Реферати

Курсова робота: Проектування автоматизації водогрейного казана

Захист прав споживачів. Уведення Захист прав споживачів при продажі товарів Права споживача у випадку придбання товару з недоліками Терміни пред'явлення споживачем вимог у відношенні недоліків товару. Заміна товару неналежної якості

Комп'ютерні мережі Інформаційних технологій. Кирово-Чепецкий Коледж Економіки і Права Спеціальність "Державне і муніципальне керування" КУРСОВА РОБОТА з дисципліни Виконав студент групи УД3:

Оптимізація структури стохастического графа c перемінною інтенсивністю виконання робіт. Запропонований метод рішення забезпечує одержання екстремального графа для випадку, коли кожна робота многопроектной розробки може виконуватися з перемінною інтенсивністю використання ресурсів.

Розробка методики програмного тестування цифрових пристроїв за допомогою програмного пакета Design Center. The abstract The diploma text contens: pages - pictures - additions - Key words: testing, model, synchronizing device, demultiplexer, register, counter, gate, D-flip, T-flip.

Статистика в металургії. ЗМІСТ ВВЕДЕННЯ 2 Суть і значення показників собівартості продукції 3 Характеристика продукції що випускається металургійним підприємством (конвертерне виробництво) 8

Міністерство за освітою і науки Російської Федерації

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Південно-Уральський державний університет

Філія в м. Усть-Катаве

Факультет Автоматизація технологічних процесів і виробництв

Кафедра ТП і ОМП

Пояснювальна записка до курсового проекту

по дисципліні: Автоматизація технологічних процесів і виробництв

на тему: Проектування автоматизації водогрейного казана

Анотація

Ахметшин Р. Р. Проєктірованіє автоматизації водогрейного казана КВ-МГ-10.

Усть-Котивши: ЮУрГУ, 2010, 45 з.

Бібліографія літератури - 10 найменувань. 3 листи креслень ф. А3, 1 лист креслення ф. А4.

Проведені характеристики об'єкта автоматизації, технологічного обладнання, вживаних в процесі матеріалів, потім описане обгрунтування вибору: регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів, контрольованих і сигнализируемих величин, коштів автоматизації.

У результаті був автоматизований водогрейний казан КВ-ГМ-10, для якого була розроблена система автоматичного контролю і регулювання температури прямої води, також описана робота електричних схем імпульсної сигналізації і захисти водогрейного казана. Проведені розрахунки автоматичних пристроїв.

теплообмінний автоматизація водогрейний казан

Зміст

Введення

1. Характеристика об'єкта автоматизації

1.1 Опис технологічного процесу

1.2 Характеристика технологічного обладнання

1.3 Характеристика вживаних в процесі матеріалів

2. Обгрунтування вибору регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів

3. Обгрунтування вибору контрольованих і сигнализируемих величин

4. Обгрунтування вибору коштів автоматизації

5. Специфікація на кошти автоматизації

5.1 Специфікація на прилади і кошти автоматизації

6. Система автоматичного контролю і регулювання температури прямої води

7. Опис принципової електричної схеми

7.1 Опис роботи принципової електричної схеми імпульсної сигналізації водогрейного казана

7.2 Опис роботи принципової електричної схеми захисту водогрейного казана

8. Розрахунки автоматичних пристроїв

8.1 Розрахунок звужуючого пристрою

8.2 Розрахунок регулюючого клапана

8.3 Розрахунок вимірювальної схеми потенціометра

Література і нормативно-технічна документація

ообменний автоматизація водогрейний казан

Введення

Сучасне промислове виробництво неможливо без автоматизації. Широта автоматизації управління різними процесами на тому або інакшому підприємстві або об'єкті багато в чому характеризує загальний рівень і культуру виробництва на даному підприємстві, або ж рівень і досконалість даного технічного об'єкта. Передові області промисловості і енергетики немислимі без широкої і повної автоматизації управління. Полегшуючи труд людини, підвищуючи культуру людського труда у всіх її видах, усуваючи відмінності між фізичним і розумовим трудом. Автоматизація в той же час в сотні разів підвищує продуктивність труда, дозволяє повніше задовольняти багатоманітні потреби людини. Автоматизація робить практично здійсненною цілий ряд таких виробництв і нових видів технологій, які без неї були б неможливі.

При автоматизації котельній автоматизуються всі основні і допоміжні технологічні процеси. Це веде до звільнення обслуговуючого персоналу від необхідності регулювати ці процеси вручну. Впровадження спеціальних автоматичних пристроїв сприяє безаварийной роботі обладнання, виключає випадки травматизму, попереджає забруднення атмосферного повітря. У останні роки все більша увага приділяється питанням комплексної автоматизації промислових котелень. І це не випадкове: в якій енергетиці спалюється понад 50% всього палива, що добувається в країні. Враховуючи, що автоматизація процесів горіння дає до 10% економії палива, стає ясним підвищений інтерес до комплексної автоматизації котелень.

1. Характеристика об'єкта автоматизації

1.1 Опис технологічного процесу

Водогрейний казан КВ-ГП-10 призначений для нагріву води, яка використовується для гарячого водопостачання і опалювання. Вода, що йде до споживача, називаетсяпрямой, а що повертає зворотно від споживача в казан - зворотної. Вода використовується хімічно обчищена, оскільки розчинні гази (кисень і вуглекислота), що містяться в природній воді руйнують метал котельного агрегату і трубопроводи. Також використання природної води приводить до відкладення накипу, який викликає перегрів металу в слідстві погіршення відведення тепла. Для заповнення неминучих втрат води, потрібно вода для підживлення зворотної води. Живляча вода застосовується хімічно обчищена. Нагрів води відбувається за рахунок тепла, що виділяється при спаленні палива. Вода в казан (поз.7 мал. 1.1.) поступає з температурою 750С і нагрівається до температури 1500С.

Горіння - це процес хімічної реакції з'єднань горючих елементів газу з киснем, підвищенню температури, що сприяло і що відбувається з виділенням тепла. Процес горіння газоподібного палива складається з утворення горючої суміші, нагріванні її до температури запалення і горіння.

До пальника казана підводяться газ і повітря. Повітря подається дутьевим вентилятором (поз.1, мал. 1.1) Горюча суміш, яка утвориться в пальнику, запалала і віддає тепло в топочную камеру. Внаслідок процесу горіння утворяться газоподібні продукти - димові гази. Їх отсасивает димосос, а потім викидає в атмосферу (поз. 3 мал. 1.1). Спалення здійснюється факельним способом. При спаленні газового палива необхідно забезпечити: хороше попереднє перемішування газу з повітрям, ведіння процесу з малими надлишками повітря, розділення потоку суміші на окремі струмені. Підігрівання газовоздушной суміші і хімічна реакція горіння протікають дуже швидко. Основним чинником тривалості горіння є час, затрачений на перемішування газу з повітрям в пальнику. Від швидкості і якості перемішування газу з необхідною кількістю повітря, залежить швидкість і повнота згоряння газу, довжина факела топки і температура полум'я. Для процесу горіння димососом створюється необхідне розрядження і забезпечується повне видалення продуктів згоряння. Якщо досягнути співвідношення витрати повітря відповідно до подачі палива, процес спалення буде здійснюватися з максимальною економічністю.

1.2 Характеристика технологічного обладнання

Водогрейний казан КВ-ГН-10 являє собою теплообмінний пристрій з примусовою циркуляцією води, обладнаним окремим димососом типу ДН12,5 У і вентилятором ВДН10У.

Теплопроїзводітельность 10 Гкал/ч.

Площа поверхні нагріву:

радіаційна 89 м2;

конвективна 141,9 м2.

Температура води:

на вході в казан 75 0С;

на виході з казана 150 0С.

Тиск води:

на вході 16 кгс/см2;

на виході 10 кгс/см2.

Тиск газу перед пальниками 2330 кгс/м2.

Ширина казана 3,84 м

Довжина 4,90 м

Висота 4,75 м.

Маса металевої частини 11,8 т.

Особливістю конструкції казана є наявність трьох ступінчастих екранів, які ділять топку на чотири отсека. Крім того, в топці розміщені бічні і потолочние екрани, останній переходить частичново фронтовий екран. Ширина отсеков 740 мм. Топка казана виконана у вигляді прямокутної шахти. Щільне екранування дозволило застосувати пічну натрубную обнуровку. Казани відрізняються сильно розвиненою поверхнею нагріву. Конвективна поверхня нагріву розміщена в газоходе і представляє змеевиковий економайзер, що складається з 16 секцій. Секції набирають таким чином, щоб змійовики розташовувалися паралельно фронту казана в шаховому порядку. Для спалення газу встановлені пальники з прямою щілиною, що закінчується розширенням. Пальники розміщені між вертикальними топочними екранами. Продукти горіння поступають з топки в конвективну газоход через отвір висотою 100 мм у верхній частині, під розділовою стінкою.

1.3 Характеристика вживаних в процесі матеріалів

Початкові продукти - вода, повітря, газ. Готовий продукт - гаряча вода.

Вода - рідина, що не має кольору і запаху. Хімічна формула - H2O. Вода, що поступає в казан, проходить хімічне очищення і деаерацію, і не повинна містити солі, гази. Основні показники води після очищення що поступає в казан: жорсткість не більше за 20 мкг. екв/кг, солесодержание 245 мг/кг, щелочность pH=7, зміст вуглекислоти недопустимий, зміст O2 до 30 мкг/кг, в'язкість μ=0,135 спз, густина ρ=1006,7 кг/м3.

Газ використовується природний. Газове паливо являє собою суміш горючих і негорючих газів (метан, етан, пропан, бутан, водень, окисел вуглеводу, азот, вуглекислий газ, кисень). Основним елементів газової суміші є метан. Це газ без кольору, майже без запаху, практично нерозчинний у воді, хімічно малоактивний. Хімічна формула CH4.

Жаропроїзводітельность газа2040 0С. Густина газу - в 2 рази легше за повітря. Теплота згоряння: QH=8500 ккал/м3, QВ=9500 ккал/м3. Межі запалення: нижній 5%, верхній 15%.

До складу повітря входять:

азот 78,8%;

кисень 20,95%;

інертні гази 0,94%;

вуглекислий газ 0,03%.

Готовим продуктом є вода з температурою 1500С, витратою 123,5 т/ч. Ця вода використовується для гарячого водопостачання і опалювання.

2. Обгрунтування вибору регульованих величин і каналів внесення регулюючих впливів

З багатьох параметрів що характеризують процес, необхідно вибрати ті, які підлягають регулюванню і зміною яких доцільно вносити регулюючий вплив. Для цього необхідні результати аналізу цільового призначення процесу. Виходячи з результатів, аналізу вибирають критерій управління, його задане значення і параметри, зміною яких найбільш доцільно на нього впливати. Останнє здійснюється на основі статичних і динамічних характеристик процесу, що дають уявлення про взаємозалежність параметрів.

Показником ефективності роботи водогрейного казана є температура прямої води. На неї діють наступні обурення:

- витрата води через казан;

- витрата палива;

- витрата повітря;

- розрядження;

- температура зворотної води.

Стабілізувати, т. е. усунути всі обурення не можна, т. до. витрата палива, витрата повітря і розрядження взаємопов'язані. Усунути можна тільки одне обурення - витрата води через казан. Витрата води стабілізується за допомогою підживлення зворотної води хімічно-обчищеною водою. Крім того, температура прямої води повинна змінюватися в залежності від температури зовнішнього повітря. Аналізуючи ці обурення, можна прийти до висновку, що економічно доцільним буде використання як регулюючий вплив зміна подачі палива. У котельні одночасно працюють 2 казани, тому доцільно використати каскадно-пов'язане регулювання з головним регулятором. Він сприймає зміну температури зовнішнього повітря і температури прямої води, т. е. в загальному колекторі. Впливає головний регулятор на регулятори палива всіх казанів. Крім того, на регулятор палива подається сигнал від датчика температури води за казаном і від датчика температури зворотної води. Таким чином, подача палива змінюється в залежності від температури зовнішнього повітря, температури в загальному колекторі, температури води за казаном і температури зворотної води. Повітря повинне подаватися в такій кількості, щоб забезпечити повне спалення палива. Якщо повітря недостатньо, то крім неповноти спалення, т. е. економічних втрат буде забруднення атмосфери. Якщо повітря буде надлишок, то буде унос тепла в трубу. Таким чином, необхідно регулювати співвідношення "паливо-повітря". Паливо може йти різної якості, і розрахунковий коефіцієнт співвідношення може виявитися не оптимальним. Для підвищення якості необхідно контролювати повноту спалення палива за змістом кисня в димових газах. Таким чином, регулятор повітря буде змінювати подачу повітря в залежності від витрати палива, витрати повітря, з корекцією за змістом кисня в димових газах. У даному проекті зміна витрати повітря скрутна, оскільки перетин воздуховода прямокутний. Тоді регулювання ведеться по непрямому параметру - тиску повітря.

Для процесу горіння в топці повинне бути створене розрядження, якщо воно буде недостатнім, то можливо згаснення полум'я. Якщо дуже велике, то відрив полум'я від пальника. Розрядження в проекті регулюється в залежності від витрати повітря, зміною продуктивності димососа.

Отже, в проекті використовуються наступні САР:

1. САР температури прямої води з корекцією по температурі зворотної води, температури зовнішнього повітря зміною витрати палива в залежності від температури в загальному колекторі;

2 САР тиск повітря з корекцією за змістом O2 в димових газах і по витраті палива, зміною подачі повітря;

3 САР розряджаючі в топці казана з корекцією по витраті повітря, зміною продуктивності димососа;

4 САР зворотних води, подачею живлячої води.

3. Обгрунтування вибору контрольованих і сигнализируемих величин

Контролю підлягають ті параметри, по значеннях яких здійснюється оперативне управління технологічним процесом, а також його пуск і зупинка. До таких параметрів відносяться всі режимні і вихідні параметри, а також вхідні параметри, при зміні яких в об'єкт будуть поступати обурення. Обов'язковому контролю підлягають параметри, значення яких регламентуються технологічною картою.

Контролю підлягають всі регульовані параметри:

- витрата зворотної води;

- температура зворотної води;

- температура прямої води;

- тиск повітря;

- концентрація кисня в димових газах;

- розрядження в топці казана;

- температура води в колекторі.

Крім регульованих параметрів контролю підлягають наступні:

- витрата газу;

- тиск води на вході і виході з казана;

- витрата води в колекторі і витрата прямої води;

- температура димових газів за казаном;

- тиск повітря після дутьевого вентилятора;

- тиск газу;

- розрядження перед димососом;

- вміст метану в приміщенні;

- наявність полум'я.

Контроль витрати газу і витрати води необхідний для розрахунку техніко-економічних показників.

Контроль тиску води необхідний для того, щоб визначити, чи є витрата води через казан. При зменшенні витрати тиск знижується. Контроль тиску повітря після дутьевого вентилятора необхідний для визначення роботи вентилятора. Пониження тиску повітря відбувається у разі відключення вентилятора або закриття його направляючого апарату при несправності регулятора повітря. При пониженні тиску повітря може статися відрив факела або його згаснення. Оскільки в момент відключення вентилятора повітря в топку не поступає, розрядження збільшується, відбувається відрив факела.

Пониження тиску газу нижче допустимого приводить до згаснення факела. Тому тиск палива необхідно контролювати.

При підвищених разряжениях в газоходе буде великий присос зовнішнього повітря через всякого роду негустині в обмуровке, це погіршить умови теплопередачі, знизиться продуктивність за рахунок підвищеної втрати з відходячий газами. Тому необхідний контроль розрядження перед димососом.

Метан в суміші з повітрям створюють вибухонебезпечну газовоздушную суміш, що вибухає від джерела відкритого вогню. Вона діє на людину удушающе і отравляюще, тому необхідно контролювати зміст метану CH4 в приміщенні.

При згасненні факела, топка казана і приміщення заповнюються газом, і може статися вибух.

Для запобігання цьому передбачений контроль по наявності полум'я в топці казана.

Сигналізації підлягають всі параметри, зміни яких можуть привести до аварії, нещасних випадків або серйозного порушення технологічного режиму. До них відносяться:

- підвищення температури води за казаном;

- пониження і підвищення тиску газу;

- пониження тиску води в зворотному трубопроводі;

- наявність полум'я;

- підвищення метану CH4 в приміщенні;

- пониження тиску повітря;

- підвищення розрядження димових газів;

- пониження витрати газу;

- підвищення кисня в димових газах.

Оперативний технологічний персонал при сповіщенні його пристроями сигналізації про небажані події повинен вжити відповідних заходів по їх ліквідації. Якщо ці заходи виявляться не ефективними і параметр, той, що характеризує стан ТОУ досягне аварійного значення, повинні спрацювати системи протиаварійного захисту, які автоматично по заданій програмі перерозподіляють матеріальні і енергетичні потоки, включають і відключають апарати об'єкта з метою запобігання вибуху, аварії, нещасному випадку, випуску великої кількості браку.

Казан підлягає захисту при відхиленні наступних параметрів:

- підвищення температури води за казаном;

- підвищення або пониження тиску води за казаном;

- пониження тиску повітря;

- підвищення або пониження тиску газу;

- зменшення розрядження в топці казана;

- підвищення тиску зворотної води;

- згаснення факела в топці казана.

Захист полягає в автоматичному припиненні подачі палива при відхиленні будь-якого з вищеперелічених параметрів.

4. Обгрунтування вибору коштів автоматизації

Засобу автоматизації повинні бути вибрані технічно грамотно і економічно обгрунтовано. Конкретний тип автоматичного пристрою вибирають з урахуванням особливостей об'єкта управління і прийнятої системи управління. При цьому перевага потрібно віддавати однотипним, централізованим і пристроям, що серійно випускаються. Це значно спростить постачання і експлуатації. У зв'язку з тим, що процес нагріву води не відноситься до числа пожаро- і вибухонебезпечних, автоматизація здійснюється на основі використання електричних коштів. Електричні прилади більш точні і відрізняються швидкодією в порівнянні з пневматичними. Джерела енергії у електричних коштів автоматизації більш прості і надежени. Також відсутні обмеження по відстані між підсилювачем і виконавчим механізмом. Електричні регулятори дозволяють легко підсумовувати різні імпульси. У проекті використані прилади системи "Контур-2 ", оскільки вони випускаються НЗТА спеціально для теплових процесів. Система побудована за блоково-модульним принципом. Зв'язок між блоками і модулями здійснюється за допомогою сигналів постійного струму, а точний сигнал легше перетворити, підсумовувати і можна використати багато разів. Для регулювання використовуються регулятори РС29. Вони володіють високою точністю і виконують наступні функції: масштабування сигналу від датчика, алгебраїчне підсумовування, введення сигналу завдання, формують і посилюють сигнал розшарування, світлову індикацію виходу. З регуляторами РС29 працюють електричні виконавчі механізми типу МЕО. Сигнал з регулятора на виконавчий механізм поступає через трехпозиционний підсилювач У293Ь з електромагнітним гальмом. Як датчики витрати і тиску використовуються вимірювальні перетворювачі типу "Сапфір-22" різних модифікацій, оскільки вони мають тоновий сигнал на вході, який можна передавати і на регулятор і на повторний прилад. Для живлення стабілізованим напруженням постійного струму 36В комплексу тензорезисторних вимірювальних перетворювачів теплоенергетических параметрів "Сапфір-22" використовується блок живлення типу 22БП-36, восьмиканальний, враховуючи що у датчиків 6. Як повторні прилади краще використати реєструючі прилади типу "Диск-250". Він працює з будь-якими датчиками і може вимірювати будь-які величини. Одночасно він може виконувати функції свідчення, реєстрації, сигналізації, регулювання і перетворення. Модифікації "Диск-250" вибираються в залежності від призначення і типу датчика з яким він працює.

Для регулювання температури прямої води зміною витрати газу в залежності від температури в загальному колекторі, як чутливий елемент використовується термопреобразователь опору платиновий типу ТСП-1088гр100П (поз. 1-1, 1-9). Використовується платиновий, а не мідний, тому що потрібна точність і вимірюється висока температура, оскільки температура прямої води є показником ефективності. Повторним приладом вибирається прилад типу ДЖК-250-1231 (поз.1-2, 1-10). Головним регулятором вибраний регулятор температури типу РС 292.22 (поз.1-3). Вибраний регулятор саме цієї модифікації, тому що він працює з ТСП градуювання 50 М, а також можна підключити датчики постійного струму. Сигнал з регулятора подається на регулятор палива, як регулятор палива вибирається РС 29.0.12 (поз.1-5). Для вимірювання температури зворотної води, температури навколишнього повітря, як датчик використовується ТСП типу ТСМ-1088 градуювання 50М (поз. 1-4, 1-11). Вимірюється невисока температура, не потрібно висока точність, тому вибирається мідний термопреобразователь опору. Як повторний прилад вибраний ДЖК 250-1231 (поз.1-12).

Як підсилювач вибирається підсилювач У29.3М (поз. 1-6). Як виконавчий механізм вибирається електричний однооборотний типу МЕО40/10-0,25 (поз.1-7). Як поворотно-регулююча заслонки вибирається ПРЗ-150, яка вибирається в залежності від тиску і діаметра трубопровода. Для регулювання тиску повітря в залежності від витрати палива і вмісту кисня в димових газах, як вимірювальний перетворювач тиску повітря використовується перетворювач типу Сапфір-22 ДИ-2120 (поз. 4-1). Повторний прилад, який працює в комплекті з перетворювачем тиску ДИСК-250-1221 (поз.4-2). Регулятором повітря вибраний регулятор типу РС 29.0.12 (поз.4-3). Вибраний регулятор даного типу, тому що він приймає до 3 уніфікованих сигналів постійного струму. Для вимірювання кисня в димових газах застосовується аналізатор кисня ТДК-3М (поз. 4-7, 4-8, 4-9). Підсилювачем в цій системі вибраний підсилювач типу У293М, виконавчий механізм - механізм електричний однооборотний МЕО 40/10-0,25 (поз. 4-5). Як поворотно-регулююча заслонки вибирається ПРЗ-150 (поз.4-6).

У системі автоматичного регулювання розрядження в топці казана відведенням димових газів як перетворювач розрядження застосовується перетворювач типу Сапфір-22ДВ -2220 (поз.6-1). Повторний прилад працюючий в комплекті з перетворювачем розрядження ДИСК-250-1221 (поз.6-2). Регулятором розрядження вибраний РС 29.0.12 (поз. 6-3). Підсилювачем - У29.3М (поз.6-4). Як виконавчий механізм вибраний електричний однооборотний типу МЕО 40/10-0,25, поворотно-регулююча заслонка вибирається типу ПРЗ-150. У системі автоматичного регулювання витрати зворотної води зміною подачі живлячої води, датчиком є камерна діафрагма типу ДКС 10-150 (поз.16-1). Використання камерної діафрагми забезпечує велику точність, оскільки вимірює усереднений тиск. Вимірювальним перетворювачем вибраний Сапфір-22 ДД-2441 (поз. 16-2). Для усунення квадратичної залежності перепаду тиску від витрати і перетворення в лінійну, після перетворювача стоїть блок видобування квадратного кореня БИК-1 (поз16-3). Як повторний прилад ДИСК-250-4321 з ПІ-регулятором (поз.16-4). Як підсилювач вибирається У24.10 (поз. 16-5). Виконавчий механізм електричний однооборотний вибирається типу МЕО 16/63-0,25-80 (поз.16-6). Як клапан - клапан регулюючий поворотний 6с-8-1 (поз. 16-7).

У системі автоматичного контролю і сигналізації витрати газу датчиком є камерна діафрагма типу ДКС 10-150 (поз. 17-1). Вимірювальний перетворювач типу Сапфір-22ДД -ВМ-2434 (поз.17-2) виконаний у вибухозахищеному виконанні. Він працює в комплекті з повторним приладом типу ДИСК 250-1221 (поз. 17-4). Для усунення квадратичної залежності перепаду тиску від витрати застосовується блок видобування квадратного кореня БИК-1 (поз. 17-3). У системі автоматичного контролю тиску зворотної води, тиску живлячої води, тиску повітря, тиску газу і сигналізації тиску зворотної води, тиску повітря, тиску газу, контроль і сигналізація здійснюється манометром, що показує що сигналізує типу ДМ 2010С (поз. 7, 11, 13), оскільки потрібен місцевий контроль з сигналізацією на щиті оператора, і манометром МПЗ-У (поз.9).

У системі автоматичного контролю і сигналізації розрядження перед димососом використовується вакуумметр, що показує той, що сигналізує типу ДВ2010Cr (поз.15). У системі автоматичного контролю витрати живлячої води і витрати води в колекторі датчиком служить камерна діафрагма типу ДКС10-150 (поз. 11-1, 19-1). Вимірювальний перетворювач вибирається типу Сапфір-22ДД -2441 (поз. 18-2, 19-2). Для усунення квадратичної залежності перепаду тиску від витрати застосовується блок видобування квадратного кореня БИК-1 (поз. 18-3, 19-3). Як повторний прилад вибирається ДЖК 250-1221 (поз. 18-4, 19-4). Датчиком в системі автоматичного контролю температури димових газів використовується термопреобразователь опору платиновий типу ТСП-1188-01 (поз. 21), прилад який працює з ТСП-милливольтметр типу Ш4540Н (поз. 2-2). Контроль і сигналізація концентрації метану в приміщенні котельні здійснюється за допомогою оптико-акустичного газоаналізатора типу ГИАМ-14 (поз. 20-1, 20-2), оскільки потрібен місцевий контроль з сигналізацією на щиті оператора. З газоаналізатором працює узкопрофильний микроамперметр М1730. Контроль і сигналізація наявності полум'я в топці здійснюється за допомогою приладу контролю полум'я типу Ф34.2 (поз. 21-2). Фотодатчик вибирається типу ФД4 (поз. 21-1).

Для систем захисту вибирається датчики-реле. Як датчик-реле тиск зворотної води, тиск живлячої води, тиск повітря, тиск газу - ДД-0,25 (РУПД) (поз. 8, 10, 12, 14).

Як датчик-реле розрядження в топці казана ДТ-40 (РУПД) (поз. 5).

Як датчик-реле температури живлячої води - 31-03 (поз.3).

Для отсечки палива в якості клапана-отсекателя вибирається клапан типу ПКН-150.

5. Специфікація на кошти автоматизації

5.1 Специфікація на прилади і кошти автоматизації

Позиція

Найменування і технічна

характеристика обладнання і матеріалів,

завод-виготівник

(ля імпортного обладнання -

країна, фірма)

Тип, марка обладнання позначення документа і № опитного листа

Одиниця вимірювання

Код

завода-изготови-теля

Код обладнання

Ціна обладнання

Кількість

Маса одиниці обладнання

наиме-нова-ние

код

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1-1,

1-9

Термопреобразователь опори платиновий,

гр 100П. Межі вимірювання - 200¸500 0С, L=200мм.

Захисна арматура ст. 08*13.

ПО "Електротермія". м. Луцьк

ТСП-1088

ТУ25-7363.032-89

шт

976

225647

4211419719

2

1-2,

1-10

Прилад реєструючий. Шкала

0-2000С, гр.100П. Uпит-220В. Вихідний сигнал 0-5мА. Клас точності 0,5. Кировоканский завод "Автоматика". м. Кировокан.

Диск-250-1231

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

2

1-3

Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом. Uпит-220В. Вихідний сигнал ±24В. d від 10 до 500%, час інтегрування від 5 до 500 сік., час демпфирования від 0 до 500 сік. МЗТА м. Москва

РС29.2.22

ТУ311-0225542.

078-91

шт

976

225542

4218413303

1

1-4,

1-11

Термопреобразователь опори мідний, гр. 50М, L=200 мм. Межі вимірювання -

- 500С +1200С. Захисна арматура ст. 12х18 Н10Т.

ПО "Електротермія". м. Луцьк

ТСМ-1088

ТУ25-7363.024-88

шт

976

225647

4211432002

2

1-5,

4-3,

6-3

Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом. Uпит-220В, Iвих=±24В, r=10-500%, час інтегрування від 5 до 500 сік., час демпфирования від 0 до 500 сік. МЗТА м. Москва

РС29.0.12

ТУ311-0225542.

078-91

шт

976

225542

4218418292

3

1-6,

4-4,

6-4

Підсилювач потужності трехпозиционний. Uпит=220В. МЗТА, м. Москва

У29.3М

ТУ311-9225542.

079-91

шт

976

225542

4218218108

3

1-7,

4-5,

6-5

Механізм виконавчий електричний однооборотний. Uпит=220В, номінальний момент, що крутить 40 Н. м, повний хід вихідного вала 0,25 обороту, номінальний час повного ходу вихідного вала 10 з.

Чебоксарское ПО "Промпрібор", м. Чебоксари

МЕ040/

10-0,25

ТУ25-7504.014-86

шт

976

225542

4218513420

3

1-8,

4-6,

6-6

Поворотно-регулююча заслонка Р=2,5МПа, робочий кут повороту 900, Матеріал - сталь 25П. Завод "Теплопрібор" м. Улан-Уде.

ПРЗ-150

шт

976

367815

23167545113

3

1-12

Прилад реєструючий. Шкала

0-1000С, гр.50П. Uпит=220В. Вихідний сигнал 0-5мА. Клас точності 0,5. Кировоканский завод "Автоматика". м. Кировокан.

Диск-250-1231

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

1

2-1

Термопреобразователь опору платиновий,

гр 50П. Межі вимірювання -

- 50¸+500 0С, L=200мм.

Захисна арматура ст. 08х12Н10Т.

ПО "Електротермія". м. Луцьк

ТСП-1088-01

ТУ25-7363.042-89

шт

976

225647

4211419562

1

2-2

Міллівольтметр для вимірювання температури, шкала 0...3000С, гр.50П, погрішність ±1,0%. Вихідний сигнал 0-5мА. Uпит=220В. м. Москва

Ш4540/1

шт

976

227618

423250614

1

3-1,

3-2

Датчика-реле температури типу 31-03. Межі установок 400...2000С, зона повернення 120С, погрішність +8%. "Промприбор", м. Орел

Типу 31-03

ТУ311-0227450.

095-93

шт

976

227450

4218712541

1

4-1

Перетворювач вимірювальний тиску. Межі вимірювання 0-1,6 кПа. Погрішність ±0,5%. Вихідний сигнал 0-5 мА. Uпит=220В. ПО "Теплоконтроль" м. Казань

"Сапфір-22ДИ "-2120 ТУ25-02.100431-85

шт

976

225626

421281

1

4-2

Прилад реєструючий. Шкала

0-10МПа, Uпит=220В. Вихідний сигнал 0-5мА. Клас точності 0,5. м. Челябинск

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

1

4-7,

4-8

Аналізатор кисня. Межі вимірювання 0-21%, погрішність 2%,. Uпит=220В, частота 50Гц. "НПФ Циркон" м. Москва

ТДК-3М

ТУ250.

5273-89

шт

976

226347

421511

1

4-9

Повторний прилад. Межі вимірювання 0-21%, погрішність 2%,. Uпит=220В, частота 50Гц. "НПФ Циркон" м. Москва

"Оксимес"

шт

976

226347

421511

1

5

Датчика-реле розрядження. Межі уставок 0,4-40кПа. Uпит=220В. Погрішність ±1%.

"Теплопрібор". м. Улан-Уде.

ДТ40

ТУ25-02.150.

217-83Е

шт

976

225610

4218721412

1

6-1

Перетворювач вимірювальний тиску. Межі вимірювання 0-10 кПа. Погрішність ±0,5%. Вихідний сигнал 0-5 мА. Uпит=220В. АТ "Манометр" м. Москва

"Сапфір-22ДВ "-2220 ТУ25-02.100431-85

шт

976

227508

4212814788

1

6-2

Прилад реєструючий. Шкала

0-10 МПа, гр.50П. Uпит=220В. Вхідний сигнал 0-5мА. Вихідний сигнал 0-5мА. Клас точності 0,5. Кировоканский завод "Автоматика". м. Челябінськ.

Диск-250-1211

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

1

7, 11,

13

Манометр що показуючий сигналізує. Межі вимірювання 0-1,6МПА, Uвих=220В, клас точності 1,5. Томский манометрический завод, м. Томск

ДП2010Cr

ТУ311-0225591.

006-90

шт

976

225591

4212148078

3

8,10,

12,14

Датчика-реле тиску. Межі уставок 0-25МПа, Uвих=220В, погрішність ±1%. "Теплопрібор". м. Улан-Уде.

ДД-0,25

ТУ025-02.160.

21785Е

шт

976

225610

4218721415

4

15

Вакуумметр що показуючий сигналізує. Межі вимірювання 0-0,1 МПа, Uвих=220В, клас точності 1,5. Томский манометрический завод, м. Томск

ДВ2010Cr

ТУ311-0225991.

006-90

шт

976

225591

4212148079

1

16-1,

18-1,

19-1

Камерна діафрагма. Матеріал сталь 12х18 Н10Т. Тиск 10МПа. Діаметр 150 мм.

ПО "Госфізпрібор".

м. Івано-Франківськ

ДКС 10-150

ТУ26969-86

шт

976

5782913

4212921201

3

16-2,

18-2,

19-2

Перетворювач вимірювальний різниці тиску. Межі вимірювання 0-1,6 кПа. Погрішність ±0,5%. Вихідний сигнал 0-5мА. ПО "Теплоконтроль". м. Казань

"Сапфір-22ДД "-2441

ТУ25-02.720122-81

шт

976

225626

421281

3

16-3,

17-3, 18-3,

19-3

Блок видобування квадратного кореня. Uвих=220В, вихідний сигнал 0-5 мА, погрішність 0,5%. "Промприбор" м. Івано-Франківськ

БИК-1

ТУ25-02.72122-81

шт

976

225652

4218210401

4

16-4

Прилад реєструючий. Межі вимірювання 0-160+14. Вихідний сигнал 0-5 мА, Uвих=220В, клас точності 0,5. Вхідний сигнал 0-5 мА. Пі-регулятор d=0,5-20%, т. і. 20-200 сік. м. Челябинск

Диск-250-4321

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

1

18-5

Підсилювач потужності теристорний. Потужність 15ВА. МЗТА. м. Москва

У24.10

шт

976

225342

4218218108

1

16-6

Механізм електричний однооборотний. Номінальний момент на вихідному валу 16Н. м. Повний хід вихідного вала 0,25 обороту, час повного ходу 63 з. ПО "Промпрібор" м. Чебоксари

МЕО16/63-025-80

ТУ25-7504.014-86

шт

976

5784910

4218513420

1

16-7

Клапан регулюючий (поворотний). Ру=6,4 МПа, Кu=150м3/ч, робочий кут повороту важеля 900. Котельний завод м. Барнаул.

6С-8-1

шт

976

1

17-1

Камерна діафрагма. Матеріал сталь 12х18 Н10Т. Тиск 10МПа. Діаметр 150 мм.

ПО "Госфізпрібор".

м. Івано-Франківськ

ДКС 10-150

ТУ26.969-86

шт

976

5782913

4212921201

3

17-2

Перетворювач вимірювальний різниці тиску. Межі вимірювання 0-25 кПа. Погрішність ±0,5%. Вихідний сигнал 0-5мА. Uвих=220В. ПО "Теплоконтроль". м. Казань

"Сапфір-22ДД "-ВМ-2434

ТУ25-02.100431-85

шт

976

225626

421281

1

17-4

Прилад реєструючий. Шкала 0-1600 м3/ч. Jвх=0-5мА, вихідний сигнал 0-5мА. Uвих=220В, клас точності 0,5. м. Челябинск

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

1

18-4,

19-4

Прилад реєструючий. Шкала 0-160 т/ч. Jвх=0-5мА, вихідний сигнал 0-5мА. Uвих=220В, клас точності 0,5. м. Челябинск

Диск-250-1221

ТУ25-0521.1104-85

шт

976

225961

4217455000

2

20-1,

20-2

Газоаналізатор оптико-акустичний. Вихідний сигнал 0-5 мА, Uвих=220В, погрішність ±5%. Смоленский завод коштів автоматики.

ГИАМ-14

ТУ25.7407.

0014-87

шт

976

5784952

4215140281

1

Мілліамперметр узкопрофильний, модифікації-До. Шкала 5ккА-5А, погрішність ±1,0%. Ленинградское ПО "Вібратор" м. Санкт-Петербург

М1730

ТУ25-04.2111-77

шт

976

5755099

4223160235

1

21-1

Фотодатчик низькочастотний, вхідний сигнал 6-12 Гц, вихідний сигнал 0...10В. Uвих=27В. МЗТА. м. Москва

ФД4

ТУ25-0.2.05.0215-82

шт

976

225542

4218920773

1

21-2

Прилад контролю полум'я і управління розжигом. Потужність 20ВА. МЗТА. м. Москва

ФЗ4.2

ТУ25-0205.0214-87

шт

976

225342

4218780192

1

22

Клапан отсекатель. Діаметр 150 мм.

ПКН-150

шт

976

1

Блок живлення. Восьмиканальное виконання. Uвих=220В. Потужність 26 ВА. ПО "Промпрібор"

м. Івано-Франківськ

22БП-36

ТУ25-0.2720159-81

шт

976

225652

4218210927

1

9

Манометр що показує. Межі вимірювання 0,1-6 МПа, клас точності 1,5. "Теплоконтроль". м. Казань

МПЗ-У

ТУ25-70020045-87

шт

976

225626

4212131870

1

6. Система автоматичного контролю і регулювання температури прямої води

Рис. 6.1. САР і САК температури прямої води

1-1 Термопреобразователь опору платиновий ТСП-1088 гр 100П;

1-2 Прилад реєструючий ДИСК-250-1231;

1-3 Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом РС 29.2.22;

1-4 Термопреобразователь опори мідний ТСМ-1088 гр 50Н;

1-5 Прилад регулюючий контактний з імпульсним виходом РС 29.0.12;

1-6 Підсилювач потужності трехпозиционний У29.3. П;

1-7 Механізм виконавчий електричний однооборотний МЕО-40/10-0,25;

1-8 Поворотно-регулююча заслонка ПР3-150;

1-9 Термопреобразователь опори платиновий ТСП-1088 гр 100П;

1-10 Прилад реєструючий ДИСК 250-1231;

1-11 Термопреобразователь опори мідний ТСМ-1088 гр. 50Н.

1-12 Прилад реєструючий ДИСК 250-1231.

Якщо температура води в колекторі збільшилася, збільшується опір термопреобразователя опору типу ТСП-1088 (поз. 1-1). Воно вимірюється повторним приладом типу ДИСК 250-1231 (поз. 1-2), з нього уніфікований сигнал постійного струму подається на головний регулятор РС 29.2.22 (поз. 1-3).

З головного регулятора сигнал йде на регулятор палива типу РС29.0.12 (поз. 1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-закону регулювання. Цей сигнал посилюється підсилювачем 129.3. М (поз. 1-6) і подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10-0,25, який повертає поворотно-регулюючу заслонку ПРЗ-150 і вона зменшує подачу палива.

Якщо збільшиться температура зовнішнього повітря, збільшиться опір термопреобразователя опору типу ТСМ-1088 (поз. 1-4). З нього сигнал йде на регулятор РС29.1.22 (поз. 1-3), а з нього сигнал йде на регулятор РС 29.0.12 (поз 1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-закону регулювання. Цей сигнал посилюється підсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10-0,25 (поз. 1-7), який зменшує подачу палива за допомогою поворотно-регулюючої заслонки типу ПРЗ-150 (поз. 1-8).

Якщо температура прямої води збільшилася, збільшується опір термопреобразователя опору типу ТСП-1088 (поз. 1-9). Воно вимірюється повторним приладом типу ДИСК-250-1231 (поз. 1-10) і з нього уніфікований сигнал постійного струму подається на регулятор РС29.0.12 (поз. 1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-закону регулювання. Цей сигнал посилюється підсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10-0,25, який зменшує подачу палива, змінюючи положення поворотно-регулюючої заслонки ПРЗ-150 (поз. 1-8).

Якщо температура зворотної води збільшилася, збільшується опір термопреобразователя опору типу ТСМ-1088 (поз. 1-11). Воно вимірюється повторним приладом типу ДИСК 250-1231 (поз. 1-12) і з нього струмовий сигнал подається на регулятор РС29.0.12 (поз.1-5). У ньому формується керуючий сигнал відповідно до ПІ-закону регулювання. Цей сигнал посилюється підсилювачем У29.3М (поз. 1-6) і подається на виконавчий механізм типу МЕ0-40/10-0,25 (поз. 1-7), який зменшує подачу палива, змінюючи положення поворотно-регулюючої заслонки ПРЗ-150 (поз. 1-8). Температура живлячої води сигналізується.

7. Опис принципової електричної схеми

7.1 Опис роботи принципової електричної схеми імпульсної сигналізації водогрейного казана

Правильно побудовані схеми забезпечують чітку сигналізацію, сприяють запобіганню аваріям і нещасним випадкам. Схема сигналізації повинна забезпечувати одночасну подачу світлового і звукового сигналів, знімання звукового сигналу, повторність спрацювання виконавчого пристрою звукової сигналізації після його відключення натисненням кнопкового вимикача; перевірку виконавчого пристрою сигнализаторов від одного кнопкового вимикача.

У проекті сигналізація здійснюється за допомогою схеми імпульсної сигналізації. Нехай, наприклад, температура прямої води стала вище допустимого значення, замикається контакт Р1, загоряється лампа ML1 і починається заряджатися конденсатор C1. Імпульс струму зарядки примушує короткочасно спрацювати реле K2; контакт К2 (рядок 4) включає реле К1. Контакт К1 (рядок 3) ставить реле К1 на самоблокировку, а контакт К1 (рядок 2) включить дзвінок НА. Після імпульсу струму реле К2 знеструмиться і буде готово прийняти сигнал від інших датчиків. Для відключення дзвінка необхідно натиснути кнопковий вимикач SB2, реле К1 знеструмитися і контакти К1 (рядки 3 і 2) розімкнутися. Перший контакт запобіжить включенню реле К1 після опускання вимикача SNB2, а другий вимкне дзвінок. Для перевірки справності дзвінка і ламп натискають кнопковий вимикач SB1. Резистор Р1 дозволяє конденсатору C1 розрядитися при розмиканні контакту Р1 з тим, щоб ланцюг був готовий знову спрацювати при повторному замиканні контакту Р1. Діод UD1 запобігає включенню всіх інших ламп, крім лампи HL1, якщо замкнеться тільки контакт Р1. Діод VD2 служить для випрямляння струму. Лампа HL11 сигналізує про наявність напруження живлення в схемі.

7.2 Опісанієработипрінципіальнойелектрічеськоїсхемизащитиводогрейногокотла

Автоматика безпеки призначена для контролю за основними параметрами казана і відключення його при відхиленні цих параметрів за межі допустимих значень. Дія захисту зводиться до отсечке газу, що подається в топку казана, цим самим запобігається можливий розвиток аварії.

Нехай температура прямої води стала вище заданого, контакт Р11 (рядок 36) замикається, під напруженням обмотка реле К3 (рядок 36), воно спрацьовує. Замикається його контакт К3 (рядок 44), під напруженням обмотка реле захисту К11 (рядок 48), воно спрацьовує. Контакт К11 (рядок 54) розмикається, обмотка клапана отсекателя К12 (рядок 54) знеструмлюється. Його затвор під дією власної ваги і поворотної пружини падає, припиняючи подачу газу. Кнопка SB3 необхідна для здійснення отсечки газу вручну, незалежно від зміни параметра. Для зупинки казана натискають кнопку SB3, реле захисту К11 під напруженням, його контакт К11 (рядок 54) розмикається, обмотка реле клапана-отсекателя К12 знеструмлюється, клапан закривається, припиняючи подачу. Якщо необхідно здійснити пуск казана незалежно від зміни параметра, натискають кнопку SB4, обмотка реле К12 під напруженням, сердечник втягується, відкриваючи клапан.

8. Розрахунки автоматичних пристроїв

8.1 Розрахунок звужуючого пристрою

При виборі типу звужуючого пристрою звичайно керуються правилами:

- втрати тиску (енергетичні втрати) в звужуючих пристроях збільшується в певній послідовності: труба Вентурі, коротке сопло Вентурі, сопло-діафрагма;

- при інших режимних умовах і однакових значеннях mи Ар сопла дозволяють вимірювати великі витрати потоків і забезпечують більш високу точність вимірювання в порівнянні з діафрагмами, особливо при малих значеннях т;

- в процесі експлуатації діафрагми закріпляються в більшій мірі, ніж сопла і змінюють коефіцієнти витрати, а, отже, площі поперечного перетину вимірювального трубопровода у диска і міра притуплення гостроти кромки;

При виконання розрахунків стандартних звужуючих пристроїв, пов'язаних зміною витрати потоків, вирішують чотири задачі.

1. Визначення діаметра d20 отвір діафрагми, сопла, сопла Вентурі, якщо відомі витрати потоку, його фізико-хімічні параметри і розміри циліндричної дільниці трубопровода. У цьому випадку засноване рівняння витрати потоку містить три невідомих а, ε, d20. Можливий шлях послідовних наближень, при якому довільне значення задається d, відповідним якому небудь стандартному значенню т, визначають в першій наближенні а, полена орієнтувальне значення ε по відношенню Δр/р. Виходячи з першого наближення а, знаходимо коефіцієнт mи по таблиці коефіцієнтів витрати, наприклад, для діафрагми з кутовим відбором перепаду тиску, визначають відповідне значення dyпри певному числі Рейнольдса звичайно при (Re=1000000) після постановки dyв управління витрати знаходять, а у другому наближенні. Розрахунок продовжують доти, поки d20 не буде відрізнятися більш ніж на 0,1%.

2. 0пределение діаметра d20 отвір звужуючого пристрою при вільному виборі граничного перепаду тиск Δ рпр. Вибирає так, щоб відносна площа пристрою mбила невелика. При середніх швидкостях потоків вимірювальних трубопроводах 10-25м/із значення mдолжни відповідати перепадом тиску, лежачому в межах 0,016-0,063 МПа.

Застосування звужуючого пристрою з відносним m0,35 зв'язком наступними перевагами меншає середня квадратическая відносна погрішність при більшій області вимірювання витрат потоку, що вимірюються і вплив шорсткості вимірювальних трубопроводів до 300 мм; скорочується довжина прямих вимірювальних установок трубопровода.

3. Визначення перепаду тиску Δ р, що створюється діафрагмою, соплом, соплом Вентурі або трубою при певній витраті потоку для вибору необхідного манометра

4. Визначення витрати потоку по перепаду тиску на звужуючому пристрої визначуваного типу, що вимірюється при відомих конструктивних параметрах звужуючого пристрою вимірювального трубопровода з урахуванням фізико-хімічних свідчень потоку.

Початкові дані:

речовина - вода

абсолютний тиск Р=3,5 кгс/см2

внутрішній діаметр труби Дтр=50 мм

максимальна об'ємна витрата Q0max=20м3/ч

мінімальна об'ємна витрата Q0min=10м3/ч

допустима норма тиску Рn=1 кгс/см2

пряма дільниця труби, що є перед діафрагмою

Температура t=100С Розрахунок:

З таблиці визначаються необхідні для розрахунку густина і динамічна в'язкість ρ=999,7 кг/м3, μ=1,3077.

Вибирається звужуючий пристрій - діафрагма.

Вибирається тип дифманометра - мембранний.

Визначається

максимальна масова витрата.

=20 · 999,7=19994 кг/ч

З стандартного ряду чисел по максимальній витраті вибирається число більше заданого на 20-25% і приймається за максимальну витрату при розрахунку

=25000 кг/ч

По одній з формул обчислюється число Рейнольдса, відповідне максимальній витраті

З графіка визначається для яких модулів діафрагми виконується умова Remin > Reгр.

З графіка видно, що умова Remin > Reгр виконується при m < 0,31.

Визначається число mα для трьох сусідніх Δ РHвзятих з стандартного ряду чисел по одній з формул.,

де - кг/ч

Дтр - мм, Δ РН- кгс/см2, ρ - кг/м2.

Таблиця 1

Δ РН, кгс/м2

6300

10000

16000

0,344

0,253

0,200014

α

0,76

0,672

0,653

m

0,48

0,375

0,31

l1/Дтр

31

21

22,5

PH/ΔР

48,5

60

66,5

Pn, кгс/м2

3055,5

6000

10640

Для обчислення значень mα по графіку визначаються величини mи α і заносяться в таблицю.

По значеннях mиз графіка втрата тиску від установки діафрагми і заносяться в таблицю. З розрахункової таблиці видно, що найбільш доцільним є період тиску на дифнамометре Δ РН=6300 кгс/м2, т. до. при цьому пряма дільниця трубопровода, що розташовується більше необхідного, втрата тиску менше допустимою і модуль близький до оптимального.

Обчислюється діаметр отвору діафрагми:

Проводиться перевірка розрахунку по формулі:

Відносна погрішність при вимірюванні витрати буде

Розрахунок виконаний вірно, т. до. δ=2,6% і це не перевищує допустимі 5%.

8.2 Розрахунок регулюючого клапана

Виконавчий механізм повинен відповідати вимогам, виявленим при аналізі ухваленого закону регулювання або управління системи, а також вимогам, що визначають спільну роботу з вибраним регулюючим органом, т. е. повинен задовольняти вимогам заданих динамічних і статичних характеристик виконавчого пристрою. Вибір виконавчого механізму проводиться на стадії проектування системи регулювання відповідно до конкретних умов його роботи. При цьому виконавчий механізм повинен:

1) забезпечувати необхідну швидкість регулювання, визначувану динамікою системи;

2) забезпечувати лінійну ходову характеристику (статичну), т. е. постійність коефіцієнта передачі по потужності у всьому діапазоні зміни регульованої величини, при цьому НИМ не буде спотворювати вибраного закону регулювання;

3) зберігати рівність між переміщенням вихідного елемента і робочим ходом затвора регулюючого органу. Якщо ця рівність не виконується, необхідно підібрати механічний зв'язок між виконавчим механізмом і регулюючим органом. При цьому коефіцієнт передачі зв'язку повинен бути врахований (як і всякої ланки, вхідної в систему автоматичного регулювання).

При виборі виконавчих механізмів, крім вимог, що пред'являються системою регулювання, необхідно враховувати наступне:

1) бажано, щоб види енергії, що створює перестановочное зусилля, і енергії командного сигналу від регулюючого блоку системи були ідентичні; в іншому випадку потрібно передбачити наявність відповідних перетворювачів;

2) ЇМ повинні застосовуватися з урахуванням навколишніх умов і мати відповідне виконання (запалі-, бризго, - вибухозахищене);

3) ЇМ повинні відповідати вимогам по енергетичних, експлуатаційних і економічних показниках, а також вимогам надійності, що пред'являються в залежності від міри відповідальності регульованої величини;

4) найменше важливим чинником при виборі виконавчого механізму є його маса і габаритні розміри, однак в окремих випадках ці показники також потрібно враховувати, якщо цього вимагає специфіка його застосування.

Мета розрахунку: визначення умовної здатності, що пропускається; визначення діаметра умовного проходу Ду; вибір конкретного клапана.

Початкові дані:

речовина - вода

температура - 100С

внутрішній діаметр труби Дтр=50 мм

максимальна об'ємна витрата Q0max=20м3/ч

мінімальна об'ємна витрата Q0min=10м3/ч

тиск на початку дільниці труби, на якому стоїть регулюючий клапан PH=3,5кгс/см2

тиск в кінці дільниці труби РК=2 кгс/см2

довжина труби L=20 м

Z=0, два вентилі, трубопровід прямий горизонтальний.

Розрахунок:

Знаходяться бракуючі для розрахунку дані: густина і динамічна в'язкість: ρ=999,7 кг/м3; μ=1,3077 сПз. Складається схема трубопровода, на якому стоїть регулюючий клапан

Ріс.1

Визначається число Рейнольдса для максимальної і мінімальної витрат

Визначається коефіцієнт тертя для максимальної і мінімальної витрат.

Визначаються середні швидкості потоку для максимальної і мінімальної витрат.

Визначаються втрати на тертя при максимальній і мінімальній витратах:

Визначаються втрати на місцеві опори, для цього знаходяться коефіцієнти опору

ξ вх - коефіцієнт опору входу в трубу 0,5

ξ вих - коефіцієнт опору виходу 1

ξ вент - коефіцієнт опору вентиля 5

Визначаються сумарні втрати на тертя і місцеві опори

Визначається перепад тиску на регулюючий орган при maxи minрасходах:

Визначається maxи minпропускная здатність регулюючого органу з урахуванням коефіцієнта запасу

Вибираються стандартні значення Ду і.

Ду=50 мм =63 м3/ч

Обчислюється число Remaxдля Ду..

По числу Remaxнаходится поправка на в'язкість Ψ.

Ψ=1.

Визначається пропускна спроможність з урахуванням впливу в'язкості.

Визначається відносне положення затвора регулюючого органу при maxи minрасходах.

Клапан вибраний вірно, оскільки nmax < 0,9; nmin > 0,1.

Вибирається конкретний тип клапана, враховуючи, що робоча речовина (вода) - рідина не агресивна, t=100C, вибираємо клапан типу 25ч32ННС.

8.3 Розрахунок вимірювальної схеми потенціометра

Мета розрахунку: визначення опору вимірювальної схеми

Початкові дані

Межі вимірювання від 0 до 7.

Градуювання ХК, Rреохорда (300 Ом), температура вільних кінців t=1000С.

Розрахунок

З [2,36-38] вибираються бракуючі для розрахунку дані.

По заданих значеннях температури tн, tк, t0, знаходять термоЕДС ЕН=0 мВ, ЕК=29,028 мВ при 100 0С У (tt0')=4,095 мВ.

Задаються типовими значеннями деяких параметрів схеми.

Для підвищення чутливості I1 =3 мА, I2 =2 мА, Rт =750 Ом, rн = 1 Ом.

Еквівалентне Rреохорда з шунтом вибирається з діапазону 90, 100, 300 Ом. Rе=100 Ом.

З [1,129-130] Єс=1018,6 знаходиться ЕДС нормального елемента. І температурний коефіцієнт електричного опору для міді L=4,26·103 1/з.

Знаходиться Rсравнительного резистора.

Знаходиться R шунта. Знаходиться приведене Rвсей ланцюга реохорда, що складається з паралельного з'єднання реохорда, шунта і Rн.

Знаходиться Rрезистора що визначає кінець шкали

Знаходиться Rмедного резистора, вхідного в поправку на температуру вільних кінців

Знаходиться Rрезистора, що визначає початок шкали

Знаходиться R баластного резистора.

ГниГк

150

750

9,6

509,3

1

6,4

300

10,71

329,65

Таблиця - Трубний і кабельний журнали

№ труби

напрям по позиції

рас-стоя-ние,

м

довжина, м

матеріал і

розмір труби

умовний тиск, МПа

характеристика минаючої середи

примітка

звідки

куди

1

2

3

4

5

6

7

8

9

01

к4-1

1

1

Труба

стальна бесшовная

холодно-деформи-рованная 14х2

ГОСТ

8734-75

сталь 20

до 10

Повітря, Р=1,35кПа

Тиск

02

Димові гази,

Р=6,3 кПа, Т=230 0С

Розрядження

03

16-1

16-2

1

1

Вода, Р=1,02 Па, Т=75 0С

Витрата

04

16-1

16-2

1

1

05

18-1

18-2

1

1

Вода, Р=1,08 Па, Т=150 0С

Витрата

06

18-1

18-2

1

1

07

19-1

19-2

1

1

Вода, Р=1,08 Па, Т=150 0С

Витрата

08

19-1

19-2

1

1

09

17-1

17-2

1

1

Газ, З=20 кПа

Витрата

010

17-1

17-2

1

1

№ кабеля (проводи)

напрям по позиції

рас-стоя-ние,

м

довжина, м

Марка кабеля

(проводи), перетин

Прокладки з характеристикою захисних пристроїв

примітка

звідки

куди

1

2

3

4

5

6

7

8

1

4-7

4-8

1

1

КВВГ 4х10 мм2

відкритий спосіб в лотках

кисень

2

1-1

1-2

60

60

КВВГ 5х1,5 мм2

температура

3

1-9

1-10

50

50

КВВГ 5х1,5 мм2

температура

4

1-11

1-12

50

50

КВВГ 5х1,5 мм2

температура

5

2-1

2-2

55

55

КВВГ 4х1,5 мм2

температур

6

4-1

4-2

55

55

КВВГ 4х10 мм2

тиск

7

6-1

6-2

50

50

КВВГ 4х10 мм2

розрядження

8

7

HL4

50

50

СБВГ 3х1,0 мм2

тиск

9

11

HL5

55

55

СБВГ 3х1,0 мм2

тиск

10

13

HL6 і HL7

50

50

СБВГ 3х1,0 мм2

тиск

11

15

HL8

50

50

СБВГ 3х1,0 мм2

розрядження

Кабельний журнал

1

2

3

4

5

6

7

6

12

16-2

16-4

50

50

КВВГ 4х10 мм2

відкритий спосіб в лотках

витрата

13

18-2

18-4

60

60

КВВГ 4х10 мм2

витрата

14

19-2

19-4

50

50

КВВГ 4х10 мм2

витрата

15

17-2

17-4

50

50

КВВГ 4х10 мм2

витрата

16

4-8

4-9

35

35

КВВГ 4х10 мм2

кисень

17

20-1

HL9

35

35

КВВГ 4х10 мм2

метан

18

21-1

21-2

50

50

КВВГ 4х10 мм2

наявність полум'я

19

1-7

1-5

50

50

КВВГ 10х10 мм2

20

4-5

4-3

55

55

КВВГ 10х10 мм2

21

6-5

6-3

50

50

КВВГ 10х10 мм2

22

16-6

16-4

50

50

КВВГ 10х10 мм2

23

5

в схему захисту

55

55

СБВГ 3х1,0 мм2

тиск

24

8

50

50

СБВГ 3х1,0 мм2

розрядження

25

10

50

50

СБВГ 3х1,0 мм2

тиск

Література і нормативно-технічна документація

1. Адабашьян А. И. Монтаж контрольно-вимірювальних приладів і апаратури автоматичного регулювання. М.: Стройіздат. 1969. 358 з.

2. Герасимов С. Г. Автоматічеськоє регулювання котельних установок. М.: Госенергоиздат, 1950, 424 з.

3. Голуб'ятників В. А., Шувалов В. В. Автоматізация виробничих процесів і АСУП в хімічній промисловості. М. Химія, 1978. 376 з.

4. Ицкович А. М. Котельние установки. М.: Нашиц, 1958, 226 з.

5. Казьмин П. М. Монтаж, наладка і експлуатація автоматичних пристроїв хімічних виробництв. М.: Хімія, 1979, 296 з.

6. Ктоев А. С. Проєктірованіє систем автоматизації технологічних процесів. Довідкова допомога. М.: Енергоиздат, 1990, 464 з.

7. Купалов М. В. Технічеськиє вимірювання і прилади для хімічних виробництв. М.: Машинобудування, 1966.

8. Лохматов В. М. Автоматізация промислових котелень. Л.: Енергія, 1970, 208 з.

9. Монтаж коштів вимірювань і автоматизації. Під ред. Ктоєва А. С. М.: Енергоиздат, 1988, 488 з.

10. Мурин Т. А. Теплотехнічеськиє вимірювання. М.: Енергія, 1979. 423 з.