Экономико-экологические аспекты автоматизации теплоэнергетического объекта
Одной из задач эксплуатации котельных установок является экономия сжигаемого топлива. Для решения этой задачи необходимо систематический анализировать режим работы котельной установки и на базе показаний контрольно-измерительных приборов составлять эксплуатационный тепловой баланс котлоагрегата. Поэтому в котельном цехе необходимо вести суточную ведомость работы агрегатов, а диаграммы регистрирующих приборов каждые сутки менять и обрабатывать. Основными показателями, характеризующими экономичность работы котла на газообразном и жидком топливе являются: давление и температура перегретого пара, расход пара и питательной воды, содержание RO2 и O2 в продуктах горения, температура питательной воды до экономайзера и после него, температура воздуха, забираемого вентилятором, и температура после воздухоподогревателя, температура уходящих газов, расход электроэнергии на привод агрегатов собственных нужд.
Повышение экономичности работы котельного цеха может осуществляться двумя путями: малой и капитальной модернизацией оборудования. Малая модернизация оборудования дает меньше эффекта, чем капитальная, зато не требует больших затрат и, как правило, может быть осуществлена собственными силами предприятия в короткий срок. Практика показала, что только за счет малой модернизации и повышения культуры эксплуатации в промышленных и отопительных котельных можно получить до 10 – 15% экономии топлива. К мероприятиям, повышающим культуру эксплуатации; и к мероприятиям малой модернизации относятся: систематическое проведения наладочных режимных испытаний; повышения экономичности работы топочных устройств путем ликвидации химического недожога; снижения механического недожога; уменьшения коэффициента избытка воздуха в топке; систематический надзор за плотностью газового и воздушного тракта; улучшение работы конвективных поверхностей нагрева; снижения сопротивления газовоздушного тракта; экономичное распределение нагрузки между установленными котлоагрегатами. К мероприятиям капитальной модернизации относятся: полная замена котельных агрегатов, замена топочного устройства, установка хвостовых поверхностей нагрева, экранирования топочной камеры, установка теплофикационных экономайзеров, автоматизация процессов горения, автоматизация регулировании температуры перегретого пара и т.д. Наладочные режимные испытания позволяют выбрать наиболее экономичные режимы работы оборудования. При обслуживании котла в соответствии с режимными картами, как показал опыт эксплуатации достигает экономии топлива в размере 3 -5%.
Экология.
Важным вопросом является снижение вредных выбросов из котельной установки в атмосферу, в частности снижение концентрации оксидов азота в уходящих газах, которая при сжигании газа доходит до 2 г/м3. Для этого стремятся к снижению температуры топочных газов, особенно локальных ее значений, что достигается снижением топлива с коэффициентом расхода воздуха близким к α=1, заменой вихревых горелок прямоточными и организацией двухступенчатого сжигания топлива (ступенчатый подвод воздуха). Понижения температуры в топке может быть достигнуто также путем снижения температуры подогрева воздуха, организацией рециркуляции топочных газов и д.р..
Высоко опасными являются NO2 и SO3. Оксиды азота NOX образуются в зоне высоких температур при 16000с. Выход NO3 составляет примерно 10%.
SO3 образуется на конечном этапе горения топлива из SO2 при избытке кислорода и за счет катализа на отложения в пароперегревателе. Его выход представляет 2 – 5% SO2/ В зоне низкотемпературных поверхностей нагрева SO3 преобразуется в пары H2SO4 и расходуется в процессе низкотемпературной коррозии.
Загрязнения вредными примесями атмосферы, земли и воды ухудшает санитарно-гигиеническое состояние городов, поселков, полей, лесов, водоемов, оказывая вредное действие на организм человека и растительность, ухудшая качество продукции предприятий, увеличивая износ механизмов и разрушает строительные конструкции зданий и сооружений.
Спецификация
| Позиция | Наименование параметра среды | Место установки | Наименование и характеристика прибора | Тип, модель прибора преобразователя |
| 1а | Уровень в котле | По месту | Емкостной датчик уровня, 220 В, 50 Гц, класс точности 1 | РУС |
| 1б | На щите | Многоканальный саморегулирующийся электрический потенциометр, быстродействие 2,5 c, класс точности 1 | КСП-4 | |
| 1в | На щите | Регулятор пропорционально-интегральный. Предел допустимой погрешности 1%. | Ш4524 | |
| 1г | По месту | Регулирующая арматура с электропроводом р=40МПа, t=-40+200ºС | АК28016 | |
| 2а | Давление пара | По месту | Сильфонный передающий преобразователь. Верхний предел измерения 6 МПа | 13ДЧ13 |
| 2б | На щите | Вторичный прибор со станцией управления. Класс точности 1; расход воздуха 10 л/мин | РПВ10.1Э | |
| 2в | На щите | Регулирующий блок. Пределы пропорциональности 2-3000%, регулирование по Пи-закону | ПР3.31-М1 | |
| 2г | По месту | Пневмопривод р=6МПа | В26-41 | |
| 3а | Расход газообразного топлива | По месту | Диафрагма камерная. Условное давление 0,6МПа, условный проход 50 мм | ДК6-50 |
| 3б | По месту | Передающий преобразователь расхода. Предельный перепад давления 0,063 МПа, класс точности 1 | 13ДД11 | |
| 3в | На щите | Пневматический вторичный прибор. Класс точности 1, расход воздуха 10 л/мин. | ПВ4.2П | |
| 3г | На щите | Регулирующий блок. Пределы пропорциональности 2-3000%, регулирование по Пи-закону | ПР3.31М1 | |
| 3д | По месту | Пневмопривод р=6МПа | В26-41 | |
| 4а | Расхода воздуха | По месту | Диафрагма камерная. Условное давление 0,6МПа, условный проход 50 мм | ДК6-50 |
| 4б | По месту | Передающий преобразователь расхода. Предельный перепад давления 0,063 МПа, класс точности 1 | 13ДД11 | |
| 4в | На щите | Пневматический вторичный прибор. Класс точности 1, расход воздуха 10 л/мин. | ПВ4.2П | |
| 5а | Контроль наличия пламени | По месту | Пирометрический датчик температуры с преобразователем сигала. Диапазон измерений 450-2500ºС, время запаздывания 0,05 с. | ПЧД-121 |
| 5б | На щите | Запально-защитное устройство с сигнальной лампой | ЗЗУ-1 | |
| 5в | По месту | Запальник электрический газовый | ЭЗПЕЗ. ТЗ |
Список литературы
1. Голубятников В. А., Шувалов В. В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М.: Химия, 1985. – 352 с.
2. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник / В. Я. Баранов и др. Под редакцией В. В. Черенкова. – Л.: Машиностроение, 1987. – 847 с.