Дипломная работа: Разработка системы автоматизированного управления технологических элементов теплогенерирующей установки

Содержание

Введение………………………………………………………………..
1 Описание теплогенераторов как источников тепловой
энергии........................................................................................................
1.1 Технологические характеристики Теплогенерирующей
установки.......................................................…….………………………
1.2 Существующие схемы Теплогенерирующей установки …….
1.3 Структура технологических процессов...... …………………..
2 Анализ существующих схем водоподготовки, как
технологического элемента Теплогенерирующей установки .………..
2.1 Промышленные схемы и технологические характеристики
установок водоподготовки ……………………………………………...
2.2 Характеристика водоподготовки как объекта управления .....
2.3 Постановка задачи автоматизации водоподготовки …..…......
3 Разработка автоматизированной системы технологическими
процессами водоподготовки…..………………………………………...
3.1 Разработка схемы автоматизации................................................
3.2 Формирование структуры функциональных задач системы
диспетчерского контроля …………………………………….................
3.3 Выбор средств автоматизации системы диспетчерского
контроля................. ………………………………………………………
3.4 Разработка ПО систем диспетчерского контроля ….....….......
3.5 Визуализация программы в среде ProTool Pro............................
4 Безопасность жизнедеятельности……...…………………………….
4.1 Анализ условий труда сотрудников...................… …………….
4.2 Расчет естественного освещения. ..……......................................
4.3 Расчет искусственного освещения…………………………........
4.4 Расчеты выбросов загрязняющих веществ в атмосферу...........
4.5 Вывод по разделу «Безопасность жизнедеятельности».............
5 Технико-экономическое обоснование….......………………………
5.1 Описание работы и обоснование необходимости системы
автоматизации управления технологических элементов
теплогенерирующей установки.....................…………………………...
5.2 Расчет затрат на разработку системы управления докотловой
водоподготовкой Теплогенерирующей установки......………………………..
5.3 Расчет затрат на разработку программного обеспечения
первого варианта автоматизации….............………………….................
5.4 Расчет затрат на оборудование первого варианта
автоматизации………………………………………......………………...
5.5 Расчет затрат на дополнительные работы первого варианта
автоматизации…………………………………………….......…………..
5.6 Расчет затрат на разработку программного обеспечения второго варианта автоматизации…………………….......……………...
5.7 Расчет затрат на оборудование второго варианта
автоматизации............................................................................................
5.8 Расчет затрат на дополнительные работы второго варианта
автоматизации.............................................................................................
5.9 Вывод по разделу технико-экономического обоснования….....
Заключение…………………………………………………...................
Перечень сокращений………………………………………..................
Список использованной литературы ……………………….................
Приложение А. Листинг программы в среде SIMATIC Step-7……...
Приложение Б. Функциональная схема водоподготовки
Теплогенерирующей установки.................................................................
1 Описание теплогенераторов как источников тепловой энергии
Основные направления развития энергетики включают
совершенствование технологических процессов производства тепловой
энергии, систем ее потребления и преобразования, применение
централизованных автоматизированных систем управления (АСУ), а также
использование альтернативных источников энергии (водородной, солнечной,
геотермальной, ветровой, приливов и отливов), местных и вторичных
энергоресурсов, отходов промышленности, сельского и городского хозяйства,
обеспечение минимальных выбросов вредных веществ в атмосферу [1].

1.1 Технологические характеристики ТГУ
В современных условиях наиболее экономичным способом
производства тепловой энергии для производственных и хозяйственных нужд
являются теплогенерирующие установки котельных, ТЭЦ, ТЭС и других
промышленных систем.
Теплогенерирующие установки с учетом области их применения
классифицируются по следующим признакам:
а) по назначению (по характеру нагрузки):
- отопительные - для обеспечения теплотой систем отопления,
вентиляции и горячего водоснабжения;
- отопительно-производственные - для обеспечения теплотой систем
отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и для технологического
теплоснабжения;
- производственные - для технологического теплоснабжения;
б) по размещению:
- отдельно стоящие - теплогенерирующая установка размещена в
отдельно стоящем здании (главном корпусе);
- пристроенные к зданиям;
- встроенные в здания другого назначения;
- крышные - расположенные на крыше здания;
в) по виду энергоносителя:
- паровые;
- водогрейные;
г) по виду сжигаемого топлива:
- на твердом топливе;
- на жидком топливе;
- на газообразном топливе;
д) по типу системы теплоснабжения:
- установки с закрытой системой теплоснабжения;
- установки с открытой системой теплоснабжения, когда водоразбор
горячей воды происходит непосредственно из тепловой сети [2].
В связи с разнообразием различных видов энергии, теплоносителей и
условий работы применяют следующие теплогенерирующие установки и
соответствующие методы производства тепловой энергии.
1. Котельные агрегаты – устройства, имеющие топку для сжигания
органического топлива в окислительной среде, где в результате
экзотермических химических реакций горения образуются газообразные
продукты с высокой температурой (топочные газы), теплота от которых
передается другому теплоносителю (воде или водяному пару), более
удобному для дальнейшего использования.
2 Атомные реакторы – устройства, в которых проходит цепная ядерная
реакция деления тяжелых ядер трансурановых элементов под действием
нейтронов. В результате ядерная энергия преобразуется в тепловую энергию
теплоносителя (воды, в перспективе гелия), вводимого в активную зону
атомного реактора, теплота от которого затем в атомном парогенераторе
передается воде или пару.
3. Электродные котлы–устройства,в которых проходит
преобразование электрической энергии в тепловую энергию путем разогрева
нагревателя с высоким электрическим сопротивлением и последующей
передачей теплоты от этого нагревателя рабочему телу.
4. Гелиоустановки – устройства, в которых солнечная (световая) энергия
преобразуется в тепловую энергию инфракрасного излучения. В
гелиоприемнике или солнечном коллекторе энергия Солнца
трансформируется в тепловую энергию с последующей передачей теплоты
рабочему телу – воде или воздуху.
5. Геотермальные установки – устройства, в которых проходит
передача теплоты от геотермальных вод к рабочему телу, нагреваемому за
счет тепловой энергии этих вод до заданных параметров.
6. Котлы-утилизаторы – устройства, в которых используется теплота
газов, покидающих различное высокотемпературное технологическое
оборудование (нагревательные, обжиговые и другие печи). Теплота от высоко
температурных газов передается другому теплоносителю (воде или пару),
более удобному для дальнейшего использования.
Для систем теплоснабжения также используют производство тепловой
энергии из биомассы, сельскохозяйственных и городских отходов, а также
устройства, в которых энергия с низким энергетическим потенциалом
преобразуется в высокопотенциальную тепловую энергию другого
теплоносителя с затратами других видов энергии, подводимых извне
(например, электроэнергии в тепловых насосах).
Эффективность ТГУ определяется совершенством технологической
схемы преобразования энергии, стоимостью исходного источника энергии, а
также параметрами, которые должен иметь теплоноситель.
Все оборудование ТГУ обычно делят на две категории:основное (котлы, подогреватели и охладители, расширители
непрерывной продувки, деаэраторы, насосы, баки, редукционные
охладительные установки, химводоочистка и др.);
- вспомогательное (арматура, резервные насосы, вспомогательные
трубопроводы и др.).....