На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 96791


Наименование:


Диплом Автоматизация и расчет парового котла типа КВ1-1

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 10.5.2016. Сдан: 2013. Страниц: 92. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………………………………...4
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….....5
1.ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПАРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК. ……………………………………….8
1.1 Назначение и описание объекта регулирования…………………………...8
1.2 Принципы регулирования уровня воды в котле……………………………9
1.3 Регулирование температуры пара….……………………………………....15
1.4 Техническая характеристика и конструкция автоматизированного котла КВ 1-1…………………………………………………………………………….17
1.4.1 Тепловой расчет вспомогательного котла КВ1-1. Исходные данные………………………………………………………………………….. ..20
1.4.2 Расчет объема воздуха и газов, полученных
при сгорании 1 кг топлива………………………………………………………21
1.4.3 Определение энтальпии продуктов сгорания и воздуха………………..23
1.4.4 Термодинамические свойства воды и водяного пара…………………24
1.4.5 Предварительные тепловой баланс, определение
расхода топлива и полного объема газов………………………………………25
1.4.6 Геометрические характеристики конструктивных
элементов котла…………………………………………………………………27
1.4.7 Расчет теплоотдачи в топке……………………………………………....28
1.4.8 Испарительный пучок котла КВ1-1……………………………………...31
1.4.9 Расчет теплоотдачи в испарительном пучке…………………………….32
1.4.10 Схема пучков труб пароперегревателя…………………………………37
1.4.11 Расчет теплоотдачи в пароперегревателе………………………………38
1.4.12 Газовый воздухоподогреватель………………………………………...43
1.4.13 Расчет теплоотдачи в газовом воздухоподогревателе…………………43
1.4.14 Определение потерь тепла с уходящими газами……………………….49
1.4.15 Тепловой баланс котла…………………………………………………...50
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИКИ И ДИНАМИКИ АСР ТЕМПЕРЕРАТУРЫ ПАРА В КОТЛЕ КВ1-1………………………………………………………….51
2.1. Котел как объект регулирования ………………………………………….51
2.2 Динамические свойства пароперегревателя……………………………………………………………….52
2.3 Расчет динамики котла типа КВ 1-1………………………………………56
2.4 Обоснование и выбор регулятора………………………………………….59
2.5 Исследование динамики автоматической системы регулирования……………………………………………………………………61
2.6 Технико-экономические обоснования……………………………………...65
3. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………………………67
3.1 Организация эвакуации пассажиров и
экипажа при угрозе гибели судна……………………………………………...67
3.2 Мероприятия по обеспечению безопасности
труда при эксплуатации судовой котельной установки………………………77
3.3 Классификация пожаров…………………………………………………...82
ВЫВОДЫ……………………………………………………………………….84
Перечень источников…………………………………………………………...85
ПРИЛОЖЕНИЕ …………………………………………………………………86

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АСР - автоматическая система регулирования;
АСУ - автоматическая система управления;
АСУ ТП - автоматическая система управления технологическими процессами;
ЖОС - жесткая обратная связь;
ИМ - исполнительный механизм;
ОУ - объект управления
ПЭУ - пароэнергетическая установка;
СЭУ - судовая энергетическая установка;
ДРП - двухимпульсный регулятор питания;
ПК - паровой коллектор;
ЭК- экономайзер;
КС- конденсатосборник;
РКТПН- регулирующего клапана подачи пара к турбоприводу питательного насоса;

ВВЕДЕНИЕ
Широкая автоматизация процессов управления судовой энергетической установкой - важнейшее средство не только поддержа­ния высоких технико-экономических показателей ее эксплуатации, но и существенного сокращения числа обслуживающего персо­нала, создания благоприятных условий для выполнения производ­ственных функции, и, следовательно, повышения эффективности труда персонала.
Высокая эффективность производства и технико-экономические показатели судовых энергетических ус­тановок в реальных условиях эксплуатации могут быть практи­чески достигнуты только при точном согласовании характеристик отдельных их элементов и удержании величин, определяющих эф­фективность и надежность протекания рабочего процесса в каж­дом из них, в весьма узких пределах на установившихся и осо­бенно на переходных режимах. Для выполнения этого условия не­обходимо непрерывно контролировать ход рабочего процесса во всех элементах установки и активно воздействовать на него при малейших отклонениях контролируемых величин от их номиналь­ных значений. Иными словами, современные СЭУ требуют весьма квалифицированного и высококачествен­ного управления входящим в их состав оборудованием.
Инерционные характеристики элементов установок таковы, что их регулируемые величины на неустановившихся режимах работы меняются быстро, а функциональные связи между элементами весьма интенсивны. В этих условиях человек практически не может обеспечить качественное управление, не говоря уже о том, что для этого потребовалось бы значительное количество людей. Такое управление можно осуществить только автоматически дей­ствующими средствами, если они рационально выбраны, правильно рассчитаны с учетом свойств объектов управления, хорошо изго­товлены, смонтированы и налажены на судне.
На первом этапе работ по автоматизации судовых паротурбин­ных установок были разработаны теоретические основы расчета, наладки, испытания и эксплуатации автоматических систем, что нашло отражение в многочисленных публикациях работ по этому вопросу и способствовало существенному сокращению продолжи­тельности проектирования и наладки систем и повышению надеж­ности их действия. Второй этап развития автоматизации судовых технических средств вообще и их энергетических установок в частности характерен комплексным подходом к решению этой проблемы. Этот под­ход заключается в том, что автоматизация охватывает комплекс функций в сфере управления установкой, включая контроль пара­метров, обработку и представление результатов контроля опера­тору в наиболее удобной для него форме, конечные режимы работы установки, исходя при этом из условия достижения максимальной эффективности ее эксплуатации.
Весьма актуальными для современного судостроения и перспек­тивных судов становятся новые задачи управления: автоматиче­ская оптимизация стационарных режимов работы установки в связи с изменением условий ее эксплуатации и характеристик входящего в ее состав энергетического оборудования, диагностический контроль состояния энергетического оборудования с представлением оператору обобщенных параметров, характеризующих ухудшение этого состояния, и другие. Такой контроль позволит обнаружить отклонения от нормального состояния оборудования и пре­дотвратить аварийные ситуации на ранних стадиях их возникновения. Это повысит надежность действия установки и сократит продолжительность ремонта ее оборудования.
Решение этих и ряда других задач автоматизации управления судовыми паротурбинными установками становится возможным благодаря быстрому развитию электронно-вычислительной техники.
Комплексный подход к решению проблемы автоматизации про­цессов управления заключается также и в том, что объекты и сред­ства автоматизации рассматриваются как составные части единой автоматической системы независимо от степени их конструктив­ного единства. Исходя из этого, должны быть, согласованы стати­ческие и динамические характеристики средств и объектов управле­ния. Только в этом случае будут созданы необходимые условия для нормального функционирования автоматической системы.


1. О СОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПАРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

1.1 Назначение и описание объекта регулирования
Котельная установка судна состоит из одно­го или нескольких паровых котлов, вспомогательных механизмов, трубопроводов, теплообменных аппаратов и воздуховодов. Назна­чение котельной установки - производство пара в необходимом количестве с заданными параметрами при возможно меньших удельных расходах топлива. При этом должна быть обеспечена высокая надежность.
Заданные значения параметров (давление пара и температура перегрева) определяют располагаемую потенциальную энер­гию пара, поэтому от точности поддержания их зависит экономичность работы потребителей пара.
Экономичность сжигания топлива в топках котлов зависит главным образом от точности поддержания оптимального соотношения расходов топлива и воздуха, которое характеризуется коэффициентом избытка воздуха.
Надежная работа котельной установки может быть обеспечена при обязательном условии удержания уровня воды в пароводяных барабанах котлов в определенных заданных пределах, подаче топлива и воздуха в топки в соответствии с количеством и параметрами вырабатываемого пара.
Автоматика современной судовой котельной установки обычно состоит из систем автоматического регулирования топливо сжигания, питания котлов водой, температуры перегретого пара, аварийной защиты и предупредительной сигнализации по срыву факела в топке, прекращению подачи воздуха в топку, повышению давления пара, отклонению уровня воды за заданные пределы.
Судовым котлом называют устанавливаемый на судне теплообменный аппарат, в котором энергия органического топлива преобразуется в энергию пара или воды, используемую для нужд судна. По назначению котлы делятся на главные и вспомогательные. Главным называют судовой котел, производящий, пар для главных двигателей, вспомогательного оборудования котла, технологических общесудовых и хозяйственно-бытовых потребителей. Вспомогательный котел предназначен для обеспечения паром или горячей водой вспомогательного оборудования, технологических, общесудовых и хозяйственно-бытовых потребителей.
Требования, предъявляемые к вспомогательным паровым котлам, следующие: минимальные масса и габариты, автоматизация управления и защиты, простота и надежность в эксплуатации, высокая экономичность, хорошая маневренность, т. е. возможность быстрого перехода с одного режима работы на другой.

1.2 Принципы регулирования уровня воды в котле.
Питательная система котла предназначена для непрерывной подачи в котел питательной воды заданной температуры в количестве, обеспечивающем поддержание уровня воды в паровом коллекторе в допустимых пределах.
Поддержание заданного уровня воды в паровом коллекторе является одной из главнейших задач, обеспечивающих надежную работу котла. При высоком уровне воды в котле возможны забросы котловой воды в пароперегреватель и, как следствие, разрушение его конструкций от гидравлических ударов. Интенсифицируется также вредное явление уноса в пароперегреватель влажного пара вместе с содержащимися в нем солями.

Отложения солей, в свою очередь, вызывают:
- в пароперегревателях - пережог труб из-за недопустимо высоких температурных режимов;
- в паропроводах и путевой арматуре - выход их из строя, а также являются центрами межкристаллитной коррозии;
- в проточной части турбин - снижение КПД , уменьшение проходного сечения межлопаточных каналов. Эти явления приводят к возникновению значительных осевых сил, действующих на ротор турбины, которые могут вызвать выплавление упорного подшипника турбины и привести к аварии .
Слишком низкий уровень воды в паровом коллекторе котла может привести:
- к срыву естественной циркуляции из-за захвата пара в опускные трубы;
- к спуску воды из котла и оголению парообразующих труб что, в свою очередь, приводит к нарушению режима охлаждения парообразующих труб и, как следствие, к неизбежному пережогу трубной системы котла.
Уровень воды в паровом коллекторе регулируется с помощью регулятора питания котла, воздействующего на степень открытия питательного клапана. В простейших и вспомогательных котлах, не подвергающихся частым и глубоким изменениям нагрузки, а также в котлах с большим относительным водосодержанием могут использоваться простейшие поплавковые или термогидравлические регуляторы уровня. Однако в судовых котельных установках такие простейшие регуляторы применяются крайне редко. Чаще в качестве регуляторов уровня используются одноимпульсные и двухимпульсные гидравлические регуляторы питания.


Рис. 1.1. Схема работы поплавкового регулятора.
В основу действия гидравлических регуляторов питания положен принцип сравнения уровня воды в паровом коллекторе с «эталонным» уровнем воды в конденсационном сосуде, размещаемым над паровым коллектором котла .
Полость конденсационного сосуда соединена с паровым пространством котла трубкой. Пар при работе котла конденсируется на стенках конденсационного сосуда, конденсат заполняет конденсационный сосуд по верхний срез трубки, а излишек конденсата стекает обратно в паровой коллектор. За счет этого обеспечивается постоянный (эталонный) уровень жидкости в конденсационном сосуде, не зависящий от режима работы котла и внешних воздействий (качка судна, крен, дифферент и т. д.). Роль чувствительного элемента регулятора выполняет мембрана, разделяющая полость регулятора на два объема. Сигнал по текущему уровню в паровом коллекторе (давление столба жидкости) поступает в верхнюю полость над мембраной, а сигнал эталонного уровня в конденсационном сосуде - в нижнюю полость под мембраной. В результате на мембране формируется сигнал который, сравниваясь с заданным значением , преобразуется чувствительным элементом регулятора в линейное перемещение мембраны. Перемещение мембраны усиливается струйным усилительным реле (на схеме не показано) и поступает на сервопривод управления питательным клапаном котла. При повышении уровня воды в паровом коллекторе давление жидкости в полости над мембраной увеличивается, вызывая прогиб мембраны вниз. Перемещение мембраны через усилительное реле передается на сервопривод, прикрывающий питательный клапан и уменьшающий расход питательной воды в котел. При снижении уровня воды в паровом коллекторе давление жидкости в нижней полости прогибает мембрану

Рис. 1.2. Схема одноимпульсного гидравлического регулятора питания котла.
- экономайзер котла;
- конденсационный сосуд;
- одноимпульсный регулятор питания;
- питательный насос;
- питательный клапан;
- сигнал эталонного уровня в КС;
- сигнал уровня воды в паровом коллекторе;
- сигнал разности уровней.
Вверх, обеспечивая перемещение тарелки питательного клапана на открытие и увеличивая подачу питательной воды в котел.
В системах питания главных котлов, подвергающихся частым и глубоким изменениям нагрузок, одноимпульсные регуляторы питания применять невозможно из-за неправильной их работы в переходных режимах . При увеличении отбора пара из котла на турбину давление в паровом коллекторе котла начинает падать, котловая вода становится перегретой относительно нового установившегося давления и, в первоначальный момент времени (до отработки регулятора давления пара), происходит бурное кипение воды, приводящее к набуханию уровня в паровом коллекторе. ОРП реагирует на временное набухание уровня прикрытием питательного клапана и уменьшает подачу питательной воды в котел. В результате, после отработки РДП и восстановления им заданного давления пара, уровень воды в котле проседает и может стать недопустимо низким, приведя к оголению труб поверхностей нагрева. При уменьшении отбора пара происходит обратная картина: до отработки давление пара в паровом коллекторе повышается, часть паровых пузырьков конденсируется и уровень в котле в первоначальный момент проседает. , реагируя на снижение уровня, приоткрывает питательный клапан, увеличивая подачу воды в котел. После восстановления заданного давления пара в котле, паровой коллектор оказывается перепитанным.


Рис 1.3. Работа одноимпульсного регулятора питания котла
В системах питания главных котлов целесообразно применять двухимпульсные регуляторы питания - ДРП, которые используют для коррекции своей работы в переходных режимах дополнительный импульс по изменению расхода пара, отбираемого из котла . В чувствительном элементе ДРП используются две мембраны, делящие полость регулятора на три объема. Сигнал по эталонному уровню в конденсационном сосуде КС поступает в полость под нижней мембраной, сигнал по фактическому уровню воды в паровом коллекторе ПК - в среднюю полость между мембранами, а сигнал по изменению расхода пара В ВПЕ - в полость над верхней мембраной. В стационарных режимах работы котла (без изменения расхода пара) ДРП работает как обычный одноимпульсный регулятор питания, т. е. в работе находится только нижняя мембрана, реагирующая на изменение уровня воды в паровом коллекторе котла. В переходных режимах работы доминирующим сигналом становится импульс по изменению расхода пара, который сдерживает воздействие нижней мембраны на сервопривод питательного клапана до окончания переходного процесса и стабилизации нового установившегося значения расхода пара.
Для того, чтобы питательный клапан имел линейную характеристику, при которой расход питательной воды через клапан пропорционален степени его открытия, на нем должен поддерживаться постоянный перепад давления.

Рис. 1.4 Схема двухимпульсного гидравлического регулятора питания котла

Линейность характеристики питательного клапана обеспечивает регулятор перепада давления (РПД). Сигнал по перепаду давления на питательном клапане - Ар сравнивается с заданным значением перепада. Рассогласование этих сигналов, усиленное струйным усилительным реле - УР, поступает на сервопривод регулирующего клапана подачи пара к турбоприводу питательного насоса - РКТПН. При снижении перепада давления на питательном клапане РПД приоткрывае........


Перечень источников

1. Горб С.И. Моделирование судовых энергетических установок и систем управления: Учебное пособие. -М.: Мортехинформреклама, 1993. - 68 с.
2. Беляев И.Г. Автоматизация судовых пароэнергетических установок: Учебник для ВУЗов. - М.: Транспорт, 1991. - 368 с.
3. Хряпченков А. С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы: Учебное пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1988. 296 с., ил.
4. Печененко В. И., Козьминых Г. В. Основы автоматики и комплексная автоматизация судовых пароэнергетических установок. Учебное пособие для вузов морск. транс. - М.: Транспорт, 1979. - 264 с.
5. Правила технической эксплуатации судовых технических средств. РД 31.21.30-83. - М .: В/О «Мортехинформреклама», 1984. - 388 с.
6. Поповский А.Ю. Синтез регуляторов линейных систем [Текст]: учебное пособие; под общ. Ред. С.И. Горба. - Одесса: ОНМА, 2006. - 51 с.
7. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод), том I, Л., 1973.
8. Енин В. Н. Судовые парогенераторы, М., Транспорт, 1978.
9. Хряпченков А. С. Судовые вспомогательные и утилизационные парогенераторы. Л., Судостроение, 1979.
10. Пушкин Н. И. Судовые парогенераторы, Л., Судостроение, 1977.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.