Центральный тепловой пункт для группы домов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Центральный тепловой пункт для группы домов



1. Открытая водяная система теплоснабжения

Открытая водяная система теплоснабжения - водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, частично или полностью отбирается из системы потребителями теплоты.

Открытые системы теплоснабжения имеют следующие недостатки:

Основной особенностью открытых систем теплоснабжения является разбор сетевой воды из тепловой сети для горячего водоснабжения. Это позволяет использовать для горячего водоснабжения в больших количествах отходящие теплые воды с температурой 15--30 °С, имеющиеся на электростанциях (охлаждающая вода конденсаторов турбин, охлаждающая вода топочных панелей) и на многих промышленных предприятиях. В закрытых системах теплоснабжения возможность использования этой воды весьма ограниченна, так как расход на подпитку, для которой эта вода может быть применена, обычно не превышает 0,5--1 % расхода циркулирующей воды. теплоснабжение водоснабжение насосный давление

Использование отходящей от ТЭС теплой воды в открытых системах дает экономию топлива и снижает стоимость горячего водоснабжения.

В открытых системах упрощается оборудование абонентских вводов и абонентских установок горячего водоснабжения, так как отпадает необходимость применения на вводе водо-водяных подогревателей. При отсутствии у абонента внутренней разводки горячего водоснабжения в некоторых случаях используются для этой цели подающие трубопроводы отопительной установки. Однако такая схема горячего водоснабжения не может быть рекомендована, так как отбираемая для горячего водоснабжения вода не имеет в этом случае постоянной температуры. В отдельные периоды температура ее значительно ниже 60 °С.

Местные установки горячего водоснабжения в открытых системах теплоснабжения не подвергаются зашламлению и коррозии, так как подпиточная вода до подачи в сеть проходит предварительную обработку -- химиочистку и деаэрацию.

В открытых системах для этой цели приходится сооружать мощные водоподготовительные установки. Для системы горячего водоснабжения, теплоснабжения допускается иметь температуру воды не ниже 50°С и не выше 60°С. В этих условиях после проведения ремонтных работ или устранения аварийных ситуаций в системах необходимо поддерживать температуру на уровне 75°С в течение 48 часов.

Теплоснабжение и горячее водоснабжение имеет следующие основные этапы.

1. Теплоэлектроцентраль - предприятие, производящее электрическую и тепловую энергию.

2. Центральный тепловой пункт - тепловой пункт, обслуживающий два и более зданий.

3. Жилой дом - является основным потребителем тепловой энергии, а также горячего и холодного водоснабжения.

Также в процесс входят насосная станция, станция очистки, котельная установка которые могут являться либо отдельными предприятиями либо структурными подразделениями ТЭЦ или ЦТП.

2. Основными элементами насосной станции являются

Сетевые насосы, регулирующая, запорная и предохранительная арматура, грязевик, контрольно-измерительные приборы.

Сетевые насосы предназначены для работы на чистой воде с содержанием твердых включений не более 5 мг/кг с размером частиц до 0,2 мм. На ЦТП-2 установлено 4 насосных агрегата.

Электродвигатель типа А4-355х-4УЗ

Напряжение - В - 6000

Число оборотов -об/мин - 1480

Мощность -кВт -315

Ток - А - 36

Соs ц = 0,89

КПД - % -94,5

Вес -кг -1450

Насосы изготовлены в 1980г на заводе в г.Сумы.

Базовая деталь насоса - чугунный корпус с горизонтальным разъемом. Входной и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса, что дает возможность производить разборку насоса без демонтажа трубопроводов. Патрубки направлены в противоположные стороны. Корпус насоса имеет переводную трубу для подвода воды от первой ко второй ступени насоса. По разъему корпуса устанавливается паронитовая прокладка. Шпильки по разъему затягиваются колпачковыми гайками для предотвращения просачивания горячей воды по резьбе шпильки. В корпусе насоса предусмотрены камеры для концевых уплотнителей и фланцы для крепления корпусов подшипников. Ротор насоса представляет собой самостоятельный сборочный элемент. Рабочие колеса двустороннего хода упираются в выступы вала и фиксируются в осевом направлении через втулки круглыми гайками. В местах сальниковых уплотнений на валу располагаются защитные втулки из хромистой стали. Втулки сальников от проворачивания фиксируются шпонками. Опорами ротора служат подшипники качения. Со стороны приводя - опорный подшипник № 314 по ГОСТ 8338-57, со стороны свободного конца -радиально-упорный двухрядный шарикоподшипник № 3086313 по ГОСТ 832-66. Смазка подшипников - кольцевая, маслом - "турбинное-22". В корпусах предусмотрены змеевики для водяного охлаждения. Сальники с мягкой набивкой АГ-1 сечением 13x13. Набиваются сальники отдельными кольцами. Направление вращения насоса правое (со стороны привода по часовой стрелке).

Регулирующие клапаны с мембранным гидроприводом типа РК-1 применяются в качестве запорных органов в гидравлических регуляторах вместе с регулирующими приборами РД-ЗА и РД-ЗМ.

Грязевики предназначены для очистки воды в системах теплоснабжения от взвешенных частиц грязи, песка и других примесей. Устанавливаются на обратном трубопроводе перед циркуляционными насосами - 1 шт.

Задвижки стальные:

с электроприводом -Ду500 мм - 5 шт

с электроприводом -Ду400мм - 10шт

с электроприводом -Ду250 мм - 4 шт

с ручным приводом -ДуЗ00 мм - 1 шт

с ручным приводом -Ду250 мм - 6 шт

с ручным приводом -Ду150 мм - 5 шт

с ручным приводом -Ду100 мм - 7 шт

с ручным приводом -Ду50 мм - 3 шт

с ручным приводом -Ду40 мм - 2 шт

Клапана регулирующие:

РК-1 Ду500 мм 2 шт

РК-1 Ду200 мм 1 шт

Клапана предохранительные:

Клапан предохранительный пружинный

- Ду100 мм - 3 шт

Сбросной быстродействующий клапан

СБК с гидрореле - Ду300 мм - 1 шт

СБК и предохранительные клапана служат для защиты теплосети города от повышенного давления, СБК и предохранительные клапана настраивают на давление срабатывания 3,8кГс/см² и 4,0кГс/см² соответственно, перед отопительным сезоном, а затем периодически по графику проверяют на срабатывание:

СБК - 2 раза в месяц;

ПК - 1 раз в два месяца.

Клапаны обратные:

Ду500 мм - 1 шт

Ду400 мм - 4 шт

Ду250 мм - 1 шт

Регулятор подмеса РП-1 применён кран регулирующий (клапан регулирующий поворотно-золотниковый) Ду250мм серии 6с-8-3 (код ОКП 374255702101) на Ру=64кГс/см² с площадью проходного сечения -- 140см² и пропускной способностью 348м³/час.

Щит управления насосными агрегатами и задвижками - 1 шт.

Кран-балка электрическая грузоподъёмностью 3,2т- 1 шт. (в маш.зале).

3. Структуры системы автоматизации

АСУ ТП предназначена для эффективного управления технологическим оборудованием Центрального теплового пункта. При модернизации ЦТП следует четко определить назначение системы:

- автоматическое поддержание заданного давления воды в прямом и обратном трубопроводе;

- дистанционное управление работой насосов и задвижек;

- визуализация технологического процесса на рабочем месте оператора;

- сбор, обработка и выдача статистических данных об объемах перекачанной воды и статусе насосных агрегатов;

- заданную температуру в системе отопления в зависимости от температуры окружающего воздуха;

Система разрабатывается как единый аппаратно-программный комплекс распределенной архитектуры, оборудование которого представлено в виде трехуровневой иерархии:

1. уровень управления технологическими агрегатами (датчики давления и расхода воды, регулируемый и нерегулируемый электропривод насосов и задвижек);

2. уровень управления технологическим процессом (программируемый логический контроллер);

3. уровень оперативно-административного управления (рабочая станция оператора на базе персонального компьютера с принтером).

При автоматизации процесса работы ЦТП одной из поставленных задач является регулирования температуры в зависимости от температуры окружающей среды, этот процесс является новым на ЦТП и его следует рассмотреть более подробно.

Система регулирования температуры теплоносителя в зависимости от температуры окружающей среды работает в межсезонье (весной и осенью), когда ЦТП не в состоянии оперативно отреагировать на изменение температуры наружного воздуха и вовремя снизить температуру теплоносителя. Система компенсирует перепады температуры, одновременно поддерживая гидравлический баланс системы отопления.

Регулирование реализуется по заданному температурному графику отопления с учетом реальных измеренных значений температур наружного воздуха. При этом система автоматически производит коррекцию выбранного температурного графика.

1. Регулируемый элеватор типа ЭГО

2. Механизм электрический исполнительный МЭИ

3. Устройство управления типа "ТЕПЛУР"

4. Датчик температуры теплоносителя в обратном трубопроводе

5. Датчик температуры наружного воздуха

6. Датчик температуры теплоносителя в подающем трубопроводе

Пульт управления располагается в соответствии с требованиями заказчика. Высокоскоростная полевая сеть FOUNDATION fieldbus служит для обмена данными между ПЛК и другими устройствами. Связь между контроллером и панелью оператора осуществляется по протоколу FOUNDATION fieldbus. Инициатором обмена является панель оператора, которая в режиме запрос/ответ получает необходимые данные из памяти ПЛК.

Программное обеспечение контроллера и панели оператора записывается на микромодули памяти, после включения питания программа загружается в рабочую память и циклически выполняется в соответствии с техническими характеристиками каждого из устройств.

Выбор КТС нижнего уровня АСУ ТП.

Группы КТС в составе нижнего уровня:

датчик измерения давления;

- датчик измерения расхода;

частотные преобразователи

- датчик измерения температуры

- погодный компенсатор

- механизмы исполнительные электрические

1. Датчик измерения давления

Основные критерии выбора:

- диапазон измерений - 0…16 кг/см² (1568,96 кПа);

- предел погрешности измерения - не более 1%;

- выходной сигнал - желательно Foundation fieldbus;

- средний срок службы.

Дополнительное условие: датчик должен быть предназначен для измерения избыточного давления.

В датчиках давления Rosemount 3051S применяется конструкция SuperModule. Она представляет собой полностью герметичный узел, обеспечивающий самую высокую защиту от проникновения пыли и воды (IP68). В состав узла входит плата электроники и емкостный преобразователь давления, выполненный по сенсорной технологии Saturn.

Основной и дублирующий сенсоры емкостной ячейки, выполненные по этой технологии, увеличивают надежность работы датчика и значительно улучшают метрологические характеристики.

С 2007 г. датчики доступны в беспроводном исполнении, что позволяет увеличить количество собираемой информации для более эффективного управления.

Применение принципа масштабируемой архитектуры в датчике позволяет встраивать дополнительные платы расширения и модули, что увеличивает функциональность датчика, обеспечивает удобство диагностики, снижает стоимость обслуживания.

Измеряемые среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси.

Диапазоны измеряемых давлений:

минимальный 0-0,025 кПа;

максимальный 0-68,9 MПа

Диапазон температур:

окружающей среды от -51 до 85°С;

измеряемой среды от -73 до 205°С

Выходные сигналы:

4-20/HART;

Foundation Fieldbus;

беспроводной HART-протокол

Основная приведенная погрешность:

±0,025% (вариант Ultra);

±0,055% (вариант Classic)

Основная относительная погрешность ±0,04 % (вариант Ultra for Flow)

Диапазон перенастройки пределов измерений 200:1, 100:1

Наличие взрывозащитного исполнения

Внесены в Госреестр средств измерений под №24116-02, сертификат №13768

2. Датчик измерения расхода

Основные критерии выбора:

- диапазон измерений - 0…500 м³/ч;

- предел погрешности измерения - не более 5%;

- выходной сигнал Foundation fieldbus;

Интеллектуальный вихревой расходомер Rosemount 8800D принадлежит к известному семейству приборов Rosemount SMART FAMILY.

Принцип действия: определение частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы. Частота вихрей пропорциональна объемному расходу.

Достоинства:

- уникальная незасоряющаяся конструкция;

- отсутствие импульсных линий, уплотнений повышает надежность;

- повышенная устойчивость к вибрации;

- новая улучшенная платформа электроники;

- возможность замены сенсоров без остановки процесса;

- малое время отклика;

- возможность имитационной поверки;

- встроенная самодиагностика.

Опция MTA (встроенный температурный сенсор) позволяет измерять массовый расход насыщенного пара с компенсацией по температуре для технологического учета.

- Измеряемые среды: газ, пар, жидкость

- Диаметр условного прохода трубопровода Dу 15, 25, 40, 50, 80, 100, 150, 200,250, 300 мм

- Избыточное давление измеряемой среды до 25 МПа

- Выходные сигналы:

- 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART - протокола;

- частотно-импульсный с перенастраиваемой ценой и длительностью импульсов;

- Foundation fieldbus (FF)

- Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений расхода:

- по цифровому и импульсному выходу: для жидкости ±0,65%, для пара, газа ±1,35%;

- по токовому выходу: дополнительно ±0,025% от диапазона

- Нестабильность ±0,1% от расхода в течение 12 меcяцев

- Внесен в Госреестр средств измерений под №14663-06, сертификат №23997

3. Частотный преобразователь

Основные критерии выбора:

- диапазон пределов измерений - 0…315 кВт;

- предел погрешности измерения - не более 1%;;

- выходной сигнал - желательно Foundation Fieldbus;

Преобразователи частоты серии EmotronVFX48-600

Преобразователи частоты серии VFX 2.0 - серия универсальных преобразователей частоты, разработанных для прецизионного управления скоростью асинхронных электродвигателей.

Технология изменения частоты электропривода, заложенная в этой серии, основана на прямом управлении моментом и полем. Это позволяет использовать преобразователи VFX 2.0 для управления высокодинамичными механизмами.

Сочетание прямого управления моментом, точного и мягкого управления скоростью, эффективного векторного торможения делает серию преобразователей частоты VFX 2.0 идеальной альтернативой дорогостоящим сервомеханизмам и приводам с двигателями, использующими переменный ток.

Преобразователи частоты VFX 2.0 имеют исполнение IP54 для мощностей от 0,75 до 132 кВт.

Основные преимущества преобразователей частоты этой серии:

* Встроенный ПИД-регулятор;

* Использование двигателя в качестве датчика;

* Подхват вращающегося двигателя при пуске;

* Увеличение пикового момента двигателя - до 400 % от номинального;

* Вычислитель скорости оценивает обороты двигателя 40 000 раз/с с точностью ± 2 об/мин для двигателя с номинальной частотой вращения 1480 об/мин, что исключает необходимость обратной связи по скорости для большинства двигателей;

* Встроенный EMC фильтр для всей линейки;

* Размеры ПЧ большой мощности уменьшены на 30-50%;

* Возможность подключения датчика скорости;

* Функции автонастройки минимизируют время запуска преобразователя частоты в эксплуатацию;

* Векторное торможение снижает необходимость дополнительной электроники для торможения;

* Местное или внешнее управление;

* Оптимизация процессов и потребления электроэнергии;

* Очень быстрая функция предупреждения отключений снижает вероятность ложных срабатываний защиты;

* Новое аппартно-программное обеспечение;

* Интерфейсы RS232, RS485, протоколы Profibus, Foundation Fieldbus, Ethernet Modbus;

* Увеличенный функционал за счет дополнительных таймеров и виртуальных входов/выходов.

Датчик измерения температуры

Основные критерии выбора:

· предел погрешности измерения - не более 5%;

· выходной унифицированный сигнал - Foundation Fieldbus;

Размещено на Allbest.ru