здания котельной следует учитывать требования к взрывопожарной безопасности и огнестойкости сооружения в соответствии с СП 12.13130.2009 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с Изменением N 1)". Теплоноситель для котельных (вода или пар) образовывается за счет получаемой тепловой энергии от сжигания топлива (в случае газовых, твердотопливных и жидкотопливных котлов) или за счет преобразования электроэнергии в тепловую (в случае электрических котлов). СП 89.13330.2012, в соответствии с которыми минимальное количество котлов определяется категорией котельной: в котельных первой категории устанавливается минимально два котла, в котельных второй категории - один котел. Функциями любых горелок (газовых, дизельных) являются подготовка, смешение топлива и воздуха и сжигание полученной горючей смеси в камере сгорания котла, за счет чего происходит нагрев теплоносителя в котле. Количество трубопроводов подачи газа также регламентируется Сводами Правил СП 89.13330.2012: в котельных I категории мощностью до 30 МВТ, которые работают только на газе, газ от ГРУ или ГРП может поступать от двух трубопроводов; в котельных II категории - от одного.Системой мониторинга расхода топлива на котельной установке будут контролироваться параметры пара и питательной воды, содержание СО2 в газах, температура и разрежение по газовому тракту, коэффициент избытка воздуха. Поэтому МПС используются для управления процессом системы мониторинга расхода топлива на котельной установке(с реализацией алгоритма управления), обработки опытных данных, хранения и вывода результатов измерения и пр. Рассмотрим основные требования к разрабатываемой системе, которые возможно предъявить за счет преимуществ микропроцессорных средств управления: - многофункциональность; Внедрение микропроцессоров позволяет строить многофункциональные системы с гибкими программами работы, делает приборы более экономическими, облегчает решение задачи выходу на стандартную интерфейсную шину. Все это упрощает эксплуатацию приборов системы и системы в целом и резко повышает производительность работы их пользователей.Котел должен быть оборудован необходимым количеством контрольно-измерительных приборов, автоматической системой регулирования важнейших параметров котла, защитными устройствами, блокировкой и сигнализацией.Системой мониторинга расхода топлива на котельной установке будут контролироваться параметры пара и питательной воды, содержание СО2 в газах, температура и разрежение по газовому тракту, коэффициент избытка воздуха. Система мониторинга расхода топлива на котельной установке включает: - двуимпульсный регулятор по уровню воды и расходу пара; Система мониторинга расхода топлива на котельной установке включает регулирование подачи воды, температуры перегретого пара и процесса горения. При регулировании питания котла обеспечивается соответствие между расходами воды, подаваемой в котел, и вырабатываемого пара, что характеризуется постоянством уровня воды в барабане. Регулирование температуры пара осуществляется регулятором, управляемым датчиками изменения температуры перегретого пара на выходе из пароперегревателя, изменения температуры пара в промежуточном коллекторе пароперегревателя и изменения температуры газов в газоходе пароперегревателя, а иногда еще датчиком изменения давления пара.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Описание объекта

1.2 Обзор и анализ существующих систем

1.3 Характеристика комплекса задач и функции, предъявляемых к системе

1.4 Контроль и представление информации

2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Требования, предъявляемые к системе

2.2 Выбор параметров контроля

2.3 Разработка структурной схемы системы

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

3.1 Проектирование схемы электрической

3.2 Выбор и характеристика оборудования

4. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО БЛОКА

4.1 Выбор метода изготовления и материала печатной платы

4.2 Разработка печатной платы

5. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Средства разработки программного обеспечения

5.2 Разработка алгоритмов работы системы

6. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

6.1 Общая постановка задачи

6.2 Расчет единовременных затрат (инвестиций)

6.3 Расчет годовых текущих издержек

6.4 Расчет показателей экономической эффективности

6.5 График разработки внедрения системы

7. ОХРАНА ТРУДА

7.1 Разработка технических мероприятий по снижению воздействия опасных и вредных факторов (ОВП) на работу

7.2 Требования к технологическому процессу

7.3 Пожарная безопасность

8. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

8.1 Взаимодействие энергетического предприятия с окружающей средой

8.2 Краткая характеристика загрязняющих атмосферу веществ

8.3 Аэрозольное загрязнение атмосферы

8.4 Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ

8.5 Защита атмосферы от загрязнений

8.6 Меры по защите окружающей среды

8.7 Общие данные для расчета параметров влияющих на окружающую среду при работе котла на мазуте

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

АННОТАЦИЯ