Теплогенератор ТГ–1,5

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

«Теплогенератор ТГ-1,5»

Введение

Автоматизация - одно из основных направлений научно-технического прогресса. Внедрение средств автоматизации в 1980 годы стало возможным только после проведения комплексной механизации и электрификации сельскохозяйственного производства, большой организационной и научно-исследовательской работы по созданию систем автоматики, приборов специального назначения.

Механизация и автоматизация производства - это самая молодая и стремительно развивающаяся отрасль техники сельскохозяйственного производства. Птицеводство первым среди других отраслей животноводства начало переход на промышленную основу.

Электрификация животноводства - это процесс внедрения электрической энергии и электрического оборудования в производственные процессы на фермах. Широкое применение в животноводстве находит автоматика.

Автоматика - отрасль науки и техники, которая исследует и применяет теорию автоматического управления, принципы построения автоматических систем и технические средства для реализации этих систем. Как наука она возникла во второй половине XVIII века, когда появились первые сложные машины - орудия, которые заменили тяжёлый ручной труд и дали возможность резко поднять его производительность.

Автоматика - это система различных приборов и механизмов, предназначена для управления машинами в производственных процессах. В ряде отраслей народного хозяйства нашей страны автоматика и автоматизация поднялись на очень высокий уровень. В сельском хозяйстве она начала развиваться недавно, но уже показала свою высокую эффективность.

Большой экономический эффект даёт автоматизация процессов в растениеводстве. Перевод сельскохозяйственного производства продукции на промышленную основу сопровождается резким ростом потребления электрической энергии. Электрическая энергия является основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

Автоматизация сельскохозяйственного производства повышает надёжность и продлевает срок работы оборудования, облегчает и оздоровляет условия труда, повышает безопасность труда, сокращает текучесть рабочей силы и экономит затраты труда, увеличивает количество и повышает качество продукции.

Промышленная технология - это высокоэффективный способ получения продукции животноводства и птицеводства, основанный на использовании системы машин с комплексной механизацией и автоматизацией всех производственных процессов. Таким образом, промышленная технология - это комплексная механизация, электрификация и автоматизация производственных процессов. Производственный процесс - это совокупность операций, связанных между собой по времени, месту и назначению, последовательное выполнение которого превращает исходный предмет труда в конечный продукт.

Производственная операция - это часть производственного процесса, имеющая определённое назначение, выполненная в определенное время на одном рабочем месте. Технологические средства, применяемые на животноводческих фермах и комплексах, предназначены в основном для обеспечения такой жизнедеятельности животных, при которой достигается наибольшая их продуктивность. Для достижения этой цели различные технические устройства должны своевременно включать и отключать, меняя режим своей работы.

При оценке автоматизации следует учитывать не только технико-экономические показатели, но и социальный аспект технического переоснащения сельскохозяйственного производства.

В современных условиях нельзя обойтись без знаний основ автоматики и автоматизации процессов сельскохозяйственного производства.

1. Исходные данные

Теплогенератор «ТГ-1,5» предназначен для обогрева сельскохозяйственных, животноводческих и производственных помещений.

Теплогенератор следует устанавливать в закрытом от взрывоопасной среды помещении.

Их размещают в отдельно стоящих зданиях или пристройках с непосредственным выходом наружу.

В распределительном воздуховоде, проходящем через несгораемую стену, устанавливают огнезадерживающий клапан.

Высота помещения должна обеспечивать, чтобы расстояние от верха теплогенератора до нижних конструктивных частей покрытия было не более 70 см. Широкое применение теплогенераторы получили на животноводческих фермах.

Ёмкость для хранения топлива и топливный бак устанавливают вне помещения с теплогенератором на расстоянии не менее 12 м.

Не допускается установка теплогенераторов в тех помещениях, где сгораемые полы.

Допускается устройство трудносгораемых перекрытий при условии отделения их от зданий III, IV, V степени огнестойкости и противопожарными стенами.

2. Обоснование и выбор объекта автоматизации

Теплогенераторы предназначены для общего обогрева животноводческих помещений. Основное их преимущество перед другими средствами обогрева - компактность, наибольшие габаритные размеры.

Теплогенератор удобен для верхнего монтажа, но может быть установлен в вертикальном положении, при этом площадь пола освобождается для других целей.

При теплогенераторном способе обогрева не требуется строительства дорогостоящих котельных, прокладки теплотрасс. Это существенно снижает капиталовложения и ускоряет срок ввода объектов в эксплуатацию. Особенно удобны теплогенераторы на небольших фермах и в отдельно стоящих животноводческих зданиях.

Теплогенератор представляет собой устройство для нагрева воздуха продуктами сгорания жидкого, твердого и газообразного топлива. Существует несколько видов теплогенераторов: ТГ-75, ТГ-150, ТГ - 1,5.

Теплогенератор ТГ-1,5 в отличие от других он более усовершенствован и более современный.

Он позволяет облегчить и автоматизировать труд обслуживающего персонала.

Теплогенератор может быть использован как для нагрева воздуха, так и для нагрева воды, для бытовых и хозяйственных нужд. По своей конструкции теплогенератор достаточно прост и при хорошем уходе надёжен в эксплуатации.

При монтаже и эксплуатации нужно строго выполнять правила пожарной безопасности и правила техники безопасности.

Обслуживать теплогенератор могут только лица, изучившие инструкцию по его эксплуатации и проинструктированные по правилам пожарной безопасности и технике безопасности.

Правила пожарной безопасности и техники безопасности должны быть вывешены в помещении, где смонтирована установка.

В процессе эксплуатации необходимо доливать топливо в бачок. Топливо используется дизельное.

3. Технологическая характеристика объекта автоматизации

Тип - стационарный.

Режим работы - автоматический, ручной (наладка).

Давление на выходе теплогенератора при нормальной воздухопроизводительности, Па (кг/м²), не менее 180 (18)

Вид топлива - дизельное ГОСТ 305-82

керосин технический ГОСТ 18499 - 73

печное бытовое ТУ 38 101. 656-76

Рабочее давление топлива МПа (кг/см²⁾

«Малый огонь» 0,8 - 0,1 (8 - 1,0)

«Большой огонь» (121,0)

Привод - электрический.

Род тока - 3~50 Гц.

Напряжение цепей управления - 220В; силовых цепей - 380В.

Вентилятор плавный, тип - осевой.

Вентилятор форсунки, тип - центробежный.

Зажигание факела - электрической искрой.

Суммарная установленная мощность, кВт, не более 4.

Габаритные размеры, м

длина - 2240

ширина - 1010

высота - 1610

Масса (без комплекта монтажных частей) кг, не более 680.

Обслуживающий персонал: слесарь-электрик из расчета 1 чел./ч в сутки.

Срок службы, лет, не менее - 5.

4. Разработка функционально-технологической схемы

Теплогенератор - состоит из корпуса 10, к которому присоединены или встроены в него вентилятор 1 подогреваемого воздуха. Вентилятор 2 топочного блока, горелка 5 с диффузорными распылителями топлива, камера газификации 7, топочная камера 8, теплообменник - воздухонагреватель 9, дымовая труба 11.

Топливо подаётся в топку, по топливопроводу 3 и распыляется воздухом от вентилятора 2.

Открытие и закрытие топливопровода осуществляется электромагнитным вентилем УА, зажигают топку при помощи электроискровых электропроводов 6, для контроля наличия пламени предназначен фоторезистор 4.

В течение рабочего дня теплогенератор может несколько раз включиться и выключиться. При этом нужно помнить, что перед пуском горячего теплогенератора камеру сгорания необходимо продуть воздухом.

Один раз в месяц следует снять форсунку для осмотра и чистки камеры смешивания, так как при неудовлетворительном качестве регулирования процесса горения может образоваться нагар. При образовании нагара в камере смешивания ранее нормально работающий теплогенератор не поддаётся регулировке по топливу и воздуху.

Периодически следует промывать топливный бак и удалять отстой воды. Если в форсунку вместе с топливом попала вода, то появляются хлопки.

Перед пуском в эксплуатацию необходимо проверить сопротивление заземления. В дальнейшем сопротивление заземления нужно проверять не реже 2 раз в году (летом и зимой). Ежемесячно следует осматривать соединение шины заземления к корпусу теплогенератора. При нарушении соединения шины заземления с корпусом теплогенератора и контуром заземления работа теплогенератора не разрешается.

Пуск теплогенератора должен производиться только после продувки его воздухом, особенно при кратковременной его остановке.

Ремонтировать теплогенератор при его работе не допускается. Нельзя оставлять работающий теплогенератор без надзора.

5. Разработка принципиальной электрической схемы

Схема управления теплогенератором предусматривает возможность его работы в трёх режимах:

1. отопление автоматическое

2. отопление ручное

3. вентиляция ручная.

Когда температура в помещении в результате вентиляции снижается, замыкаются контакты полупроводникового терморегулятора Р и получают питание программное реле KT и реле KV1, которое отключает магнитный пускатель KM1 электровентилятора M1. Вентиляция помещения прекращается.

Через 5 секунд после включения реле времени замыкаются его контакты KT4 и магнитный пускатель KM2 получает питание (по цепи контакты KT3, KT4, SA2, KT1 и датчик температуры SK3). Включается двигатель вентилятора горелки M2 и начинается продувка камеры сгорания.

По истечению 20…25 секунд замыкаются контакты KT:2 реле времени и напряжение подаётся на высоковольтный трансформатор зажигания TV и электромагнитный клапан УА, открывающий доступ топливу в камеру сгорания. Под действием света сопротивление R фотореле BL уменьшается, что приводит к срабатыванию сначала промежуточного реле KV3, а затем и реле KV2, контакты KV2:2 и KV2:3 которые отключают трансформатор зажигания и реле времени.

После прогрева камеры сгорания последовательно размыкаются контакты датчиков температуры SK2и SK4. Реле KV1 теряет питание и включает магнитный пускатель KM1 привода вентилятора M1.

В помещение начинает поступать воздух подогретый в теплогенераторе.

Если пуск теплогенератора затягивается чем на 20…25 секунд и оказывается безуспешным, то контакты KT:4 отключают электромагнитный клапан (вентиль) УА и подача топлива прекращается.

Затем контактом KT:5 включается сигнальная лампа HL4, а размыкающим контактом KT3 отключается вентилятор М2 топки.

В случае кратковременного срыва факела при нормальной работе теплогенератора реле KV2 и через его размыкающий контакт KV2:2 включается TV и подаётся искра зажигания.

Если смесь не воспламеняется, теплогенератор отключается контактами KT:1 и KT3. повторно его включают вручную, поворачивая рукояткой SA1 сначала в положение О, а затем обратно в положение А.

При этом программное устройство KT возвращается в исходное положение. Когда температура теплогенератора превышает допустимую, контакты датчика SK3 разомкнутся и отключат теплогенератор.

Для нормальной остановки теплогенератора переключатель SA1 переводят в положение О. В режиме ручного отопления, к которому обращаются при наладке, опробывания, а также в случае отказа автоматики, переключатели SA1 и SA2 ставят в положение Р. Получает питание катушка магнитного пускателя KM2 и начинается продувка топки. Затем переключатель SA2 переводят в положение Г. Включается электромагнитный клапан УА и топливо подаётся в камеру сгорания, замыкается тумблер S и магнитный пускатель KM1 включает электродвигатель вентилятора M1.

В режиме ручного управления вентиляторами теплогенератора управляют при помощи тумблера S.

теплогенератор автоматизация электрический обогрев

6. Разработка монтажной электрической схемы

Монтажная электрическая схема показывает электрические соединения всех составных частей изделия и определяет провода, жгуты и кабели, которые осуществляют эти соединения. Элементы на схемах изображаются в виде условных графических изображений, а устройства в виде внешних очертаний. Около условных обозначений элементов указываются позиционные обозначения в соответствии принципиально - электрической схемой.

Расположение условных обозначений на схеме должно давать представление об их действительном расположении в изделии.

Отдельные провода допускается сливать в одну линию с предварительной маркировкой конца и начала провода.

Данные о всех проводах заносятся в специальную таблицу.

Номер провода	Откуда вышел	Куда пришёл
1-2	С	VD
3-4	SA1	KM1
5-6	KV2:1	KM1
7-8	KM1	VD
9-10	С	KV1:1
11-12	С	S
13-14	С	P
15-16	SA1	HL2
17-18	KV1:1	VD
19-20	SA1	KV1:1
21-22	S	TV
23-24	SB	VD
25-26	TV	УА
27-28	SA1	SA3
29-30	SA2	KT1
31-32	SA2	KT2
33-34	SA3	SA4
35-36	KT1	УА
37-38	SA4	VD
39-40	SA3	KV2:2
41-42	SA1	SK3
43-44	KM2	KM2
45-46	SK3	VD
47-48	SA1	VD
49-50	SA3	KV2:3
51-52	KT4	SQ
53-54	KV2:3	SQ
55-56	SQ	SL
57-58	SL	P
59-60	P	SK1
61-62	SK2	KV1
63-64	SK1	VD
65-66	P	SK2
67-68	D	KV2
69-70	KV3	VD
71-72	KV3	C
73-74	P	HL4
75-76	KT5	C
77-78	P	C
79-80	R1	RB
81-82	BL	VD
83-84	R1	RB
85-86	BL	VD
87-88	VD	C
89-90	D	KV2:2
91	A91	QF94
92	B92	QF95
93	C93	QF96
94-95-96	QF	KM2, KM1
97-98-99	QF	KM1 100, 101, 102
100-101-102	KM1	KM1 109, 110, 111
103-104-105	QF	KM2
106-107-108	KM2	M2 112, 113, 114

7. Расчёт и выбор технических средств автоматизации

1. Электродвигатель вентилятора

4А100S2СУ1 P_н = 4 кВт

I_н =7,8А; K =7,5; N_o=2880 об/мин.

I_м.п. I_м.д=7,8А.

Пусковой ток электродвигателя

I_пуск =I_н.д. K =7,87,5=58,5 А

Выбираем магнитный пускатель I величины. По условию коммутации:

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ - 122002

2. Электродвигатель форсунки А471А4СУ1

; ;

n= 1370 об/мин.

Пусковой ток электродвигателя

Выбираем магнитный пускатель I величины. По условию коммутации

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ - 122002

3. Выбираем автоматический выключатель для двух электродвигателей. Для этого группирую их в одну группу и выбираю для них общий автомат.

Выбираю автомат АЕ2016Р

Рассчитываю силу тока срабатывания:

Значение силы тока срабатывания:



Автоматический выключатель серии АЕ2016Р

4. Выбираю датчик температуры ПТР-2

По выдержке времени выбираю реле времени ВЛ-34

По напряжению и количеству контактов выбираю промежуточное реле РПУ-2. U_н=380В.

8. Экономический расчёт

Экономическая эффективность проектирующего электрооборудования определяется затратами, связанными с его изготовлением и использованием. В общем случае эти затраты могут быть капитальными или единовременными, производственными в течение года или заданного периода времени. В проектной практике из числа общественных показателей сравнительной экономической эффективности наиболее широко применяются годовые приведённые затраты. За период окупаемости капитальных затрат по данному варианту будет наибольшая экономическая эффективность, у какого значение этого значения наименьшее.

Из этого основного показателя получается несколько производных. Так если при сравнении двух вариантов, то осуществление второго варианта связано с увеличением капитальных и снижению эксплуатационных затрат. Необходимо будет определить его экономическую эффективность:

где

К - капитальные затраты

И - годовые издержки производства

Е_{н -} нормальный коэффициент эффективности капитальных затрат.

Если значение Э будет иметь положительный знак, то второй вариант будет выгодней первого. Необходимо определить экономическую эффективность, полученную от автоматизации теплогенератора «ТГ - 1,5», если известно, что переход от ручного управления на автоматическое требует увеличить капитальные вложения с 3500 рублей до 5000 рублей и снижают годовые эксплуатационные задержки с 1425 рублей до 900 рублей.

Э=300 руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

Т=.

Список литературы

1. «Справочник механизатора животноводства» Москва «Россельхозиздат» 1974 г.

2. «Электрооборудование и автоматизация с/х агрегатов» К.П. Калинин, А.С. Герасимович.

3. Инструкция по монтажу и эксплуатации теплогенератора «ТГ - 1,5».

4. «Механизация и автоматизация животноводства». И.П. Беликов.

5. «Специализированное отопительное, вентиляционное оборудование животноводческих комплексов» Б.Н. Коротков.

Размещено на Allbest.ru