Проектирование тепловой электростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

Отчет по производственной практике

Выполнил студент Группы 4-31

Дудов А.В.

Руководитель Спичков Ю.П.

Иваново 2011



Содержание

1. Общее описание

2. Основные показатели по генеральному плану

3. Условия и характеристика труда

4. Генеральный план и транспорт

5. Автоматизация технологических процессов

6. Индивидуальное задание



1. Общее описание

Тепломеханическая часть

В соответствии с техническим заданием на проектирование предусматривается установка газотурбинного оборудования с паровыми котлами-утилизаторами и паровыми турбинами для комбинированной выработки электроэнергии на базе теплового потребления по схеме ПГ-ТЭЦ, а также паровых котлов. Состав основного оборудования:

? Две ГТУ типа ГТА-6РМ мощностью по 6,0 МВт НПО «Сатурн» (г. Рыбинск)

? Два паровых котла - утилизатора (КУ) паропроизводительностью по 25 т/ч на параметры пара 2,4 МПа, 380°С, с газовыми подогревателями воды (ГПВ), работающих в режиме утилизации тепла дымовых газов ГТУ.

? Две малогабаритных турбогенераторных установки ТГУ-2,5 с паровыми турбинами с противодавлением мощностью по 2,5 МВт с параметрами пара в голову турбины 2.3 МПа и 370°C

? Три паровых котла типа БЭМ 25-2.4/380 паропроизводительностью по 25 т/ч на параметры пара 2,4 МПа, 380°С,

Суммарная производительность 2-х котлов-утилизаторов и 3-х паровых котлов БЭМ-25/2.4-380ГМ составляет 125 т/час. Для покрытия нагрузок с учетом собственных нужд требуется 122 т/час пара.

Общая тепловая мощность установленного оборудования составляет 95.4 Гкал/ч.

Суммарная установленная электрическая мощность станции составляет 17 МВт.

Режим работы энергоисточника, включая газотурбинную часть, - по тепловому графику.

Основным топливом является природный газ, аварийным - дизельное топливо для паровых котлов.

Для обеспечения газовых турбин ГТА-6РМ газом требуемого давления 1,8 МПа (изб) на площадке устанавливается дожимная компрессорная станция, для обеспечения газом паровых котлов и камер дожига газовых турбин на площадке устанавливаются ШГРП.

Для обеспечения паровых котлов аварийным топливом на территории комбината проектируется хозяйство дизельного топлива.

Охлаждение вспомогательного оборудования предусматривается системой водяного охлаждения с градирней.

Водоподготовка и водный режим

Для обеспечения необходимого водно-химического режима эксплуатации ТЭЦ в проекте предусматриваются вновь сооружаемые установки:

? установка подготовки воды для подпитки паровых котлов и котлов-утилизаторов;

? установка коррекционной обработки воды и щелочения котлов.

В качестве исходной воды для водоподготовительных установок используется вода р. Парша, очищенная на существующих осветлителях предприятия, до качества питьевой водопроводной воды.

Схема подготовки воды для подпитки паровых, котлов котлов-утилизаторов и для восполнения потерь в контуре мокрой вентиляционной градирни: двухступенчатое Na-катионирование. Общая жесткость умягченной воды на выходе с установки составит 10 мкг-экв/кг, что соответствует нормам качества питательной воды котлов.

Для защиты питательного тракта от углекислотной коррозии предусматривается аминирование питательной воды устанавливаемых котлов.

Для предотвращения кальциевой накипи в котлах предусматривается установка фосфатирования котловой воды.

В состав установок входит все оборудование, необходимое для приготовления и дозирования реагентов.

Указанные установки размещаются в здании, прилегающем к Главному корпусу ТЭЦ.

Экспресс-лаборатория водно-химического режима ТЭЦ и водоподготовительной установки размещается в Главном корпусе.

Электротехническая часть

Для приема и распределения электрической энергии генераторов (2х6МВт, 2х2,5 МВт) предусматривается распределительное устройство генераторного напряжения - ГРУ-6 кВ. Схема ГРУ-6 кВ выполняется с одной рабочей секционированной системой сборных шин, между секциями устанавливается секционный выключатель. ГРУ-6 кВ выполняется из комплектных ячеек (КРУ-6 кВ), тип выключателей - вакуумный.

Предусматривается изолированный режим работы ЧСЗиК от энергосистемы (от электрической сети 110 кВ ОАО “Череповец-энерго”). Вырабатываемая мощность, за вычетом мощности, потребляемой собственными нуждами ЧСЗиК, передается на шины 6 кВ секций I, II, III, IV существующей подстанции 110/6кВ “Большевик” по четырем кабельным линиям связи.

На секциях 6 кВ подстанции “Большевик” устанавливаются ячейки КРУ2-10 (по типу существующих) для подключения линий связи с ЧСЗиК, а также для восстановления ввода питания от трансформатора 25 МВА.

Питание потребителей с.н. ЧСЗиК напряжением 6 кВ предусматривается от шин ГРУ-6 кВ.

Для потребителей с.н. ЧСЗиК напряжением 380/220 В переменного тока предусматривается РУСН-0,4 кВ. Рабочие трансформаторы 6,3/0,4 кВ подключаются к секциям ГРУ-6 кВ, резервный трансформатор - к секции 6 кВ подстанции “Большевик”.

Для питания нагрузок собственных нужд постоянным током (силовые нагрузки, АБП, аварийное освещение, цепи управления и защиты, устройства АСУТП) предусматривается установка двух аккумуляторных батарей.

Электротехнические устройства размещаются в здании главного корпуса.

Прокладка кабелей по промплощадке выполняется на кабельных эстакадах.

Молниезащита выполняется в соответствии с “Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций” №СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87.

Заземление выполняется в соответствии с ПУЭ - Глава 1.7, седьмое издание “Заземление и защитные меры электробезопасности”.

Для защиты основного оборудования предусматривается цифровая микропроцессорная система защиты.

На станции выполняется рабочее, аварийное и ремонтное освещение.

Архитектурно-строительная часть

Проектом предусмотрена реконструкция существующего здания компрессорной с целью размещения основного оборудования ЧСЗиК и строительство насосной дизельного топлива. Архитектурно-планировочные решения обеспечивают безопасную эксплуатацию здания и благоприятные условия работы персонала.

Часть АСУ ТП

Для управления оборудованием ЧСЗиК предполагается распределенная микропроцессорная Автоматизированная Система Управления Технологическими Процессами (АСУ ТП) с единым постом управления - Групповым Щитом Управления (ГрЩУ), расположенным в главном корпусе ЧСЗиК. Для вспомогательных технологических установок, располагаемых вне главного корпуса ЧСЗиК, предполагаются локальные функциональные зоны АСУ ТП с собственными локальными постами управления и с возможностью управления этими установками из ГрЩУ.

Связь и сигнализация

Для проектируемой ЧСЗиК предусматриваются следующие виды систем связи:

? телефонная;

? громкоговорящая;

? электрочасофикация.

Инженерное оборудование, сети и системы

Водоснабжение и канализация

В качестве источника хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водоснабжения для пожаротушения из пожарных кранов и гидрантов проектируемой ЧСЗиК приняты существующие сети объединенной системы хозяйственно-питьевого и производственно - противопожарного водоснабжения ОАО «ОПТК».

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды ЧСЗиК определены согласно штатному расписанию в соответствии с установленными нормами водопотребления для основных потребителей (СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий») и сведены в таблицу 5.1.1-1 раздела 5.1 «Инженерные сети и системы».

Питьевая вода расходуется на нужды работающего персонала ЧСЗиК, на приготовление горячей воды для нужд отопления и горячего водоснабжения ЖКС и комбината.

Расчетные расходы воды на производственные нужды определены на основании технологического регламента работы оборудования. Расходы воды на внутреннее и наружное пожаротушение определены в соответствии со СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» и СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и сведены в таблицу 5.1.1-2 раздела 5.1 «Инженерные сети и системы».

Пожаротушение ЧСЗиК из установок автоматического пожаротушения осуществляется от существующих сетей спринклерного водопровода. Подробное описание работы системы автоматического пожаротушения смотрите раздел 5.4«Противопожарные мероприятия».

На проектируемой площадке Чагодощенского энергетического комплекса предусматриваются четыре системы канализации:

- хозяйственно-бытовая;

- канализация сточных вод, загрязненных нефтепродуктами;

- дождевая канализация;

- канализация условно-чистых сточных вод.

Хозяйственно-бытовые сточные воды от санитарных приборов проектируемых зданий самотечными сетями отводятся в существующие сети бытовой канализации промплощадки.

Проектом предусматривается сбор и очистка следующих потоков нефтесодержащих стоков:

- стоки от главного корпуса

- стоки от хозяйства дизельного топлива.

В системе сбора и удаления нефтесодержащих стоков из главного корпуса и насосной дизтоплива предусматриваются приямки и насосы, подающие стоки на очистную установку «Каскад-022-01», располагаемую в отдельностоящем контейнере. Очищенные сточные воды самотечно отводятся в наружную сеть дождевой канализации промплощадки.

Сбор дождевых сточных вод с территории ЧСЗиК осуществляется:

- с кровли зданий - через водостоки в наружную закрытую сеть дождевой канализации промплощадки;

- с дорог и спланированным в сторону дорог поверхностям (газоны) - через дождеприемники в закрытую сеть дождевой канализации промплощадки.

Дождевые воды с промплощадки ЧСЗиК отводятся в существующие сети промплощадки одноименного назначения.

Канализация условно-чистых сточных вод предусматривается для удаления незагрязненных стоков от технологических процессов ЧСЗиК, а также аварийных стоков после пожара из заглубленных кабельных помещений. Удаление производственных условно - чистых стоков осуществляется в систему дождевой канализации промплощадки.

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обслуживаемых зданий и помещений ЧСЗиК предусмотрены в соответствии с нормами проектирования, действующими в России.

Параметры наружного воздуха приняты в соответствии со СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Теплоносителем для систем отопления и вентиляции принята вода от существующих сетей теплоснабжения.

В помещениях предусмотрено отопление водяное местными нагревательными приборами, воздушное, в том числе совмещенное с приточной вентиляцией, и электрическое отопление.

Для поддержания нормируемых метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях предусмотрены системы приточно-вытяжной вентиляции с естественным и механическим побуждением, системы кондиционирования воздуха в соответствии с технологическими требованиями.

Уровень автоматизации и контроля систем приняты в соответствии с нормами проектирования, действующими в России, и технологическими требованиями.

Оборудование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха предусмотрено российских изготовителей. При отсутствии оборудования в номенклатуре российских изготовителей принято импортное оборудование. Воздуховоды систем вентиляции приняты из тонколистовой оцинкованной стали. Трубопроводы систем теплоснабжения и отопления приняты из стальных электросварных и водогазопроводных труб.

Противопожарные мероприятия

В соответствии с требованиями НПБ 110-03 «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией», РД 153-34.0-49.101-2003 «Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий» ряд помещений оборудуется автоматическими установками водяного пожаротушения.

Пожаротушения газотурбинных установок, размещаемых в главном корпусе и газодожимающей компрессорной установки (ГДК) поставляются комплектно, вместе с оборудованием.

Пожаротушение резервуара с дизельным топливом предусматривается передвижной пожарной техникой, при этом на резервуаре устанавливаются пеногенераторы с сухими трубопроводами, выведенными за обвалование.

Технологические эстакады

В настоящем разделе рассматриваются технологические трубопроводы, укладываемые на эстакадах, отдельно стоящих высоких и низких опорах по территории станции и за ее пределами (от котельной ООО «Родтекст»). Газопроводы среднего давления от ГРП до дожимной компрессорной (длина трассы ~3 км) предполагается проложить надземно по существующим конструкциям. На врезке в существующие газопроводы у ГРП устанавливается отключающая арматура, оснащенная приводом с дистанционным управлением. Газопровод ш200 оснащен звукоизоляцией, которая ограничивает уровень шума до нормальных значений.

На трубопроводе подачи дизельного топлива (ш50) в главный корпус, устанавливается запорная арматура с электрическим приводом для отключения в аварийных случаях.

Высота проектируемых эстакад и высоких опор, обеспечивают габарит проезда над автомобильными дорогами не менее 5 метров в свету, низких опор - до 1 метра.

Для восприятия температурных деформаций трубопроводов используется их самокомпенсация за счет углов поворотов трассы, а при отсутствии этой возможности, путем установки П-образных компенсаторов.

На трубопроводах предусмотрена установка устройств:

? в низших точках трубопроводов - для спуска среды (спускники);

? в высших точках трубопроводов - для выпуска воздуха (воздушники).

Арматура, устанавливаемая на трубопроводах - стальная.

Трубопроводы с температурой среды более 60°С изолируются теплоизоляционными изделиями. Теплоизоляционные конструкции состоят из основного теплоизоляционного слоя, обеспечивающего нормальную работу изолируемых трубопроводов и защитного покрытия. В качестве покровного слоя тепловой изоляции предусмотрены листы металлические.

В зависимости от назначения трубопровода и параметров среды все трубопроводы имеют опознавательную окраску и надписи в соответствии с нормативными документами.

Система обнаружения пожара

Для оповещения персонала в случае возникновения пожара на ЧСЗиК предусматривается система обнаружение пожара.

Для обнаружения пожара в защищаемых помещениях предусматривается установка автоматических дымовых, тепловых пожарных извещателей. На путях эвакуации (лестничных клетках, коридорах) устанавливаются ручные пожарные извещатели. В помещении группового щита управления устанавливаются пульт приемно-контрольный и шкаф пожаротушения.

2. Основные показатели по генеральному плану

электроэнергия тепловой автоматизация комбинированный

Краткая характеристика района и площадки строительства

Под строительство нового энергоисточника используется участок ориентировочной площадью 1 га, находящийся в городе Чагода Вологодской области. Вышеуказанный участок расположен на территории действующего ОАО «Объединенная промышленная компания», который входит в состав УКТХ «Яковлевский».

Указанный участок находится между красильно-отделочной фабрикой и ткацким производством и ограничен существующими зданиями: с восточной стороны - существующим производством, с северо-запада - красильно-отделочной фабрикой, с западной стороны - административным зданием и примыкающей к нему зеленой зоной отдыха. С южной стороны находится грузовой автомобильный въезд на территорию действующего предприятия, через который будет осуществляться доставка химреагентов и дизельного топлива.

Севернее участка строительства на расстоянии, ориентировочно, 3 км размещается существующий ГРП, на территории Центральной котельной. В соответствии с Техническими условиями предусмотрено подключение проектируемого газопровода к существующей ГРС. Прокладка проектируемого газопровода предусмотрена по конструкциям существующего паропровода.

3. Условия и характеристика труда

Для обеспечения безопасной эксплуатации ЧСЗиК будет предусмотрен комплекс мероприятий, включающий:

- выполнение Проекта с учетом требований Российских правил техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей;

- выполнение Проекта с учетом требований «Инструкции по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий»;

- проведение организационных и технических мероприятий по созданию безопасных и здоровых условий труда;

- инструктаж и обучение персонала;

- применение предупредительных надписей и маркировок;

- систематический контроль за соответствием оборудования требованиям стандартов безопасности труда;

- применение персоналом спецодежды и средств индивидуальной защиты (каски, очки, самоспасатели ПДУ-3, СПИ-20, шланговые противогазы и спасательные пояса, веревки и т.д.) в зависимости от характера работ;

- обучение персонала приёмам оказания первой помощи, обеспечение аптечками с набором медицинских средств.

Обеспечению благоприятных и безопасных условий труда способствуют:

- планировочные решения;

- компоновочные и архитектурно-планировочные решения.

Схема генерального плана промплощадки приведена на чертеже 182-Г. Ситуационный план приведен на чертеже 183-Г. Компоновочные решения главного корпуса представлены на чертеже 234-Т, отделения ВПУ - на чертеже 280-Х.

Управление основным оборудованием ЧСЗиК выполняется со щитов управления:

- управление котлами, газовыми турбинами, вспомогательным оборудованием ЧСЗиК осуществляется из помещения щита управления, расположенного в здании главного корпуса;

- управление химводоочисткой, расположенной в пристроенном к ряду «Г» здании главного корпуса, осуществляется из помещения экспресс-лаборатории.

Меры по обеспечению безопасности, сохранению здоровья и работоспособности в процессе труда

К правовым мерам, направленным на обеспечение благоприятных и безопасных условий труда работников, относится соблюдение персоналом ЧСЗиК законов и иных нормативных правовых актов об охране труда, коллективного договора, соглашения по охране труда, других локальных нормативных правовых актов. Контроль за соблюдением работниками нормативных правовых актов, касающихся условий и охраны труда, осуществляет главный инженер.

К организационно-техническим мероприятиям относятся:

- разработка структурными подразделениями и выполнение работниками производственных инструкций, в том числе инструкции по эксплуатации системы обнаружения и тушения пожаров на объектах энергоисточника и инструкций по охране труда;

- организация рабочих мест, технической учебы, изучение ПТЭ, ПТБ, руководящих документов Минтопэнерго РФ, проведение инструктажа и противоаварийных тренировок;

- проведение периодического производственного контроля за состоянием условий труда на рабочих местах, за соответствием производственного оборудования требованиям стандартов ССБТ;

- обеспечение персонала энергоисточника средствами индивидуальной защиты (рабочие, занятые сливом дизельного топлива из цистерн, должны быть обеспечены наголовными щитками типа НБТ) согласно Типовым отраслевым нормам бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам организаций электроэнергетической промышленности, утвержденным постановлением Минтруда РФ № 63 от 16 декабря 1997 г.

В комплекс санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на устранение причин возникновения вредных и опасных производственных факторов на рабочих местах входят:

- мероприятия по защите работающих от производственного шума, вибрации, тепловыделений, выбросов загрязняющих веществ, от поражения электрическим током, от удара молнии;

- производственный контроль за питанием, качеством питьевой воды, условиями труда работающих.

Лечебно-профилактическое обслуживание персонала осуществляется работниками поликлиники, расположенной на территории ЗАО «Чагодощенская энергетическая компания».

4. Генеральный план и транспорт

Компоновочные решения генерального плана

Компоновочные решения по генеральному плану выполнены в увязке со сложившейся существующей застройкой и с учетом технологических связей, противопожарных и санитарных разрывов.

Центральное положение на отведенной территории занимает Главный корпус. В качестве Главного корпуса используется существующее (недостроенное) здание холодильно-компрессорной станции, которое реконструируется в соответствии с технологическими компоновками, а именно: К Главному корпусу, по ряду «Г» пристраиваются помещения в осях 1-4 для размещения котлов-утилизаторов; в осях 8-11 - для размещения Водоподготовительных установок.

В Главном корпусе предусмотрено размещение:

1.1 Отделение газовых турбин и паровых котлов;

1.2 Отделение паровых турбин;

1.3 Отделение котлов-утилизаторов;

1.4 Отделение водоподготовительных установок;

1.5 Электротехнические помещения;

1.6 Установка деаэраторов под навесом.

Со стороны ряда «А» Главного корпуса на расстоянии 30 м к западу размещено хозяйство аварийного дизельного топлива в составе:

- приемная емкость дизельного топлива;

- бак запаса дизельного топлива V=700 м³;

- насосная дизельного топлива.

Дожимная компрессорная станция размещена с северной стороны Главного корпуса на расстоянии 50 м.

К зданиям и сооружениям предусмотрены внутриплощадочные автомобильные дороги технологического и противопожарного назначения с асфальтобетонным покрытием.

Взаимное размещение проектируемых зданий и сооружений ЧСЗиК показано на чертеже №182-Г Схема генерального плана промплощадки.

Решения по организации рельефа

Участок строительства размещен на территории действующего предприятия, перепад абсолютных отметок земли - незначительный: от 145.3 до 146.0 м.

Отметка «чистого пола» Главного корпуса назначена из условия увязки с существующими конструкциями здания и обеспечения водоотвода с прилегающей территории и соответствует 145.70 м.

Для предупреждения затопления территории нового строительства ливневыми и талыми водами предусмотрена проектируемая система ливневой канализации с последующим подключением к существующей. Предусмотрен отвод ливневых и талых вод с кровель в систему ливневой канализации.

Вертикальная планировка на участке строительства предусмотрена выборочная в увязке с существующими отметками окружающей территории, существующих дорог и тротуаров и с обеспечением водоотвода по лоткам проезжей части в пониженные места к проектируемым дождеприемным колодцам.

Перед началом работ предусмотрено снятие плодородного слоя с территории нового строительства и размещение его в резерве для последующего использования при озеленении.

Инженерные коммуникации

Трассировка инженерных коммуникаций предусмотрена с учетом технологии работы ЧСЗиК. Технологические и электрические коммуникации по территории прокладываются надземно на эстакадах, с максимальным использованием, где возможно, конструкций существующих на площадке эстакад. Прокладка газопровода от существующей ГРС до проектируемой Дожимной компрессорной предусмотрена по конструкциям существующей эстакады паропровода.

Остальные коммуникации (водопровод, канализация) прокладываются подземно. В связи со стесненностью условий и насыщенностью района существующими сетями проектируемые подземные сети располагаются на минимально допустимых расстояниях. Схема прокладки инженерных сетей представлена на чертеже №182-Г «Схема генерального плана промплощадки».

5. Автоматизация технологических процессов

Автоматизированная система управления технологическими процессами ПГ ТЭЦ (АСУ ТП ПГ ТЭЦ)

Объект автоматизации

Объектом автоматизации является ЧСЗиК в составе следующего основное оборудование:

? дожимной компрессорной станции топливного газа (ДКС);

? двух газотурбинных установок (ГТУ) с генераторами (ГТ);

? двух котлов утилизаторов тепла выхлопных газов ГТУ (КУ);

? трех котлов - парогенераторов (КП);

? двух паровых турбин с генераторами (ПТ);

? общего технологического оборудования главного корпуса ;

? электрической части;

? водоподготовительной установки (ВПУ);

? хозяйства дизельного топлива.

ДКС, ГТ, КУ, КП и ПТ представляют собой основные функционально законченные технологические участки главного корпуса ЧСЗиК.

Общее технологическое оборудование главного корпуса ЧСЗиК выполняет функции вспомогательных или коммуникационных технологических систем. Принадлежность этого оборудования к функционально законченным технологическим участкам или его принадлежность к вспомогательным технологическим участкам будет зафиксирована PI--диаграммами ЧСЗиК.

ВПУ и хозяйство дизельного топлива представляют собой автономные вспомогательные технологические установки, расположенные вне главного корпуса ЧСЗиК.

Разработка рабочей документации АСУ ТП

Рабочая документация АСУ ТП будет разработана Разработчиком АСУ ТП (НПО «Системотехника») и Генеральным проектировщиком ЧСЗиК (ОАО «Зарубежэнергопроект»).

Разработчик АСУ ТП выполнит следующие части документации АСУ ТП:

? Техническое задание на АСУ ТП;

? Общесистемные решения АСУ ТП;

? Организационное обеспечение АСУ ТП;

? Информационное обеспечение АСУ ТП;

? Техническое обеспечение АСУ ТП

(в части ПТК АСУ ТП и в части присоединений полевых кабелей АСУ ТП к клеммам шкафов ПТК АСУ ПТ);

- Математическое обеспечение АСУ ТП;

- Программное обеспечение АСУ ТП.

Генеральный проектировщик ЧСЗиК выполнит всю рабочую документацию, касающуюся полевого оборудования АСУ ТП (кроме схем присоединений полевых кабелей АСУ ТП к клеммам шкафов ПТК АСУ ТП)

Концепция АСУ ТП ТЭЦ

АСУ ЧСЗиК предполагается распределенной микропроцессорной с функциональными зонами (локальными системами управления) и иерархическими уровнями, с достаточным объемом функций, обеспечивающих автоматизированное управление оборудованием ЧСЗиК во всех режимах ее работы.

Надежность АСУ ТП будет обеспечена соответствующим резервированием ее аппаратных и программных средств, а так же - диагностикой текущего состояния аппаратных и программных средств, предусмотренной в программно-техническом комплексе АСУ ТП. (ПТК АСУ ТП).

Для безопасного, координированного и эффективного функционирования оборудования ЧСЗиК его управление будет организовано из единого поста управления - Группового Щита Управления (ГрЩУ).

Управление вспомогательными технологическими установками, расположенными вне главного корпуса ЧСЗиК, предполагается из соответствующих локальных постов управления.

Для наладки или экстренного управления электрические приводы трубопроводной арматуры и механизмов энергоблока будут иметь индивидуальные локальные посты управления, кроме случаев, когда локальные посты управления не целесообразны по решениям изготовителей основного оборудования ЧСЗиК или в соответствии с нормативными документами.

Стартовые составы работающего оборудования ЧСЗиК или составы оборудования, зависящие от текущих запросов потребителей энергии, и задания на выработку энергии будут определяться и устанавливаться оперативным персоналом ЧСЗиК.

Признаки аварийных ситуаций будут своевременно обнаружены средствами системы управления. Действия, локализующие развития аварийных ситуаций, будут выполняться автоматически по алгоритмам, предусмотренным для функций технологических защит.

Оперативный персонал будет иметь возможность при необходимости корректировать работу оборудования ЧСЗиК из помещения ГрЩУ, изменяя задания или управляя процессом, воздействуя на отдельные исполнительные устройства.

Оперативный персонал не будет иметь возможность отключать технологические защиты и блокировки механизмов, предусмотренные в АСУ ТП.

Факты отключений технологических защит и блокировок механизмов (по любым причинам) будут восприниматься АСУ ТП, как неисправность, с обязательным оповещением об этом оперативного персонала.

Организация АСУ ТП

Локальные системы управления

Локальные системы управления аппаратно и программно будут выделены в составе АСУ ТП:

? для каждого функционально законченного участка технологического оборудования главного корпуса,

? для общего оборудования главного корпуса,

? для электрической части,

? для ВПУ,

? для хозяйства дизельного топлива

Базовыми компонентами некоторых локальных систем управления будут средства систем управления, поставляемые комплектно с соответствующим оборудованием. Это касается ДКС, ГТ, ПТ.

Прочие локальные системы управления будут созданы в полном объеме проектным способом по заданиям изготовителей оборудования и в соответствии с нормами, действующими в энергетике Российской Федерации.

Все локальные системы управления будут подчинены верхнему уровню АСУ ТП для координированного управления оборудованием.

Оборудование ГрЩУ, верхнего уровня АСУ ТП и электронной части локальных систем управления

Аппаратная реализация верхнего уровня АСУ ТП и электронной части локальных систем управления предполагается с использованием компонентов ПТК поставки НПО «Системотехника».

Базовое программное обеспечение будет поставлено в комплекте ПТК.

Рабочие места операторов ГрЩУ будут оборудованы современными микропроцессорными средствами из комплекта ПТК АСУ ТП (цветные мониторы, клавиатуры, манипуляторы, принтеры) без дублирования этих средств обычными приборами, переключателями и кнопками управления. «План размещения оборудования АСУ ТП в помещении ГрЩУ и в помещении электроники и инженера АСУ ТП»

Полевое измерительное оборудование АСУ ТП

Для измерений параметров процесса предполагаются современные полевые приборы известных производителей:

? локальные индикаторы;

? бинарные датчики (реле параметров);

? терморезисторные и термоэлектрические преобразователи с натуральными сигналами связи;

? преобразователи параметров с сигналами связи 4-20 мА.

? анализаторы различных сред с сигналами связи 4-20 мА.

Взаимозаменяемость приборов будет обеспечена использованием приборов от одного изготовителя или использованием аналогичных приборов от различных изготовителей, если использование приборов от одного изготовителя окажется невозможным по каким-либо причинам.

6. Индивидуальное задание

В качестве индивидуального задания рекомендовано рассмотреть Вертикально-фрезерный станок модели 6М12С1.

Вертикально-фрезерный станок модели 6М12П предназначен для фрезерования плоскостей (горизонтальных, вертикальных и наклонных), скосов, уступов и пазов (сквозных и закрытых) разнообразных деталей средних размеров и веса из черных и цветных металлов, а также из пластмасс. Обработка деталей на станке производится концевыми (в том числе и шпоночными) и торцовыми насадными фрезами в условиях единичного и серийного производства.

Для обработки детали необходимо вращение шпинделя с фрезой (главное движение), прямолинейное поступательное перемещение стола в продольном и поперечном направлениях и вертикальное перемещение консоли (движение подач).

Основные части станка и их назначение (рис.1)

ОС -- основание; СТ -- станина (стойка); КПр -- коробка переключения; КС - коробка скоростей; СЛ -- стол; КН - консоль; СК - салазки; КП - коробка подач; ПГ - поворотная головка.

Рис. 1. Основные части и органы управления станка

Станина станка служит для крепления всех узлов и механизмов станка.

Консоль представляет собой отливку коробчатой формы с вертикальными и горизонтальными направляющими. Вертикальными направляющими она соединена со станиной и перемещается по ним. По горизонтальным направляющим перемещаются салазки. Консоль закрепляется на направляющих специальными зажимами и является базовым узлом, объединяющим все остальные узлы цепи подач и распределяющим движение на продольную, поперечную и вертикальные подачи.

Стол монтируется на направляющих салазок и перемещается по ним в продольном направлении. На столе закрепляют заготовки, зажимные и другие приспособления. Для этой цели рабочая поверхность стола имеет продольные Т-образные пазы.

Салазки являются промежуточным звеном между консолью и столом станка. По верхним направляющим салазок стол перемещается в продольном направлении, а нижняя часть салазок вместе со столом перемещается в поперечном направлении по верхним направляющим консоли.

Шпиндель фрезерного станка служит для передачи вращения режущему инструменту от коробки скоростей. От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависит точность обработки. Коробка скоростей предназначена для передачи шпинделю станка различных чисел оборотов. Она находится внутри станины и управляется с помощью коробки переключения. Коробка переключения скоростей позволяет выбирать требуемую скорость без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрых перемещений стола, салазок и консоли.

Поворотная головка крепится к горловине станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости на угол от 0 до D-0.0017 45 град. в обе стороны.

Органы управления станком

На рисунке 2 показаны органы управления вертикально-фрезерного станка 6М12С1. В станке предусмотрено дублирование управления. Органы управления расположены на передней панели станка и с левой стороны.

Включение вращения шпинделя осуществляется спереди кнопкой 15, а с левой стороны - кнопкой 5, выключение вращения шпинделя - кнопкой 6. Импульсное (кратковременное) включение шпинделя производится кнопкой

3. Переключение шпинделя на требуемое число оборотов производят рукояткой 1. Требуемое число оборотов устанавливают поворотом лимба 4, ориентируясь по стрелке-указателю чисел оборотов шпинделя. Направление вращения шпинделя изменяют переключателем 26. Шпиндель станка смонтирован в поворотной головке, которая поворачивается в вертикальной плоскости на угол 45° в любую сторону. Шпиндель представляет собой двухопорный вал, смонтированный в выдвижной гильзе. Выдвижение гильзы вместе со шпинделем производят маховичком 9, а зажим -- рукояткой 10. Включение освещения станка (лампа 8) осуществляется переключателем 7, а включение насоса охлаждения -- переключателем 27. Управление движениями стола осуществляется рукоятками, направление поворота которые совпадает с направлением движение стола. Переключение подач осуществляется с помощью грибка 20 и лимба переключения подач. При этом нажимают кнопку грибка, а пластмассовый грибок отводят на себя до отказа. Затем вращают за грибок лимб и устанавливают требуемую величину подачи. Лимб можно вращать в любую сторону. Включение продольной подачи стола осуществляется рукояткой 12 или 23 (дублирующая). Включение вертикальной и поперечной подачи производится рукояткой 21 или 24 (дублирующая). Для настройки станка на автоматические циклы перемещения стола применяют кулачки 11. Быстрое перемещение стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях осуществляется кнопкой 2 или 16 (дублирующая). Ручное перемещение стола в продольном направлении осуществляется маховичками 13 и 25 (дублирующий), а в поперечном -- маховичком 17. Ручное вертикальное перемещение стола производится рукояткой 18. Консоль на поддерживающих стойках крепится рукояткой 19, салазки на консоли -- рукояткой 22. При нажатии на кнопку 14 («стоп») происходит отключение двигателя от сети и торможение шпинделя. Выключение станка от сети производится главным выключателем 28.

Кинематическая схема станка (рис.2)

Рис. 2. Кинематическая схема станка

Цель главного движения. От электродвигателя мощностью 7,5 кВт через упругую соединительную муфту движение передается на вал I, а свала I на вал II через зубчатую передачу 27:53. На валу II находится тройной блок зубчатых колес, с помощью которого можно передать вращение валу III с тремя различными скоростями через передачи 22:32, 16:38 и 19:35. С вала III на вал IY движение может быть передано также тремя различными вариантами передач: 38:26, 27:37, 17:46. Следовательно вал IY имеет девять различных чисел оборотов (3x3=9). Вал Y получает движение от вала IY через двойной блок зубчатых колес с помощью передач 82:38 и 19:69. Таким образом, вал Y имеет 18 различных скоростей (9х2=18~, От вала Y движение передается навал YI конической зубчатой передачей 30:30, а с вала YI на шпиндель YII через передачу 54:54.

По графику (рис.3) можно написать уравнение кинематической цепи для любого из 18 чисел оборотов. Например, уравнение кинематической цепи для наибольшего числа оборотов шпинделя, nmax, об/мин:

пmах = 1460Ч27/53Ч22/32Ч38/26Ч82/38Ч30/30Ч54/54

Рис.3. -- График частот вращения

Цепи подач. Привод подач осуществляется от отдельного электродвигателя мощностью 2,2 кВт. Через передачу 26:50 получает вращение вал XI, затем через передачу 26:57 -- вал XII. На валу XII находится тройной блок зубчатых колес, сообщающий валу XIII три скорости вращения посредством передач: 36:18, 27:27 и 18:36. На валу XIY находится тройной блок, с помощью которого движение с вала XIII на вал XIY можно передать также тремя вариантами передач 24:34, 21:37 и 18:40. Следовательно, вал XIY имеет девять различных чисел оборотов (Зх3=9), Далее возможны два пути: если подвижное зубчатое колесо 40 с кулачками на торце передвинуто вправо и находится в зацеплении с муфтой Ml, жестко связанной с валом XIY, вращение от вала XIY на вал XY передается непосредственно (через передачу 40:40); если зубчатое колесо 40 введено в зацепление с зубчатым колесом 18 (как показано на схеме), то движение на вал XIY будет передаваться через перебор 13/45 х 18/40 (перебор здесь работает как понижающая передача). Таким образом, коробка подач имеет 18 различных подач: девять при работе без перебора и девять при работе с перебором. Движение с вала XIY на вал XY передается через передачу 40:40, предохранительную муфту Мn при включенной кулачковой муфте М2, а от него на вал XYI посредством передачи 28:35 (муфта МЗ выключена). От вала XYI на вал XYII движение передается через передачу 18:ЗЗ. С вала XYII можно передать все числа оборотов на ходовые винты продольной, поперечной и вертикальной подач.

Так, продольная подача далее осуществляется по следующей цепи: с вала XYII на вал XYIII передачей 33:37, с вала XYIII на вал XIX - через пару конических зубчатых колес 18:16, а с вала XIX на вал XX (ходовой винт продольной подачи) также через пару конических зубчатых колес 18:18. Быстрые перемещения стола во всех направлениях осуществляются при включенной фрикционной муфте М3 (зубчатое колесо 33 жестко фиксируется на валу ХУ; муфта М2 выключена) и осуществляется по следующей кинематической цепи: вращение от электродвигателя подач передается валу XY через зубчатые передачи 26:50, 50:67 и 67:33, и далее по кинематическим цепям рабочих подач.

Электрооборудование и электрическая схема вертикально-фрезерного станка

Шпиндель фрезерного станка получает вращение от асинхронного двигателя мощностью 13 кВт при 141 рад/с через коробку скоростей, которая дает 18 ступеней угловой скорости (от 2,5 до 125 рад/с). Переключение скоростей производится вручную. (рис.6)

Продольное и поперечное перемещения стола (в диапазоне регулирования скоростей (подачи от 10 до 1000 мм/мин) и вертикальное перемещение шпиндельной бабки (в диапазоне регулирования от 4 до 400 мм/мин) осуществляются от двигателя постоянного тока через коробку подач при бесступенчатом электрическом регулировании угловой скорости в диапазоне 10:1.

Электромеханическое регулирование скорости обеспечивает рабочие подачи и быстрые перемещения стола и шпиндельной бабки станка. Изменение направления движения осуществляется электромагнитными муфтами, которые смонтированы внутри корпуса коробки подач. Электромагнитные муфты обеспечивают как независимое включение всех трех перемещений, так и их одновременное действие.

Направление вращения шпинделя задается переключателем ВП. Пуск двигателя шпинделя ДШ для продолжительной работы производится нажатием кнопки КнШ, при этом включаются контактор КШ и реле РП1. Для быстрой остановки двигателя шпинделя следует нажать кнопку КнС1 и удерживать ее в течение 1,5 - 2 с. При этом отключается контактор КШ и включается контактор КТ, обмотка статора присоединяется к выпрямителю и происходит динамическое торможение двигателя.



Рис 4.Электрическая схема фрезерного станка

С отпусканием кнопки КнС1 контактор КТ отключается, и схема приходит в исходное состояние. Наладочный режим, предназначенный для проверки правильности установки обрабатываемых изделий и инструмента, а также для опробования отдельных узлов станка, может быть осуществлен кратковременным нажатием кнопки Кн «Толчок». Двигатель ДШ в этом случае будет работать в течение времени воздействия на кнопку.

Для движений подач применен комплектный привод ПМУбМ. Пуск двигателя подачи ДП производится нажатием кнопки КнП2 и возможен только после включения привода шпинделя и автоматического выключателя ВА2. Якорь двигателя ДП питается от трехфазного магнитного усилителя МУ, рабочие обмотки которого включены через диоды Д1 -- Дб.

Угловая скорость двигателя ДП регулируется от 15 до 150 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю, и от 150 до 300 рад/с ослаблением магнитного потока.

Напряжение управления Uy, поступающее на обмотки управления wy магнитного усилителя и определяющее угловую скорость двигателя в рабочем диапазоне, равно алгебраической сумме напряжений: задающего U3, снимаемого с регулятора -- потенциометра РС; сигнала отрицательной обратной связи по напряжению на зажимах якоря и сигнала положительной обратной связи по току, получаемого с помощью трансформатора тока ТТ и выпрямителя. Ограничение тока якорной цепи при пуске двигателя подачи выполняется с помощью реле РМ.

При включении контактора КП по обмоткам управления проходит ток, больший номинального тока управления, магнитный усилитель «открывается» и пусковой ток двигателя возрастает, реле РМ срабатывает и размыкающим контактом отключает задающее напряжение с обмоток магнитного усилителя. При этом напряжение на выходе магнитного усилителя снижается, а ток якоря уменьшается до значения, при котором реле РМ отключается и замыкает свой контакт. Обмотка вновь подключается к напряжению U3, ток якоря двигателя возрастает, РМ снова срабатывает и т. д. Таким образом, реле РМ будет работать в вибрационном режиме до окончания пуска двигателя ДП.

Для выполнения быстрого установочного перемещения стола или шпиндельной бабки станка необходимо нажать кнопку Кн «Быстро». При этом включается реле РП2, и на обмотки магнитного усилителя независимо от положения движка регулятора РС подается максимальное напряжение. Двигатель разгоняется, и при угловой скорости, близкой к номинальной, включается реле РН1, в цепь обмотки возбуждения вводится добавочное сопротивление, ток возбуждения уменьшается, и двигатель доразгоняется до максимальной скорости (300 рад/с). Быстрое перемещение длится столько времени, сколько будет находиться в нажатом состоянии кнопка Кн «Быстро».

Кроме главного двигателя ДШ и двигателя подачи ДП станок имеет еще два небольших короткозамкнутых двигателя (на схеме не показаны) для насосов смазки и охлаждения, а также узел схемы, посредством которого осуществляются переключения электромагнитных муфт механизмов подачи стола и шпиндельной бабки. Зашита двигателей шпинделя, насосов смазки и охлаждения от длительных перегрузок осуществляется тепловым реле.

Общий вид представлен на рис.7: 1- станина, 2- электрооборудование, 3 - пульт управления, 4- станция управления,5 - консоль, 6 - смазка консоли, 7- узел установки линек для отсчета перемещений, 8- механизм вертикального хода консоли с нагрузкой, 9- гидрооборудование, 10 - гидростанция,11- переключение скоростей, 12 - стол, 13 - коробка скоростей, 14 - головка фрезерная, 15 - принадлежности, 16 - ограждение.

Размещено на Allbest.ru