Дипломдық жұмыста жылу электр станциясындағы барабанды
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Pdf көрінісі
|
| 8
9
10
11
12
Дипломдық жұмыста жылу электр станциясындағы барабанды қазандыққа арналған компьютерлік тренажер құрылды. Тренажердың негізгі міндеті – арнайы қызмет персоналының шынайы нысан бойынша білімдерін жоғарылату.
Тренажердың имитационды моделі VisSim бағдарламалау ортасында жасалды. Ал визуализациясы WinCC бағдарламалау ортасында құрастырылды. Осы екі бағдарламаның арасына байланыс орнатылып, нысанмен басқару жүргізілуде.
Қазандықтың негізгі контурлары бойынша авариялық жағдайлар қарастырылып, ескертпелі жұмыстар жасалды.
Жобаның экономикалық тиімділігі мен жасауға кеткен шығын есептелді. Жұмыс орнына арналған қолайлы жағдай ыңғайластырылды.
В данной дипломной работе был создан компьютерный тренажер для барабанного котла в тепловой электрической станции. Тренажер предназначен для повышения знании и для проведения исследования.
Имитационная модель тренажера была создана в программном обеспечении VisSim, визуализация на базе WinCC. Между программами была установлена связь и управление объектом.
По основным контурам котла были рассмотрены и предупреждены аварийные ситуации.
Был расчет экономической эффективности работы и расход на создание. В разделе безопасности жизнедеятельности были предусмотрены все удобства рабочего места.
13
КІРІСПЕ 10
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ 12 1.1
Барабанды қазандықтың сипаттамасы 12
1.2 Бақылау, реттеу және технологиялық параметрлердің сигнализациясын басқарудың қажеттігін дәлелдеу 14
1.3 Басқару нысанының сипаттамасы мен айнымалылар классификациясы 15
1.4 Жалпыланған автоматизация жүйесінің функционалды және құрылымдық сұлбаның сипаттамасы мен құрастырылуы 17
1.5 Басқару нысанының динамикалық қасиеттерінің сараптамасы 20 1.6
Реттеу құрылғысының параметрлерін таңдау 23
1.7 Автоматтандыру жүйесінің тұрақтылығының есептелуі 24
2 АРНАЙЫ БӨЛІМ 25 2.1 Жобаға қажетті бағдарлама таңдау 25 2.2
VisSim программасында модельдеу жайында мәлімет пен қолдану мақсаты 25 2.3
VisSim программасының графикалық интерфейсі 26
2.4 VisSim ортасында модель құрастыру ұстанымы 26 2.5
VisSim программасының функциялану шарттарының түсінігі 27
2.6 Жүйенің математикалық моделі мен беріліс функциясының түсінігі 27
2.7 WinCC программасының сипаттамасы мен қолданудағы маңызы 28 2.8
WinCC flexible жүйесінің орындалуы 29
2.9 WinCC flexible жүйеісінің жасалуы 29 2.10 Жұмысты орындау ортасындағы ұстаным 30 2.11 Автоматты түрде хаттамалардың жолдануы 30 2.12 Жобаны құруды қолдау 31 2.13 Жобада нысандардың қолданылуы 31 2.14 WinCC мен VisSim бағдарламаларын байланыстыру 33
3 ТЕХНИКА – ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМІ 39 3.1
Жұмыстың сипаттамасы 39
3.2 Жабдықты орнатуға кеткен шығын 40 3.3
Бағдарламалық өнім жасауға кеткен шығын. 41
3.4 Эксплуатациялық шығын 43
4 ӨМІРТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІК БӨЛІМІ 45 4.1
Өндірістік қауіпті және зиянды факторларды талдау 45
4.2 Өндірістік санитария 46 4.3
Жұмыс орын климаты 46
4.4 Өндірістік жарық 48
14
4.5 Электр қауіпсіздік 52 4.6
Өндірістік қауіпті және зиянды факторлапды талдау 55
ҚОРЫТЫНДЫ 57 ҚЫСҚАРТУЛАР 58 ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 59
15
Қазіргі күнгі энергетикалық саясаттың негізгі мақсаты – халық шаруашылығының төзімді энерго қамсыздандырылуы. Ол үшін соңғы жылдары байқалып жатқан электроэнергиялық өндірістегі құлдырауды болдырмау, электрстанция жұмысының тиімділігін көтеру керек. Осыған орай жылу энергетикасында қазандық агрегаттардың жұмысының сенімділігін арттыратын бірыңғай бағдарлама жүзеге асырылуда. ОРГРЭС мамандарының тексеруі бойынша көптеген технологиялық бұзылу, істен шығулар үрдістерді тоқтату мен жіберуге байланысты. Әдетте қазандықтардың авариялық жағдайға байланысты тоқтатылулары осы өтпелі режимдердегі беттердің қызу кезіндегі металдың бұзылу қаупі артуынан. Беттік қызу металдарын ауыстыруға қаражат жеткілікті бөлінбеуде. Қызметкерлердің уақытылы стандартты емес жағдайларды анықтап және сол жағдайларды ретке келтіретін дұрыс шешім қабылдауы, жіберу дағдыларына ие болуы, қазандықтарды тоқтату, штаттық жағдайда технологиялық үрдістермен оңтайлы басқаруы авария санының азаюы мен ЖЭС жұмысының тиімділігінің артуы осы құрылғыға қажетті ресурстарды үнемдеуге алып келеді. Қолданыстағы құрылғыларға жіберу және тоқтату режимдері мен уйрену және тексеру жүргізу мүмкін емес, ал авариялық жағдайға байланысты дағды алу мүлде мүмкін емес. Сол себепті қазіргі уақытта қызметкерлерді уйрету үшін әртүрлі подсистемадағы ЖЭС энергоблоктарының имитациялық модельдері мен энерго құрылғыларды түгелімен қарастыратын тренажерлар кең түрде қолданылады. Техникалық және экономикалық жағдайдың пайда болуы ЖЭС қызметкерлерін оқытатын және жаттығу жасау үшін, құрылғыны құрастыру үшін имитациялық модельдеуді енгізу компьютердік технологияның дамуына тікелей байланысты. Соңғы жылдары үлкен көлемді агрегаттар жұмыстары мен станция құрылғыларының ішкі жүйесі модельденетін көпфункционалды универсалды жүйелер жасалды. Тренажер режимі тек көптеген функциялардың бір жүйесі. Олардың іске асырылуы үшін қуатты есептеуіш құралдар – көпмашиналы кешен және күрделі бағдарламалық қамсыздандыру қолданылады. Мұндай әдіс тренажер бағасының артуына, квалификацияланған мамандардың санының артуына, тренажерлер мен бағдарламалық қамсыздандырудың бағасының артуына да алып келеді. Сол себепті көптеген аймақтар мұндай әдісті, яғни тренажерді қолданудан бас тартады. Соған қарамастан көптеген тренажердың бір аумаққа орналасуы жалпы үйрету мен құрылғыға жаттығу жасау мәселесін шешеді. Штаттық және штаттық емес жағдайда қызметкерлердің әрекеттерін толық түрде автоматтандыру мүмкін егер де пайдаланатын тренажер қолжетімді, арзан бағамен және оператордың жұмыс орны мен клмпьютерлік модельдеу құралының болуы, сәйкесінше реалды үрдісті имитациялайтын болуы керек. 16
Сол себепті бұл мәселе, яғни имитациялық модельдері жеке ЖЭС агрегаттары мен
территориялық энергожүйелердің құрылғыларына байланысқан арнайы тренажер дайындау негізгі болып отыр. Осы сияқты тренажерлар локалды артықшылыққа ие, жақсы техникалық және экономикалық сипаттамаларға ие. Ең алдымен мұндай тренажерларда агрегаттардың моделі болу керек, нысандағы ең маңызды технологиялық схема, қызмет көрсету жағынан ең сезімтал және ЖЭС аумағында ең көп. Бұл жұмыста негізгі агрегаттың бірі барабанды қазандық болып табылады. Жұмыстың мақсаты – арнайы оператор қызметкерлеріне тиесілі , штатты және авариялық жағдайда да сәйкесінше қолдана білетін, реалды уақытта жұмыс жасайтын тренажерға барабанды қазандықтың математикалық моделін құрастыру. Осы қойылған мақсатқа жету үшін келесі амалдар қарастырылды: -
қазіргі техникалық құралдардың анализдері мен жылу электр станциялардағы оператор қызметкерлерін оқыту амал – тәсілдерін зерттеу; -
сұлбасының синтезі; -
реалды уақытта жұмыс жасау шартына сәйкес модель құрастыру принциптерін таңдау; -
-
дифференциалды теңдеулерді шешу жолын таңдау және дәлелдеу; -
қазандықтың жеке құралдарына математикалық модель құрастыру; -
бу генераторы мен реалды нысанның сәйкестігін зерттеу.
17
ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ 1.1 Барабанды қазандықтың сипаттамасы Барабанды қазандық деген – ылғалды бу алуға арналған агрегаттар жиынтығы. Бұл комплекс өзара байланысқан және жағылған өнімнен алынған жылуды суға және буға тарататын көптеген жылу алмасу құрылғыларынан тұрады. Энергияның негізгі қорек көзі – отын. Қазандық қондырғыдағы жұмыс процесінің негізгі элементтері: 1)
2)
жану өнімі арасындағы жылу алмасу процесі; 3)
судың жылуынан пайда болатын бу түзілу процесі. Жұмыс кезінде қазанагрегаттарында 2 өзара байланысты ағын пайда болады: жұмыс күшінің ағыны мен пештегі жылутасушы ағыны. Нәтижесінде осы әрекеттесудің шығысында берілген температура мен қысымға сәйкес бу алынады. Қазандық құрылғыларына эксплуатация жасағанда ең негізгі есептердің бірі – қолданатын және өңделетін энергияның тең болуы. Қазандық агрегеаттарына эксплуатация жасағанда ең негізгі тапсырма болып жұмсалатын және өндірілетін энергия арасындағы теңдік табылады. Ол өз кезегінде қазандық агрегаттарындағы бу түзілу мен энергия берілу үрдістері жұмыс нысанының ағыныны мен жылу тасушыдағы заттың көлеміне байланысты. Жылу алу мәні отын жағу кезіндегі бөлінетін жылу берілудің, бу алынатын судың, жылулық энергиясына баланысты. Қазандықтағы жылу алмасу үрдісі жылудың беттік қабаты деп аталатын су – газ жібермейтін жылу өткізетін қабырға арқылы жүргізіледі. Жылудың беттік қабаты құбыр түрінде орындалады. Құбыр ішінде үздіксіз судың циркуляциясы болады, ал сыртқы қабатында олар ыстық жану газы немесе жылу энергиясын сәулеленумен қабылдайды. Ақырында қазандық агрегаттарда барлық жылу берілу түрлері бар: жылу берілу, конвекция және сәулелену. Соған байланысты жылудың беттік қабаты конвективті және радиационды болып бөлінеді. Жылу берілудің интенсивті коэффициенті жылу тасушы
температурасының айырмашылығы жоғары болған сайын, жылудың беттік қабатына қатысты оның орын ауыстыру жылдамдығы мен беттік қабаттың жиілігі жоғары болған сайын ол да өседі. Қазанды агрегаттарды будың түзілуі белгілі бір тізбектелікпен орындалады. Экранды құбырларда - ақ бу түзілу басталады. Бұл үрдіс аса жоғары температура мен қысымда өтеді. Себебі температура жоғарылаған сайын булану интенсивтілігі артады. Осы себептерге байланысты барабанды қазандықтар жылу электр станцияларында кең қолданысқа ие болды. Бу мен судың шекарасы белгіленіп қойылған барабанның болуы бұл қазандықтардың ең негізгі айырмашылығы. Қоректенуші су экономайзерден кейін 2 (егер ол болмаған жағдайда бірден
18
насостан) барабанға 3 беріледі, ол жерде қазандықтағы сумен араласады (1.1 сурет). Қазандықтың жоғарғы жағы бімен толтырылған және сол орын қазандықтың булы аймағы деп аталады, ал төменгі суға толған бөлігі сулы көлем деп аталады, осы екеуінің ортасында бөліп тұрушы орта булану айнасы деп аталады. Қоректенуші су мен қазандықтағы ρ тығыздықты су қоспасы жылытпайтын құбыр арқылы барабаннан түсіп төмендегі бөлуші коллекторга 5 келеді, буланатын беттерді қоректендіретін 6 (оттық экрандар). Осы құбыр арқылы көтерілетін су жағылған отыннан жылу алады, қанығу температурасына дейін қыздырылып, буға айналады. Жылыту құбырларынан алынған сулы бу қоспасы барабанға келеді және онда су мен буды бөлу болады. Су деңгейі барабанды сулы және булы аймаққа, булану айнасы арқылы, бөледі. Соңғысынан бу қазандықтың жоғрғы бөлігінде орналасқан құбыр арқылы бу қыздыруға 7 өтеді. Ал су болса сол куйінде экономайзерден келетін қоректендіру суымен араласып, тағы да төмен түсіретін құбырға бағытталады.
1.1 сурет – Бу қазандығының сұлбасы: 1 – РҚ; 2, 6, 7 – дифманометр; 3 – теңестіруші; 4 – бу шығарушы; 5 – өлшеуіш диафрагма; 8 – мән бергіш; 9 – МБ; 10 – БК электр жетек; 11 – күй индикаторы; 12 – конденсаттық бөшке
Қазандық жұмысы кезінде су деңгейі төменгі мен жоғарғы жағдай арасында ауытқып тұрады. Оның алғашқысын сенімді түрде судың төмен түсетін құбырға келетінінен алып қалыптастырады, ал екіншісін судың бу қыздыруына түсіп кету мүмкіндігінен қарастырады. Осы екі деңгейдегі су көлемі кей уақыт аралығында барабанды қазандыққа қоректендіру суын бермей жұмысын жалғатыруға мүмкіндік береді. Бу түзілетін құбырларда бір айналым кезінде келіп отыратын судың ¼ яғни 25% ғана буға айналады. Бұл жағдай жеткілікті түрде металды құбырлардың сууын және су буланғанда пайда болатын тұздың аз көлемде түзілуіне алып келеді.
19
Барабаннан, көп ретті жұмыс негізі – су қозғалатын түсіруші құбырлар және коллектор мен көтеруші құбырдан тұратын бұл тұйық жйені циркуляция контуры деп атайды, ал сондағы уздіксіз су айналымын циркуляция деп атайды. Түсіруші құбыр мен бу аралас су қоспасының көтерілу құбыры арасындағы судың айырмашылығына шартталған жұмыс ортасының қозғалысын табиғи циркуляция ал бу қазандықты табиғи циркуляциялы барабан деп атайды. Циркуляцияның қозғалушы ағыны деп аталатын циркуляция контурында пайда болатын қысымның Р құлауы контурдың биіктігі мен түсірілетін және бу мен су қоспасындағы көтеруші құбырдағы су тығыздығының ρ айырмашылығына тәуелді
(
) (1.1)
Бұл жұмыс денесінің құбыр арқылы қозғалысы кезіндегі кедергілерге қарсы тұрады. Әдетте оның көлемі табиғи циркуляциялы барабанда жоғары емес, контурда жоғары дәрежеде циркуляция тудырмайды. Су мен бу қоспасының жоғары емес жылдамдығында жік пайда болуы мүмкін, ал табиғи циркуляциялы қазандықтарда жылыту құбырлары көлденең орналасуы немесе аздап қисаюы мүмкін емес: құбырлардың орналасу артықшылығы – тік.
Бақылау, реттеу және технологиялық параметрлердің сигнализациясын басқарудың қажеттігін дәлелдеу Қазандық агрегаттарға қорек көзін беруді басқаруы мен барабанды қазандықтағы қысымды реттеу ең алдымен судың берілуі мен бу алу арасындағы материалдық баланс теңдеуіне келіп түйіседі. Балансты сипаттайтын параметр қазандықтың барабанындағы су деңгейі болып келеді. Қазандық агрегатының жұмысының сенімділігі деңгейді реттеу сапасымен анықталады. Қысымның көтерілуі, деңгейдің берілген мәндерінен төмендеп кетуі экранды құбырлардағы циркуляцияның бұзылуына алып келеді. Нәтижесінде жылыту
құбырларының қабырғаларындағы температура жоғарылауы мен күйіп кетуі болады. Деңгейдің көтерілуі сол сияқты тағы авариялық нәтижелер береді. Себебі бу қыздырғышқа судың көп көлемі берілуі мүмкін, ал ол өз кезегінде құрылғының істен шығып кетуіне алып келеді. Осыған байланысты берліген деңгейді қалыпты ұстап отыру үшін өте жоғары талаптар қойылады. Басқаруға қорек көзінің беріліп тұруы да судың берілу теңсіздігімен анықталады. Қазандыққа судың біркелкі берілуін қамтамасыз ету керек, себебі су берілуінің үнемі ауысып тұруы экономайзердағы маеталл бетінің температурасының қызуын тудырады. Табиғи циркуляциялы баранды қазандықтарға өтпелі үрдістерде байқалатын мәнді жинағыш қабілеті тән. Егер стационарлы режимде барабанды қазандықтағы су деңгейінің күйі материалды баланс теңдеуімен анықталса, ал өтпелі режимдерде деңгейі күйіне көптеген сыртқы әсер әсер етеді. Олардың ең 20
негізгілері, қоректеуші су шығынының өзгеруі, қоектенуші жүктің өзгерісі кезінде ауытқитын қазандықтың бу алуы, пештегі жану жүгінің өзгерісі кезінде бу өндірісінің ауытқуы, қоректенуші су температурасының өзгеруі. Су мен бу қатынасын басқару физикалық жағынан да, экономикалық ағынан да қажет. Барабанды құрылғыда өтетін ең маңызды үрдіс – отынның жану үрдісі. Отынның жану күйі - химиялық жағынан жанғыш элементтер мен оттегі молекулаларының тотығуы. Жану үшін отмосферадағы оттегі қолданылады. Ауа пешке газбен қатынасын ескере отырып, үрлеуші вентилятор арқылы беріледі. Газ бен ауа қатынасы шамамен 1 /10 . Пешке ауаның жетіспеушілігі оттықтың толық емес жануына алып келеді. Ал қалған жанбаған газ атмосфераға шығарылады. Бұл жағдайға экономикалық және экологиялық жағынан жол берілмейді. Жану камерасындағы газ толықтай жанғанымен, ауаның шығыны әсерінен пештің сууы болады. Осының себебінен ауаның қалдығынан адам ағзасы мен қоршаған ортаға өте зиянды екіқышқылды азот түзіледі. Қазандық пешіндегі сейілтудің автоматты басқару жүйесі пешті үрлеудің астында қалыпты ұстап тұру үшін арналған. Сейілтілу болмаған жағдайда жану факелының қысылуы болады. Нәтижесінде пештің төменгі жағы мен жанғыш заттардың қызуына алып келеді. Ысты газ бұл жағдайда цех бөлмелеріне өтеді де қызметкерлердің жұмыс істеуін тоқтатады. Қоректенуші суда шектік деңгейі белгіленген ерітілген тұз болады. Бу түзілген жағдайда бұл тұздар қазандықтың суында қалады және біртіндеп жинақталады кей тұздар шлам – қазандықтың суында кристализацияланатын қатты зат түзеді. Қазандықтағы судың концентрациясының шекті мәннен жоғарылауы олардың бу қыздырғышқа әкетілуіне мүмкінрдік береді. Сол себепті бұл жағдайды болдырмау үшін жиналға тұзды үнемі үздіксіз тазартып отырады. Ол жұмыс автоматты түрде емес қолша жүргізіледі. Бұл тазартудың мәні бу қыздырғышына берілген судың теңдігімен өлшенеді. Қазандықты тоқтататын параметрлер мен қорғау сигнализациясы физикалық түрде қажет. Себебі қазандықтың операторы барлық болып жатқан үрдістерді бір уақытта бақылауы мүмкін емес. Мұның әсерінен авариялық жағдай болуы мүмкін. Қорғаныстың сенімділігі қосу сұлбасы мен ондағы қолданылатын сенімді құралдардың санымен анықталады.
Басқару нысанының сипаттамасы мен айнымалылар классификациясы Бу генераторы жылу техникалық құрылғы болып табылады. Яғни ол жанған отынның жылуы арқылы белгілі бір параетрлер бойынша берілген судан бу түзілуі. Басқару нысаны болып кіріс және шығыс параметрлерімен сипатталатын судың буға айналатын үрдісі табылады.
21
Кіріс: Y 1 – қазандықтың су бойынша өнімділігі; Y 2 – су температурасы; Y 3 – барабандағы су деңгейі; Y 4 – газ магистраліндегі қысым; Y 5 – жануға арналған ауа шығыны; Y 6 – ауа температурасы; Y 7 – су қысымы; Y 8 – шығарылатын газ шығыны; Y 9 – барабандағы қысым. Шығыс: Х 1 – қазандықтың бу бойынша өнімділігі; Х 2 – шығыс газдың температурасы; Х 3 – факел температурасы; Х 4 – газ шығыны.
1.2 сурет – Қазандық құрылғысының негізгі жұмыс жасау сұлбасы
РЕ датчигі қазандық пешіндегі қысымды өлшейді. РЕ датчигінің шығыс мәні PR екіншілік аспабына беріледі. Бұл сигнал бастапқыда берілген Н мәнімен нөлдігін салыстыратын PIC регуляторына жолданады. Егер қандай да бір айырмашылық болып жатса PIC регуляторы регулятордың электронды блогында күшейтілетін және түрленетін сигнал өңделеді. Ары қарай сигнал SA1 кілтіне беріледі, оның жұмысы «автоматты – жартылай автоматты» режимге ауыстырып тұрады. SA1 кілтінен келген сигнал NS қуат күшейткішіне беріледі. Күшейтілген сигнал М1 орындаушы механизмге келеді, ол өз кезегінде бір корпуста орналасқан редуктор мен элетрқозғлқыштан тұрады. М1 орындаушы механизм газ клапанының күйін өзгертеді, яғни газ шығынының мәні де өзгереді. Бұл ретте бу генераторындағы бу қысымы бу генераторы берілген шекті мәннен ауытқымайынша өзгермейді. SB1 айырып – қосқышы М1 орындаушы механизмінің электр қозғалтқышын қолша режимге ауыстыруға арналған.
22
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|