Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Расчётно-графическая работа
Автоматизация ИТП
по дисциплине: «Теплоэнергетика»
Ахмадиева Л.Р.
Казань - 2019
Описание ИТП (центральное теплоснабжение)
Тепловой пункт (ТП) - комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, преобразование, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по видам потребителей.
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.
Системы централизованного теплоснабжения, кроме разновидностей и особенностей источников тепловой энергии, различаются по виду теплоносителя, способу присоединения внутренних систем горячего водоснабжения (далее ГВС) и количеству труб для транспортировки теплоносителя.
Несмотря на ряд существенных недостатков открытые системы теплоснабжения функционируют в ряде городов России. Вместе с тем, в настоящее время при новом строительстве систем теплоснабжения практикуется отказ от открытой схемы, а при реконструкции - планомерный переход к централизованному приготовлению горячей воды в подогревателях тепловых пунктов.
Тепловые пункты являются конечным элементом системы централизованного теплоснабжения, где осуществляется связь между тепловыми сетями и потребителями тепловой энергии. Они подразделяются на индивидуальные (далее ИТП) для одного здания и центральные (далее ТП), обслуживающие группу зданий или несколько отдельных зон одного многофункционального сооружения.
В сложившейся с середины прошлого века структуре системы централизованного теплоснабжения подача тепловой энергии для потребителей жилищно-коммунального сектора осуществляется, как правило, через отдельно стоящие квартальные центральные тепловые пункты с размещением в каждом отдельном здании ИТП. В последние годы в ЦТП стал устанавливаться насосный узел смешения для автоматического управления системой отопления.
При этом ИТП иногда называется АУУ (автоматизированный узел управления). Однако, все возрастающие требования к качеству теплоснабжения определили новую техническую политику, которая предусматривает отказ от ЦТП и переход к присоединению абонентов к тепловой сети посредством размещаемых непосредственно в зданиях индивидуальных тепловых пунктов, в том числе, с приготовлением в них горячей воды для систем ГВС по закрытой схеме.
Описание функциональной схемы
автоматизация индивидуальный тепловой котельная
Внедрение оборудования и устройств, автоматизирующих производственные процессы, в полной мере коснулось теплоэнергетической отрасли и в частности тепловых пунктов.
Автоматизация ЦТП и ИТП - это установка на элементах теплосети устройств, позволяющих осуществлять сбор и хранение информации о состоянии оборудования, передавать данные в систему диспетчеризации, обеспечивать регулирование и управление технологическими параметрами работы теплопунктов в автоматическом режиме и решать другие задачи.
Проектирование тепловых пунктов и монтаж ИТП в наше время осуществляется, как правило, с учетом использования комплексов автоматизации. Однако автоматизация теплового узла может проводиться и в рамках модернизации действующего оборудования.
Автоматизация тепловых пунктов дает возможность:
· уменьшить и оптимизировать расход теплоносителя;
· снизить энергопотребление;
· поддержать высокую точность соблюдения технологических параметров;
· увеличить межсезонные циклы в 1,5-2 раза и срок службы оборудования в целом;
· уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций;
· включить теплоэнергетический объект в централизованную систему диспетчеризации.
Автоматизированный тепловой пункт:
1. Регулирует подачу теплоносителя в системы отопления в зависимости от температурных параметров внешней среды;
2. Ограничивает максимальный расход теплоносителя;
3. Поддерживает необходимый перепад давления в трубопроводах тепловой сети;
4. Поддерживает заданную температуру теплоносителя.
Использование автоматики в оборудовании теплового пункта приносит ощутимый положительный экономический эффект, одна необходимо её своевременное обслуживание. Он достигается за счет сокращения затрат на аварийно-ремонтные работы, увеличения срока службы оборудования, экономии тепловой и электрической энергии, уменьшения численности обслуживающего персонала.
Задание
1. Схема контроля, сигнализации и регистрации расхода, температуры и уровня воды
2. Диапазон измерения:
Выбор расходомера.
где G- расход, м3/с.
w-скорость потока, м/с.
3. Подбор средств автоматизации из справочных материалов:
1-1 ДКС - диафрагма камерная с угловым способом отбора перепада давления (условное давление 6; 100 кгс/см2).
1-2 ДСП-4Сг-М1-дифманометр показывающий сигнализирующий Класс точности 1;1,5
1-3 Вторичный прибор: РМТ 69 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических величин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока. Класс точности 1,5
2-1 ИС-210.1- измеритель-самописец температуры и влажности электронный трехканальный, регистрация и архивирование данных во внутреннюю память с последующим выводом данных на компьютер (Диапазон измерения температур -50…+180°С).Класс точности 3
3-1 ПИУП-11 -предназначен для контроля уровня жидкости или уровня раздела двух несмешивающихся жидкостей в системах автоматики технологических процессов с повышенными требованиями к пожаробезопасности Верхний предел измерений 3,4,6,8,10,12,16м. Класс точности 1,5.
4. Расчет среднеквадратичной погрешности контроля:
Где: - погрешность измерения прибора.
5. Определение абсолютной погрешности:
где: Nк -конечное значение шкалы;
Nн -начальное значение шкалы.
Для 1 контура:
Для 2 контура:
Для 3 контура:
Определение относительной погрешности:
где: Nот- значение отметки.
Для 1 контура на отметке 19400 кг/час:
Для 2 контура на отметке 72°С:
Для 3 контура отметке 5,8 м:
6. Схема автоматического регулирования расхода отвода воздуха из ресивера представлена на чертеже (Лист 1)
7. Подбор средств автоматизации:
Клапаны запорно-регулирующие односедельные гидроклапаны КЗР, предназначены при проектировании, реконструкции или ремонте действующих РТС, КТС, ЦТП, ИТП, вентиляционных систем, тепловых сетей и других смежных обьектов для автоматического регулирования тепловых процессов путем изменения пропускной способности клапана.
7) Выбираем тип регулятора, исходя из свойств объекта.
Время запаздывания ф=120 сек.
Постоянная времени T=540 сек.
Коэффициент усиления Kоб=1,1
Задаемся типовым переходным процессом. Выберем апериодически сходящийся процесс.
Далее рассчитываем тип регулятора.
Следовательно тип регулятора - непрерывный. Закон регулирования пропорционально-интегральный.
8. Расчёт параметров настройки регулятора:
1) Пропорциональный-интегральный (ПИ-регулятор):
(2.5)
2) Пропорционально-интегральный регулятор ПИД
Выбираю ПИД регулятор.
Заключение
В данной расчётно-графической работе составлена схема контроля, сигнализации и регистрации расхода, температуры и уровня воды. Для выполнения данной задачи подобраны из справочных материалов приборы, соответствующие параметрам исходных данных. Также для приборов определены абсолютные и относительные погрешности на заданных отметках. Для автоматического регулирования температуры насыщенного абсорбента составлена соответствующая схема, для которой подобраны приборы, выбран тип регулятора исходя из свойств объекта, а также рассчитаны параметры его настройки.
Для дистанционного управления приводом компрессора составлена принципиальная электрическая схема, а для защиты привода от превышения температуры газовой смеси предусмотрена дополнительная автоматическая защита.