Средства автоматики котлов и котельных

Содержание

Введение 4

1 Краткие сведения об АО «Атырауская ТЭЦ» 5

2 Классификация котельных 7

2.1 Паровые котельные 7

3 Средства автоматики котлов и котельных 9

3.1 Исполнительные устройства 10

4 Учебная практика в АО «Атырауская ТЭЦ» 12

Заключение 15

Список литературы 16

Введение

Одной из основных задач производственной практики является ознакомление со структурой и организацией технологического процесса производства. АО АТЭЦ – теплоэлектроцентраль, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).

Сроки прохождения практики: с 01.06.15 по 22.07.15.

1 Краткие сведения об АО «Атырауская ТЭЦ»

Строительство крупного энергоисточника в городе Гурьеве (ныне – Атырау) было обусловлено ростом потребления тепла и электроэнергии в Гурьевской области (Атырауская область), связанной с быстрым развитием нефтедобывающей и нефтеперерабатывающих отраслей и строительством предприятия нефтехимии, а также потребностью жилого сектора города Гурьев (Атырау).

Гурьевская Теплоэлектроцентраль развивалась тремя очередями расширения. В 1963 году были запущены два паровых котла и две турбины общей мощностью 24 МВт. На тот момент это была первая электростанция высокого давления с самыми крупными блоками нашего региона.

К 1970 году с окончанием строительства второй очереди мощность Гурьевской Теплоэлектроцентрали достигла 134 МВт, а к 1980 году установленная мощность Гурьевской Теплоэлектроцентрали составила 249 МВт. В состав Теплоэлектроцентрали входило семь турбоагрегатов и девять котлоагрегатов. После достижения максимальной мощности Гурьевская Теплоэлектроцентраль полностью обеспечила потребности региона и имела достаточный резерв мощности.

В последующие годы были выведены из эксплуатации две турбины по 12 МВт и произведена замена двух турбин по 25 МВт, смонтирован котлоагрегат станционный №10.

В 1991 году котлоагрегаты Теплоэлектроцентрали были переведены на сжигание природного газа, что снизило выбросы в атмосферу токсичных дымовых газов в 2,5 раза.

С 1997 года Атырауская Теплоэлектроцентраль является частным предприятием и в ее составе имеется еще один источник теплоэнергии – районная водогрейная котельная мощностью 120 МВт (100 Гкал).

До 2009 года мощность Теплоэлектроцентрали в основном обеспечивала рост потребления электроэнергии и производство электроэнергии достигло 1 455 млн. кВт*час. По отпуску теплоэнергии Атырауская Теплоэлектроцентраль имела резерв, но требовалось обновление оборудования. Анализ роста потребления электроэнергии показал, что после 2010 года мощность Акционерного Общества «Атырауская Теплоэлектроцентраль» не обеспечит покрытие возрастающих нагрузок промышленности и жилого сектора Атырауской области.

В связи с этим в 2007 году начались работы по проектированию объектов следующей – IV-очереди расширения энергомощностей. Техническим заданием было определено ввод в эксплуатацию трех турбоагрегатов общей мощностью 75 МВт и двух котлоагрегатов общей производительностью 440 тонн. Объекты IV-очереди проектировались как самостоятельная часть предприятия, но технологически связанная с действующим производством, имеющая собственное открытое распределительное устройство (ОРУ) 110 кВ, с возможностью выдачи мощности на новые высоковольтные линии передач с дальнейшим расширением предприятия по электрической мощности. Сроки ввода мощностей определены проектом 2009-2010 годы.

К 2010 году по IV-очереди закончены монтаж и введены в эксплуатацию:

-главный корпус IV-очереди;

-открытое распределительное устройство (ОРУ) с двумя трансформаторами связи общей мощностью 80 000 кВА;

-две высоковольтные линии связи 110 кВ между открытым распределительным устройством (ОРУ) IV-очереди и открытым распределительным устройством (ОРУ) действующей части;

-насосная техническая водоснабжения со схемой циркводоводов;

-схема собственных нужд 6,3 кВ и 0,4 кВ;

-административные и служебные корпуса для размещения ремонтного и технического персонала:

-дымовая труба высотой 180 метров;

-закончен монтаж турбоагрегата станционный №8 мощностью 25 МВт и котлоагрегата станционный №11 с производительностью 220 тонн;

Первый пуск турбоагрегата станционного №8 был произведен 1 октября 2009 года с участием Президента Республики Казахстан Н.А.Назарбаева.

К 1 мая 2010 года на турбоагрегате станционном №8 и котлоагрегате станционном №11 проведены полные комплексные испытания и начата промышленная эксплуатация с выдачей мощности в энергосистему.

В соответствии с определенными сроками к концу 2010 года будут введены в эксплуатацию два турбоагрегата общей мощностью 50 МВт и один котлоагрегат производительностью 220 тонн.

По завершению работ и введением в эксплуатацию объектов IV-очереди установленная электрическая мощность Акционерного Общества «Атырауская Теплоэлектроцентраль» достигнет 290 МВт, а установленная тепловая мощность 695 Гкал, что обеспечит потребности тепловой и электрической энергии по Атырауской области на ближайшие годы.

Классификация котельных

Современную котельную невозможно представить себе без систем автоматики, объединивших все последние достижения в области управления тепловыми потоками.

Котлы в их базовой комплектации имеют стандартную автоматику, которая управляет горелкой, принимает сигналы от устройств безопасности котла, а также поддерживает заданную температуру теплоносителя.

Современные микропроцессорные панели управления позволяют поддерживать разную температуру сразу в нескольких нагревательных контурах. Под таким контуром понимается часть системы, работающая со своими температурными и гидравлическими характеристиками и имеющая возможность их регулировки.

Системы с таким принципом регулирования называются метеоуправляемыми или погодозависимыми. Для контроля наружной температуры в этих системах используется уличный датчик, устанавливаемый на здании снаружи, с северной стороны.

Паровые котельные

Паровые котельные используются для получения пара различного давления и температуры. Как правило, паровые котельные установки используются при решении различных технологических задач, для работы оборудования в производственных циклах промышленности, в том числе в пищевой, химической, в горнодобывающей отрасли, в медицине и т.д.

Паровые котельные используют в своей работе следующие виды топлива:

- твердое топливо (уголь, дрова);

- жидкое топливо (нефть, мазут, дизельное топливо);

- газ;

- два вида топлива (газ/ДТ, газ/мазут, газ/нефть и т.д.)

Паровые котельные представляют собой автоматизированные установки, не требующие постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Устанавливаемая в котельной система автоматики служит для:

- запуска и остановки котлов в автоматическом режиме;

- остановки котлов в случае нарушения технологического процесса;

- информирования о технических параметрах работы;

- контроля загазованности, пожара, проникновения постороннего человека[1].

Эффективность при использовании паровой БМК достигается за счет снижения затрат на производство пара, практически полного отсутствия потерь в протяженных паропроводах, сниженных эксплуатационных расходов, надежности оборудования, автоматизированной системы диспетчерского управления.

Рисунок 1.1 - Внешний вид котельного оборудования

По назначению тепловой нагрузки:

- отопительные (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение);

- производственные (горячая вода для технологических потребителей);

- смешанные (обеспечение отопительной и производственной функций).

По категории надежности отпуска тепла:

- 1-я категория — котельные, являющиеся единственным источником тепла для потребителей первой категории (не допускающих перерывов в подаче расчетного количества теплоты);

- 2-я категория — котельные, предназначенные для потребителей допускающих снижение отпуска тепла на период ремонта, но не более 54 часов;

- 3-я категория — все остальные потребители.

Функциональная схема регулирования температурой водогрейного котла на смешанном топливе (газе или мазуте) типа КВ-ГМ имеет вид как на рисунке 1.2 [1].

Рисунок 1.2 - Функциональная схема контроля КВ-ГМ

Средства автоматики котлов и котельных

В состав автоматики котлов входят:

- приборы контроля пламени и управления розжигом котла для обеспечения безопасности при пропадании факела, защищая котел от возможного взрыва - Ф34, ФДЧ, ФСП 1, ФЭСП 2;

- специализированные датчики измерения тяги в топках котлов - тягомеры, напоромеры, тягонапоромеры - для обеспечения оптимального режима работы;

Рисунок 1.3 - Вид системы подачи газа и контроля горения

- графические панели управления;

- шкафы котловой автоматики для управления котлами типов ДЕ и ДКВР.

Для снижения количества вредных выбросов в воздух многофункциональная автоматика способна оптимизировать работу горелки. В установочных параметрах современных контроллеров минимальная продолжительность горения задана изначально. Это исключает работу горелки в режиме "старт-стоп", плохо влияющем как на ресурс оборудования, так и на экологию. Дело в том, что больше всего вредных выбросов образуется именно в момент розжига. Это происходит за счет неполного сгорания топлива. По умолчанию минимальное время работы горелки обычно составляет не менее одной минуты.

Автоматизация котельных на основе применения новейших технологий и современного оборудования позволяет обеспечить:

- значительное сокращение эксплуатационных и капитальных затрат;

- прогрев калорифера при запуске системы;

- поддержание температуры приточного воздуха;

- защиту системы от превышения температуры обратной воды;

- автоматическое включение и выключение с помощью таймера, где время включения и выключения оборудования связано с календарной датой или временем суток;

- вывод управления всеми системами вентиляции на единый диспетчерский пульт;

- регулирование температуры воздуха после калориферов воздушных завес и приточной вентиляции[2].

Автоматика вентиляции позволит экономить до 50% потребления тепловой энергии.

Рисунок 1.4 – Схема приточной вентиляции

Система автоматического регулирования уровня воды в расширительном баке применяются в системах автоматического поддержания уровня жидкости в резервуарах, накопительных емкостях, отстойниках, а также в системах автоматического осушения.

Исполнительные устройства

Для того чтобы организовать работу нескольких отопительных контуров с различными, не всегда постоянными температурами, требуются исполнительные устройства. Самыми распространенными являются трех- и четырехходовые смесительные краны (смесители). Принцип их работы заключается в регулировании температуры теплоносителя в отдельном отопительном контуре путем смешивания воды из котла с водой из обратной линии[2].

Таким образом, температура теплоносителя в подающей линии контура может меняться от минимальной (комнатной) до максимальной (температуры котловой воды). Поворот крана осуществляется с помощью сервопривода или вручную.

Для измерения температуры жидких, газообразных и сыпучих сред используются термоэлектрические преобразователи типа ХА(ХК) с рабочим давлением 0,63 Мпа(рис. 1.5). Возможно наличие встраиваемого преобразователя с выходом 4-20 мА или RS485 (протокол T-bus или ModBus).

Рис 1.5 – Термоэлектрический преобразователь типа ХА(ХК)

4 Учебная практика в АО «Атырауская ТЭЦ»

Для начала, нам провели вводный инструктаж по технике безопасности, затем распределили по группам. Нам дали комплект спецодежды, а также каску и наушники, так как в цеху очень шумно.

Практику я проходил в цехе «Тепловой автоматики и измерений» (ЦТАиИ), в состав который входят следующие группы: группа пирометрии, группа автоматики, группа защиты и группа расхода.

На следующий день всех практикантов распределили по группам, я попал в группу защиты

Основная задача нашей - группы ремонт и монтаж устройств безопасности на котлах и турбинах. К таким устройствам относятся УЗС, УАТС М-01, ИП-117, ИП 108. Чаще всего основной неисправностью этих устройств является сгоревший модуль входов и выходов. Эти устройства предназначены для предупредительной противоаварийной технологической сигнализации по 24, 48, 72, 96 независимым каналам, принимает сигналы от нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов датчиков. К каждому каналу можно подключить несколько датчиков. Устройство создает на разомкнутых контактах датчика постоянное напряжение 24 В, через замкнутый контакт датчика протекает ток не более 25 мА. К устройству также подключается другой прибор ТС – 2. На рисунке 1.6 представлена схема внешний соединений устройства УАСТ – М[3].

Рис 1.6 – Схема внешних соединении УАТС М-01

Рис 1.7 – ИП-117, ИП-108

Измеритель перемещения ИП-117 представляет собой четырехканальный блок для измерения линейных перемещений деталей и узлов энергетического оборудования. По функциональности он объединяет в себе устройства ИП–107, ИП–108, ИП–116 и позволяет измерять следующие механические параметры:

- тепловое расширение корпуса турбины;

- осевое смещение вала ротора паровых турбин;

- изменение осевой длины ротора (относительное тепловое расширение).

Измеритель перемещения ИП-117 отображает полученную информацию по каждому каналу на ЖК дисплее, формирует унифицированные сигналы постоянного тока, генерирует общий для всех каналов предупредительный сигнал, аварийные сигналы по каждому каналу и общий сигнал отказа канала при достижении заданных предельных значений смещения хотя бы по одному из каналов. Прибор может быть подключен к компьютеру через интерфейс RS-485, для последующей интеграции его в систему SCADA. Применяется для любых типов турбин и иного вращающегося оборудования.

Рис 1.8 – Монтаж ИП-108

Рис 1.9 - Вид пульта управления с обратной стороны

Заключение

В результате прохождения производственной практики были выполнены следующие запланированные виды работ:

- ознакомился со структурой предприятия и организацией технического обслуживания контрольно-измерительных приборов и средств автоматики;

- освоил все этапы технического контроля и ремонта устройств автоматики;

- изучил карты диагностики приборов и систем автоматики;

- полностью выполнил индивидуальное задание руководителя практики от университета.

Таким образом, производственная практика позволила закрепить теоритические знания, получаемые в университете, практическими навыками эксплуатации автоматических систем в реальных условиях производства.

Список литературы

1 Э.П.Волков, В.А.Ведяев, В.И.Обрезков. Энергетические установки электростанций / Под ред.Э.П.Волкова

. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 280 с.

2 Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под редакцией В. Я. Гиршфельда. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 328 с.

3 Устройство и эксплуатация УАТС-М - Руководство к пользованию