Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Перед современной энергетикой стоят задачи о повышении общего КПД генерирующих установок, широкое применение энергосберегающих технологий, мобильность энергетики. На сегодняшний день реализован целый ряд инноваций. Например в ряде газотранспортных систем перед крупными потребителями газа ( а это в первую очередь объекты энергетики) установлены и успешно работают турбодетандеры, позволяющие не только понижать давление газа перед потребителем, но и вырабатывать дополнительную мощность (около 55-85 кВт на каждую 1000 метров кубических прокаченного газа). Регулирование технологических процессов с регулируемым частотным преобразованием элекроприводов значительно повысило эффективность процессов автоматики.

Применение газотурбинных установок в энергетике значительно упрощает задачу ввода новых генерирующих мощностей. Рабочее тело в газотурбинном двигателе - продукты горения газа, соответственно нет необходимости в конденсаторных установках и прудах охладителях или градирнях. Около 38% тепловых потерь паровых турбин приходиться именно на конденсатор. Самые лучшие паросиловые установки дают 330-350 грамм условного топлива на кВт/час, в то время как ГТУ совместно с котлом-утилизатором дают до 250 грамм условного топлива на кВт/час. В то же время нет необходимости в каких-нибудь гидротехнических сооружениях. Современные технологии турбостроения позволяют говорить о сроках эксплуатации ГТУ сравнимых с паровыми турбинами.

Управление технологическим процессом на ГТУ осуществляется с применением самых современных программно-технических комплексов АСУ ТП. АСУ ТП выполнена на базе программируемых контроллеров типа S7-400, резервирование применено в подсистемах АСУ защит и блокировок и авторегулирования. АРМ оператора (операторская станция) - основное рабочее место. Кроме того

1. Система автоматики

интерфейс операторский сервер контроллер

1.1 Описание технологического процесса

Газотурбинная установка Симменс SGT 700 представляет собой газотурбинный двигатель. Газ поступает в камеру сгорания под высоким давлением (30 кГс/см2), где смешивается с воздухом такого же давления и поджигается.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воздух проходит 2ступенчатое сжатие компрессоров КНД (компрессор низкого давления) и КВД (компрессор высокого давления). Забор воздуха проходит на воздухозаборниках. Расход воздуха зависит от нагрузки, составляет от 55 до 120 кг/с. При некоторых атмосферных условиях воздухозаборники могут обмерзать. Привод компрессоров КНД и КВД осуществлен посредством работы 2 турбин - ТНД (турбина низкого давления), ТВД ( турбина высокого давления). Вращение турбин при запуске происходит от стартеров, в работе ГТУ - посредством работы рабочего тела, горящей смеси газа и воздуха. После прохождения лопаток ТНД и ТВД оставшаяся энергия рабочего тела идет на совершение полезной работы - вращение силовой турбины, жестко связанной с валом генератора.

Программно-технический комплекс предназначен для управления технологическим процессом по управлению тепловыми процессами. АОС (анти обледенительная система) является потребителем тепла; в то же время этиленгликоль используется и как теплоноситель для удаления тепла в масляном теплообменнике. Объектом управления ПТК является оборудование насосной этиленгликоля и компрессорной инструментального воздуха. Важным свойством этиленгликоля является его способность сильно понижать температуру замерзания воды. Водный раствор, содержащий 40 объемных % этиленгликоля, замерзает при --25°С, а 60%-ный водный раствор при -- 40°С. Поэтому этиленгликоль с успехом применяется для приготовления антифризов. Этиленгликоль СН2ОН--СН2ОН -- вязкая бесцветная жидкость со слабым запахом и сладким вкусом. Температура кипения 197° С. Этиленгликоль используется как теплоноситель в системе анти обледенительной системы (АОС). При заборе воздуха при температуре от -10Со до +10Со и влажности 80% возможно появление льда. Это обстоятельство существенно ухудшает проход воздуха. Кроме того, часть тепла нужно использовать для обогрева датчиков, отдельных узлов и агрегатов там, где это необходимо. При работе ГТД подшипники двигателя омываются маслом, очевидно будет выделяться тепло. Излишнее тепло ведет к старению масла, что в свою очередь, может привести к поломке двигателя. Поэтому в этом случае этиленгликоль уносит это тепло от масла и отдает технической воде в теплообменнике. Охлаждение масла в теплообменнике зависит от расхода и темперутуры этиленгликоля, теплообменник находиться на двигателе. В работе рассматривается система регенерации (восстановления) раствора этиленгликоля. Попитка раствором этиленгликоля реализована системой «Reflex», которая выдает в бак подпитки. Система охлаждения газотурбинного двигателя. На схеме этиленгликоль голубого цвета, вода - зеленого. Этиленгликоль движется по контуру благодаря работе насосов НОГт (1,2,3).Тип насоса NB 80-200/211 производства фирмы «Grundfos». Тепло с этиленгликоля снимается в теплообменниках за счет циркуляции воды (насосы НОВ -1,2,3). Подпитка этиленгликоля происходит из установки «Reflex», где происходит подготовка раствора этиленгликоля и воды. Компрессорная установка поддерживает нужное давление в системе управления пневмоприводами. Критичным для установки является давление на напоре насосов НОГт, уровень этиленгликоля в резервуаре, перепад давлений на фильтрах технической воды, давление на напоре насосов НОВ (насосы охлаждающей воды), расход технической воды.

Система анти обледенения в работе находиться только по условиям алгоритма (температура наружного воздуха, влажность). На схеме цветовое решение для воды и этиленгликоля то же, водяной пар - красного цвета. В качестве носителя для АОС используется раствор этиленгликоля. Этиленгликоль получает тепло от парав теплообменниках, сконденсированная вода удаляется конденсатными насосами из бака сброса конденсата. Далее теплый этиленгликоль поступает на теплообменники АОС. Система включается при работающем ГТД при следующих атмосферных условиях : температура воздуха от -10 С до +10 С, влажность 80%. Движется этиленгликоль в контуре за счет работы насосов НАС (1,2,3). Критичными параметрами для технологического процесса представляются : температура, давление, расход греющего пара, уровень конденсата воды в теплообменниках, уровень конденсата в баке сбора конденсата; температура, давление, расход на сливных насосах из бака сброса конденсата; температура, давление, расход на подаче этиленгликоля в теплообменники АОС и собственных нужд ГТУ, давление на напоре насосов этиленгликоля, уровень этиленгликоля в баке подпитки, температура раствора этиленгликоля на выходе из установки «Reflex».

1.2 Управление технологическим процессом

Система позволяет эффективно решать все основные задачи по контролю и управлению указанным оборудованием. Управление осуществляется непосредственно с автоматизированного рабочего места оператора («АРМ оператора»).Оператор должен пройти курс обучения методам работы с системой и иметь допуск к работе. Пользователи ПТК АСУ ТП должны знать в необходимом объеме достаточном для эффективной и безопасной эксплуатации ПТК следующую документацию:

· проектную документацию;

· техническое описание ПТК;

· руководство пользователя.

Система предназначена для:

· для отображения состояния технологического оборудования;

· для контроля параметров системы;

· для управления технологическим оборудованием.

Система реализует следующие функции информационные:

· сбор и первичная обработка входной информации;

· контроль достоверности входной информации;

· отображение информации;

· технологическая сигнализация;

· регистрация информации;

· документирование информации.

управляющие:

дистанционное управление;

· технологические защиты;

· технологические блокировки;

· автоматическое регулирование.

· вспомогательные:

· тестирование и самодиагностика ПТК;

· справочная информация и т. д.

Оператор является пользователем системы АСУ ТП и область его контакта с системой ограничивается «АРМ оператора». Для долговременной и успешной эксплуатации системы требуется выполнять необходимые условия. Необходимыми условиями функционирования системы являются эксплуатационные требования, предъявляемые к технологическому оборудованию: температура, влажность, вибрация, электромагнитное излучение и другие виды воздействий.

Основным рабочим местом оператора по ведению технологического процесса является автоматизированное рабочее место оператора - «АРМ оператора». Все операции по управлению объектом с «АРМ оператора» ведутся c операторских станций с помощью основного устройства - координатного указания («мышь»). В качестве дополнительного устройства управления используется клавиатура. Ход технологического процесса контролируется по видеокадрам на экранах мониторов.

«АРМ оператора» состоит из нескольких (не менее двух) полностью взаимозаменяемых информационно-управляющих операторских станций, обеспечивающих:

· получение информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования;

· получение информации о значениях аналоговых параметров;

· получение информации о срабатывании блокировок и сигнализации;

· получение информации о диагностике оборудования;

· возможность дистанционного управления механизмами;

· возможность подтверждения технологической сигнализации;

· возможность включения/отключения автоматических регуляторов;

· возможность изменения задания автоматическим регуляторам;

· возможность изменения параметров настройки автоматических регуляторов (при наличии санкционированного доступа);

· возможность изменения блокировок, сигнализации (при наличии санкционированного доступа);

· возможность ввода/вывода блокировок (при наличии санкционированного доступа);

· возможность доступа к базе данных системы (серверу);

· получение дополнительной информации по датчикам сигналов и дискретной сигнализации;

· возможность распечатки информации по запросу оператора-технолога в виде отчётных таблиц, справок, протоколов, сообщений, ведомостей и т. д

Под управлением технологическим процессом в общем случае понимается:

· контроль за ходом технологического процесса: контроль параметров, состояния механизмов, блокировок, сигнализации, другой информации и событий;

· управление технологическим оборудованием: управление механизмами, автоматическими регуляторами и другими устройствами.

· изменение параметров настройки: блокировок, технологической сигнализации, выдержек времени, параметров настройки регуляторов и т.д.

Ведение технологического процесса оператор осуществляет, выполняя следующие основные операции:

· контроль значений технологических параметров;

· управление регулирующими устройствами;

· управление механизмами;

· переключения в технологических схемах (изменение алгоритмов работы оборудования);

· выполнение операций по управлению блокировками, сигнализацией;

· выполнение операций по управлению автоматическими регуляторами.

Управление всем оборудованием осуществляется с виртуальных блоков управления оборудованием, к которым относятся кнопочные посты и блоки управления, панели управления вспомогательными устройствами.

При взаимодействии оператора с ПТК при выполнении функций управления с «АРМ оператора» порядок выполнения действий следующий:

· выбор мнемосхемы;

· выбор объекта управления на мнемосхеме;

· вывод на видеокадр устройства управления;

· производство команд управления;

· контроль выполнения поданных команд.

Для выбора служебных экранов необходимо нажать соответствующую кнопку.

- сигнализация;

- квитирование текущего окна;

- включение/отключение звуковой сигнализации;

- графики значений;

- конфигурация системы;

- руководство пользователя.После нажатия на данную кнопку

Размещено на http://www.allbest.ru/

появляется экран сигнализации:

Размещено на http://www.allbest.ru/

* на красном фоне - аварийная сигнализация, неподтвержденная;

* на сером фоне красный текст - подтвержденная аварийная сигнализация;

* желтый цвет - предупредительная;

* белый цвет - отказ оборудования;

* бирюзовый - системные события;

* зеленый - действия операторов.

Первая колонка «@» - признак появления сигнализации:

«+» - пришедшая сигнализация;

«-» - ушедшая (возвратившаяся в норму) сигнализация;

«*» - подтвержденная сигнализация.

Графики значений различных аналоговых сигналов (температура, расход, давление и др.) отображаются как в реальном времени, так же и архивируются. После нажатия на кнопку

Размещено на http://www.allbest.ru/

имеется возможность отобразить информацию в виде графиков по одному или группе сигналов.

Для выбора сигналов необходимо нажать кнопку:

Размещено на http://www.allbest.ru/

После нажатия кнопки появится диалоговое окно

Размещено на http://www.allbest.ru/

В данном окне необходимо выбрать необходимый сигнал и получить информацию о выбранном сигнале в идее графика. Для этого выбираем «Вид», «Объект», «Тип». Из появившегося списка выбираем необходимый сигнал.

Помечаем какой по какому параметру необходим график .

Повторив операцию выбора можно добавить еще сигналы для отображения на графике.

Основные закладки диалогового окна параметров:

* Trends - список отображаемых сигналов;

* Fonts - настройка шрифтов;

* Time axes - установка временного интервала для отображения данных;

* Value axes - установка шкалы.

1.3 Диагностика сервера, контроллеров

После нажатия на данную кнопку появляется экран:

В данном экране выводится информация о состоянии текущего сервера. Система для повышения отказоустойчивости имеет в своем составе два взаимно резервируемых сервера. В случае отказа сервера или сетевого соединения с сервером происходит автоматическое переключение на резервный сервер. Дополнительных действий со стороны оперативного персонала для переключения серверов не требуется. Диагностика контроллера. После нажатия на данную кнопку появляется экран:

В данном экране выводится информация о состоянии контроллера. Каждый кон-троллер для повышения отказоустойчивости имеет в своем составе два модуля центрального процессора. Переключение модулей центральных процессоров происходит автоматически. Диагностические сообщения позволяют оценить состояние контроллера и оперативно его обслуживать.

1.4 Управление электроприводом

Управление электроприводом задвижки проводиться в следующем порядке: перед выполнением команд управления, необходимо убедиться в готовности к выполнению команд. Готовность к выполнению команд - устройство на экране окра-шено в отличный от белого цвет и нет сообщений об ошибках;

· выберите в окне управления объектом на видеокадре кнопочный пост управления, для чего нажмите левой кнопкой мыши на выбранном объекте;

· произведите необходимые операции по управлению, нажимая кнопки с соответствующими символами на появившемся кнопочном посту.

· ход выполнения команды отображается в виде индикатора отградуированного в процентах.

По окончанию операций по управлению запорным органом уберите с рабочего поля видеокадра кнопочный пост, для этого достаточно подвести курсор к символу данного устройства и произвести ввод

При отсутствии контролируемых системой дискретных сигналов схемы управления символ задвижки окрашивается белым цветом.При наличии контролируемых системой сигналов символ задвижки окрашивается в следующие цвета:

- зеленый - закрыт

- красный - открыта.

- окрашен наполовину красным и зеленым - находится в промежуточном положении

Управление регулирующим клапаном проводиться в следующем порядке:

· перед выполнением команд управления, необходимо убедиться в готовности к выполнению команд. Готовность к выполнению команд - устройство на экране окрашено в отличный от белого цвет и нет сообщений об ошибках;

· выбрать в окне управления объектом на видеокадре кнопочный пост управления, для чего нажмите левой кнопкой мыши на выбранном объекте;

· произвести необходимые операции по управлению, нажимая кнопки с соответствующими символами на появившемся кнопочном посту.



· для перевода регулятора в автоматический режим нажмите кнопку - символ руки поменяется на круговые стрелки. Повторное нажатие на данную кнопку - регулятор переходит в ручной режим.

· ход выполнения команды отображается в виде индикатора отградуированного в процентах.

· по окончанию операций по управлению запорным органом уберите с рабочего поля видеокадра кнопочный пост, для этого достаточно подвести курсор к символу данного устройства и произвести ввод.

В свою очередь сообщения сгруппированы по оборудованию. Для активных элементов схемы, таких как, например трансформаторы, сообщения сигнализации выводятся непосредственно на мнемосхемах (рядом с элементами). На мнемосхеме «Сигнализации» сгруппированы по функциональному назначению. Аварийной ситуацией считается потеря напряжения, отказ всей системы или отдельных подсистем, препятствующие дальнейшей ее эксплуатации, а также аварийные техно-логические причины. При возникновении аварийной ситуации необходимо отключить основное оборудование, воздействуя на кнопки отключения основного оборудования, расположенные на панели аварийного отключения.

1.5 Паспорт объекта

Выберите объект управления:

Для этого наведите указатель мыши на необходимый объект управления и щелкните левой кнопкой мыши. В появившемся окне нажмите кнопку «Привязки» или «Схема».



«Привязки»:

Где, например, хорошо видно дискретные входные сигналы, дискретные выходные сигналы, адреса подключений в контроллере. А15 «ход на открыто»-напряжение 220 в переменного тока появиться во время хода задвижки на открытие, сигнал снимается с катушки магнитного реверсивного пускателя в сборке задвижек и приходит в контроллер дистанционного управления. Вкладка «Привязки» дает адрес (номер шкафа, модуль, номер канала, адрес подключения), стойка где расположен клемник внешних подключений); название сигнала и его обозначение, имя тэга (тэг соответствует агрегату или устройству), номер в базе данных (адрес в дереве проекта). Таким образом, по запорной арматуре входные сигналы : А11-«не открыто», А19-«не закрыто», А15- ход на открытие, А23- ход на закрытие. Выходные сигналы: А12 - замыкание контакта А11 А12- команда «открыть» (КО_1), А20 - замыкание контакта А19 А20 - команда «закрыть» (KZ_1). Перевод в ремонт - «RM», нажатие кнопки снимает любые управляющие воздействия как оператора, так и АСУ (управление от защит и блокировок), квитирует (обнуляет триггеры) ошибки. Повторное нажатие приводит к возращению к рабочему состоянию. Указатель положения задвижки не имеет привязки, положение задвижки определяется соотношением временем полного хода задвижки и фактическим временем хода до останова.

Для регулирующей арматуры характерны аналоговые входные и выходные сигналы, дискретные выходные и входные. Аналоговый входной - положение регулирующего клапана - 4…20 мА, выходной - команда на разворот регулирующего клапана (регулятор в автоматическом управлении), в некоторых режимах (при рассогласовании большем, чем допуститмым, положения клапана и командой на разворот) команда снятия с «автомата». Дискретные сигналы - сигналы от концевых выключателей, положения «открыто», «закрыто».

1.5 Функциональная схема средств автоматики

Под нижним уровнем АСУ принимается источники аналоговых, дискретных, частотных сигналов; устройства, механизмы - получатели дискретных и аналоговых сигналов. Модули входных и выходных сигналов, устройства связи с объектом.



Информация «снизу» представляет собой аналоговый сигнал 4-20 мА, дискретный сигнал типа «да» и «нет» (замкнутый или разомкнутый контакт соответственно); частотные сигналы - это как правило, сигналы с датчиков оборотов. Соответственно модули могут быть AO, AI (аналоговый выходной, аналоговый входной), DO,DI (дискретный выходной, дискретный входной), FI (частотный входной). Аналоговые входные сигналы это : температура, давление, уровень, расход, положение регулирующего органа, химанализ. Аналоговые выходные сигналы - сигналы управляющих воздействий на какой либо клапан, шибер и т.д. Дискретные входные сигналы это сигналы положения арматуры, состояния агрегатов. Дискретные выходные сигналы - управляющие воздействия на арматуру, агрегаты. На внешней панели индикация состояния (наличие/отсутствие дискретных сигналов, опрос аналоговых) отображена свечением диодов по каждому каналу.

На модуле источника питания контроллера индикация состояния питания. Выше по иерархии находятся PLC - программируемые контроллеры. В контроллерах по записанным алгоритмам проводятся логические операции с воздействием на нижний уровень.

Контроллеры защит и блокировок дублированы, отказоустойчивы. Система автоматического управления насосной этиленгликоля построена на базе контроллеров S7-400

Для безотказной работы АСУ компрессорной этиленгликоля питание шкафов дублировано ИБП.

1.6 Аварийные режимы работы

Контроллеры защит и блокировок дублированы и отказоустойчивы. Работают по заложенным в них алгоритмам вне зависимости от действий оператора. Даже в случае сбоев операторской станции, сервера действие защит будет определяться выходом на критические параметры процесса.

Лишь в случае потери питания и не срабатывания АВР питания, а также отказа устройств бесперебойного питания возможен отказ контроллеров защит и блокировок. Резервирование питания контроллеров двухуровневое. Ввод запитывается с рабочего фидера, резервный запитан но не введен в работу. В случае отказа рабочего фидера ввод запитывается с резервного. В случае отказа и резервного система запитывается в аварийном режиме с ИБП. Емкость батарей постоянного тока рассчитана на 48 часов работы.

Интерфейс операторской станции позволяет быстро и правильно ориентироваться в сообщениях. Вмешаться в действие защит невозможно. Для проведения опробования и в случае возможности явно ложной работе защит предусмотрено вывод защит на сигнал. Но эта задача реализована на другой машине, инженерной станции. Оператор не может иметь доступа к этой машине.

В алгоритмах защит могут быть прописаны параметры указывающие на возможность ложного срабатывания защит. К ним можно отнести скорость изменения сигнала, обрыв канала, отказ датчика. Аварии не возникают без причин, у всех процессов есть своя история. Система сообщений оператору построена учитывая иерархию опасностей тревог. Благодаря чему квалифицированный персонал имеет возможность выйти из аварийного режима или минимизировать последствия аварии или отказа оборудования.

2. Описание технических средств

2.1 Нижний уровень АСУ

Всю нижнюю часть АСУ можно представить следующим образом

1. Привода электрифицированные, пневматические на регулирующую арматуру. АСУ выдает аналоговые сигналы - команды управления. Получает аналоговые сигналы позиционирования регулирующих органов.

2. Привода электрифицированные, пневматические на запорную арматуру. АСУ выдает дискретные сигналы - команды управления. Получает аналоговые и дискретные сигналы позиционирования задвижек.

3. Датчики химанализа. АСУ получает аналоговые сигналы от установленных датчиков.

4. Пирометрия. Сигналы от термоЭДС, термометров сопротивления могут быть как аналоговыми (4…20мА), так и в формате требующем обработки (например термоЭДС - мВ).

5. Расход, давление, уровень - принципиально датчики этих величин построены на преобразовании чувствительным элементом давления (или разности давлений) в токовый сигнал. АСУ «видит» датчик, контроллер является одновременно источником питания датчика и устройством принимающим сигнал 4…20 мА постоянного тока.

6. Датчики механических величин - вибрации, осевого сдвига - отправляют в АСУ аналоговый сигнал 4…20 мА. Принцип работы датчика виброскорости - пьезоэлектрический эффект. Осевой сдвиг, эксцентриситет вращения - эти датчики работают с чувствительным индукционным элементом. Датчики скорости вращения выдают в АСУ частотные сигналы. Чувствительный индукционный элемент «считывает» с маховика количество импульсов при вращении. Каждый импульс соответствует прохождению зубца маховика через индукционное магнитное поле чувствительного элемента.

7. Существуют устройства с интеллектуальными функциями. Сигналы от этих устройств не аналоговые или дискретные; от устройства идет цифровой сигнал. Протоколы в промышленных локальных вычислительных сетях (ЛВС) могут быть различными. Для совмещения этих устройств строятся подсети, работа подсети идет через коммуникатор, своего рода переводчик с одного протокола на другой.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На сегодняшний день хорошо себя зарекомендовали исполнительные механизмы МЭО, МЭОФ (фланцевый),МЭП,МЭМ производства Чебоксарского ММЗ, запорная арматура «Тула электропривод», Чеховский арматурный завод, датчики положения МСП; датчики уровня, расхода, давления «Метран»; термопары ХК, ХА, термосопротивления ТСП50, ТСМ100 и другие. Вместе с тем на современном производстве находят широкое применение различные устройства зарубежных производителей, как мировых лидеров, так и пока мало известных у нас производителей. Датчики перемещения регулирующих органов индукционного типа. В основе работы лежит принцип изменения индуктивности соленоида при перемещении в нем магнитопровода. Например датчики БСПТ 10, токовый выход 0…5 или 4…20 мА, в схемах МЭО эти датчики запитываются БП 20, БП 20 выдает при любых режимах 30 В. В конструкциях новых МЭО отказ от электромагнитного тормоза в пользу механического значительно улучшили эксплуатационные характеристики исполнительных механизмов.

В основе работы термопары лежит эффект возникновения ЭДС на спае разных металлов при изменении температуры. Термопара является источником сигнала. ХК, ХА позволяют измерять температуры от 600 до 1200 Со , с точностью от 1до 3 %. Сигнал от термопар (мВ) может быть преобразован в токовый 4…20 мА. Физический принцип работы термосопротивлений состоит в изменении зависимости сопротивления проводника от температуры. Схемы термосопротивлений могут быть как 2, 3, 4 проводные. Контроллер выступает в роли источника питания этой цепи. Термосопротивления дают широкий диапазон измерений с высокой точностью и быстрым реагированием на изменения температуры.

В основе работы датчиков химанализа стоит принцип разбалансированного моста Уитстона. Одно из плечей меняет сопротивление. Как правило это связано с температурой : кислород (азот, оксиды азота) обладает парамагнитными свойствами, следовательно в магнитном поле будет двигаться, охлаждая при этом переменное сопротивление. Химический анализ воздуха на наличие природного газа это выгорание газа, соответственно будет меняться температура и сопротивление одного из плечей моста.

В основе работы датчиков давления, расхода, уровнемеров лежит воздействие среды на чувствительный элемент. В результате вырабатывается токовый сигнал 0…5 мА, 4…20 мА («Метран» и другие современные датчики).

В основе работы датчиков пламени лежит принцип изменения сопротивления при наличии излучения. При высоких температурах и большой вибрации ( что характерно для ГТУ) применяют оптоэлектронные датчики горения газа.

2.2 Образцы новейших устройств

Рассмотрим некоторые из них

Датчики давления, расхода, уровня - можно отнести к одному семейству. Физический работа этих датчиков основана на преобразовании давления в электрический сигнал чувствительным элементом.

Датчики SITRANS могут взаимодействовать с совместимыми с PROFIBUS системами управления, такими как SIMATIC PCS 7 и другие.

Для нормальной работы стандартной пневмоприводной арматуры давление воздуха в линии должно быть не более 8 кГс/см2. Все приводы имеют смазку, которой должно хватить на всю рабочую жизнь прибора. Приводы могут устанавливаться на одной оси с клапаном, либо под углом 90 градусов к направлению потока в нем. Здесь рассмотрим пневматические привода фирмы Norbro, серии 39R/40R, производства Великобритании. Диапазон рабочих температур от -20 до +150. Крутящий момент от 10 до 150 Нм.



На рисунках изображены кинематические схемы работы пневмоприводов.

Из рисунков легко видеть принцип работы привода. Рабочее тело (воздух) совершает работу, перемещая поршни по цилиндрам. Движение через зубчатую передачу передается на ось шибера, захлопки.



Пьезодатчик скорости колебаний поверхности разработан для измерения абсолютной скорости колебаний корпусов подшипников. В основе имеет твердотельное измерительное устройство, предоставляющую собой специальный пьезоэлектрический акселерометр со встроенной электронной схемой.Эти устройства устойчивы к механическим воздействиям, благодаря чему нашли широкое применение в измерении виброскоростей. Чувствительность 3,94мВ/мм/с на частоте 100 Гц, частотная характеристика от 4,5 до 5 кГц +(-) 3,0 дБ, от 6,0 до 2,5 кГц +(-) 0,9 дБ.

Температурные датчики серии ТМ50.

Pt100 имеет трехпроводный выход, Pt1000 - двухпроводный. Корпус соответствует стандарту IP65, без дисплея.

Платиновое сопротивление - сопротивление с положительным температурным коэффициентом. Чем выше температура, тем выше сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры имеет выраженный линейный характер. Так, например при t=0 R=100Ом, при 100 градусах Цельсия сопротивление возрастет до 138,5 ( Pt100).

Реле, контакторы, пускатели применяемые в современных схемах автоматических устройств могут быть контактные электромагнитные, бесконтактные электронные. Основная функция реле - замыкание, размыкание цепей. Реле имеет такие характеристики, как время срабатывания, время отпускания, температурные режимы работы, срок службы. Контактные группы электромагнитных реле могут быть герметического исполнения. Рассмотрим некоторые образцы :

Размещено на http://www.allbest.ru/

14 штифтовое, миниатюрное, 4-полюсное, съемное. Эксплуатация при температуре окружающей среды от -40 до +80, время срабатывания 10 мс, время отпускания 6 мс.срок службы от 10 до 20 млн (переменный/постоянный ток).

Предназначены для работ в цепях защит и блокировок. Световая индикация состояния, высокая ударная и вибро устойчивость. Низкая потребляемая мощность.

3. Экономическая часть

Коэффициент полезного действия отдельно взятой газотурбинной установки не более 35%, что даже ниже чем у паросиловой. Но рабочее тело в ГТУ - раскаленная смесь воздуха и продуктов горения газа, которую не надо конденсировать и достаточно не сложно утилизировать. Вследствие этого удельные расходы энергоблоков ПГУ снижаются до 250 гр/кВт час условного топлива, с температурой уходящих газов 60 Со. Большая часть тепловых потерь энергоблоков с тпаровыми турбинами конденсаторного типа (38%) приходиться именно на конденсатор.Утилизация низкотемпературного сбросного тепла из конденсатора не всегда экономически оправдана. Производство тепловой энергии из этого тепла с более высокой температурой возможно с помощью тепловых насосов, оборудования дорогостоящего, с невысоким кпд. Обеспечение низкого вакуума в конденсаторе важнейшее условие экономичности производства электроэнергии на турбоагрегатах конденсаторного типа.На 1% улучшения вакуума приходиться 1200 кВт (данные по паровому турбоагрегату К160-130, мощностью 150 Мвт) Прозводство электроэнергии на ТЭЦ, где проходит более полная утилизация тепла отработанного пара последней ступени турбины, не может покрыть потребности промышленности в электроэнергии.Энергетическое оборудование на ТЭЦ имеет теплофикационный цикл.

Предоставляется очевидным, что строительство ГТУ значительно дешевле паросиловых установок. Нет необходимости в строительстве гидротехнических сооружений, меньше вредных выбросов в атмосферу, компактное строительсво энергетических объектов. Сроки окупаемости меньше. Обслуживающего персонала, оборудования нужно меньше. Средний срок окупаемости проектов ГТУ с выработкой электроэнергии составляет 7,5 лет на 25 Мвт установленной мощности ГТУ.

Заключение

В данной работе была рассмотрена система регенирации этиленгликоля на ГТУ Симменс. Система технологического охлаждения ГТУ включает в себя отвод излишнего тепла от масла, омывающего подшипники двигателя.Горение газа создает температуру более 1400 градусов, коэффициент избытка воздуха в ГТУ значительно выше, чем в котельных установках. Для горения газа в котлах с динамическим разрежением топки коэффициент избытка может быть от 1,2 до 1,4. Уходящие газы из топки котла содержат до 2,5 % кислорода при соблюдении технологии. В то время как выхлоп газовой турбины может содержать до 15 % кислорода. В воздухе принято считать кислорода 20 %. Легко посчитать коэффициент избытка воздуха.Этот избыток воздуха необходим не столько как для охлаждения проточной части ГТУ, сколько для обеспечения полного химического сгорания топлива. Газ в ГТУ приходит под магистральным давлением (30 кГс/см2). Сжатие воздуха проходит в 2 цикла.Температура уходящих газов выхлопа ГТУ может быть до 450-490 градусов.Утилизация этой тепловой энергии дает существенный рост общего кпд.

Угловые скорости вращения КНД (компрессора низкого давления), КВД (компрессора высокого давления), ТНД (турбины низкого давления),ТВД (турбины высокого давления) велики. И если добавить сюда высокую температуру рабочего тела, становиться ясным что управлять процессом задача не простая.Одно из условий успешной работы - устойчивая и надежная работа системы смазки подшипников ГТУ. Качество масла во многом определяет надежность работы двигателя.

В работе также был сделан анализ человеко-машинного интерфейса операторской станции, архитектуры проекта АСУ; рассмотрены зарубежные новейшие датчики и устройства.

Список литературы

1. Ольховский Г.Г. Тепловые испытания стационарных газотурбинных установок. «Энергия». Москва.1991г.

2. Шварц В.А. Конструкции газотурбинных установок. «Машиностроение». Москва.1970г.

3. Уваров А.В. Газовые турбины и газовые установки. «Энергия».Москва.1989г.

4. Инструкция по эксплуатации ГТУ Симменс SGT700

Размещено на Allbest.ur