Қазандық қондырғыларынан шығатын шуды есептеу
7
8
9
10
Аңдатпа
Осы дипломдық жобаның тақырыбы - жылуэлектрстанциясындағы
турбина алдындағы бу қысымын реттеуді автоматтандыру болып табылады.
Осы жұмыс қазанның технологиялық үрдісінің
бейнелеуінен,
приципиалдық - технологиялық сұлбасын жасаудан тұрады. Автоматтандыру
сұлбасы жасалып, қажетті құралдар таңдалған, реттеуіштің параметрлері
есептеліп,жүйе орнықтылыққа зерттелген және контроллерде объектті
автоматтандыру жүйесінің бағдарламасы жазылған.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары есептелінген және экономикалық
тиімділігі анықталған.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде
қазандық
цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесі жүргізілген.
Аннотация
Темой данного дипломного проекта
является автоматизация
регулирования давление пара перед турбиной в теплоэлектростанции .
Данная работа включает в себя описание технологического процесса,
разработку принципиально - технологической схемы котла. Разработана
схема автоматизации, осуществлен выбор необходимого оборудования,
система исследована на устойчивость, произведен расчет параметров
регулятора
и написана программа системы автоматизаций объекта на
контроллере.
В экономической части был расчитан строительно-пользовательский
расход автоматизированной системы котла и была определена экономическая
эффективность.
В разделе безопасности жизнедеятельности произведен расчет шума
оборудования котельного цеха.
Annotation
Crown given diplom project be automation of regulation pressure steam in
front of turbine in thermal power station.
Given the job includes in itself description of technological process,
elaboration principled - technological scheme boiler. Developed the scheme
automation, significant choice the necessary equipment, system exploring on
stability, to produce calculation parameters adjaster and written the program of
system automations object on controller.
In economic part would calculation structural-user's expenditure of automated
system boiler and was spotting the economic efficiency.
In division safety life activity to produce calculation a noise equipments
boiler-room shop.
11
Мазмұны
Кіріспе
1 Негізгі бөлім
1.1 Бу қазандығында бу алудың технологиялық сұлбасы
1.2 Автоматты басқару теориясы және оның элементтері бойынша
талдау
1.3 Өзектілік
1.4 Бу қазандығында автоматтандыруды техникалық-программалық
жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
1.5 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.6 Есептің қойылуы
2 Арнайы бөлім
2.1 Бу қысымын реттеудің автоматтандыру жүйесі
2.2 АРЖ буындары және жүйенің математикалық модельдері
2.3 Жүйені орнықтылыққа зерттеу және ПИД-реттеуішінің
көрсеткіштерін анықтау
2.4 Деңгей реттеу жүйесінің төменгі деңгейінің бағдарлама техникалық
кешенін құрастыру
3 Экономикалық бөлім
3.1 Бизнес - жоспар
3.2 Өнім
3.3 Маркетинг жоспары
3.4 Қаржылық жоспар
4 Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімі
4.1 Қауіпсіздік және еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік
актілер
4.2 Қазандық қондырғыларынан шығатын шуды есептеу
4.3 Су жылытатын және бу қазандықтарының қауіпсіздігіне
қойылатын талаптар техникалық регламенті
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Қосымша А
Қосымша Б
12
7
9
9
13
15
16
19
23
25
25
31
36
43
50
50
50
50
50
58
58
59
65
71
72
74
80
Кіріспе
Осы дипломдық жұмыста турбина алдындағы бу қысымын реттеуді
автоматтандыру жүйесі қарастырылады.
Жылуэнергетикалық қондырғылар оларда жүретін процестің
үздіксіздігімен
сипатталады. Сонымен бірге жылулық және электр
энергияның
өндірілуі кез келген уақытта тұтынуға сәйкес болуы
тиіс(жүктемеге).Жылуэнергетикалық қондырғылардағы барлық операциялар
механикаландырылған, ал олардағы өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез
дамиды. Жылу энергетикадағы автоматтандырудың жоғары дамуы осымен
түсінідріледі.
Автоматтандырудың дәрежесіне сәйкес жылу энергетикасы
индустрияның қазіргі секторларының арасында негізгі орын алады. Жылу
энергетикалық қондырғылар ондағы әрекеттердің үздіксіздігімен
сипатталады. Жылулық және электр энергиясының өнімі әрбір сәт сайын
тұтынуға(жүктемеге) жауап беруі тиіс. Жылу энергетикалық
қондырғылардағы көптеген әрекеттер механикаландырылған және олардағы
өтпелі процесстер салыстырмалы түрде тез дамиды.
Автоматты реттеу бу генераторындағы өтіп жатқан процестердің
үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді(сумен қоректендіру, жану, будың қатты
қыздырылуы және т.б.).
Дистанциялық(қашықтықтан) басқару кезекші персоналға бу генератор
қондырғысын қосуға және тоқтатуға және де оның механизмдерін басқару
қондырғылары жинақталған пультпен қашықтан басқаруға мүмкіндік береді.
Жылу энергетикасындағы автоматтандыруды құрудың жоғарғы ролі
берілгендер бойынша түсіндіріледі.
Автоматтандырудың сипаттамалары маңызды артықышылықтарды
ұсынады:
1) жұмысшы персоналдың санын азайтуды қамтамасыз етеді, яғни еңбек
өнімділігін арттырады;
2) жұмысшылардың еңбек шартын жақсы жаққа қарай өзгертеді;
3) өндіріліп алынған будың сипаттамасының дәлдігін сақтауды
арттырады;
4) еңбек қорғауды және қондырғы жұмысының сенімділігін арттырады
5) бу генераторының жұмысының залалсыздығын арттырады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
13
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген автоматты реттеу жүйесі келесілерге негізделген:
- деңгейді реттеу үрдісі мен басқару тиімділігін жақсартуға;
- отынның экономды тиімді пайдалануын және оның толық жағылуын
қамтамасыз етеді;
- авариялық жағдайлар санын азайтуға;
- жұмысшылардың еңбек шарттарын жақсартуға;
- технологиялық үрдістің жағдайы мәліметтерін оператор - технологтың
жұмыс стансаларына тиімді жіберуіне.
Дипломдық жұмыс келесі бөлімдерден тұрады:
Негізгі бөлімде барабанды қазандықтың технологиялық сұлбасы оның
жұмыс істеу принципі талқыланады. Қазандықты автоматтандырудың негізгі
мәселелері, автоматты реттеу жүйесінің анықтамалары және техникалық -
программалық жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
қарастырылады.
Арнайы бөлімде бу қазандығы барабанында бу қысымын реттеуді
автоматтандыру жүйесі жұмысына талдау жасалынады, қажетті құрылғылар
таңдалынып, математикалық модель құрастырылады. Бу қысымы реттеуішінің
айнымалы параметрлері анықталынып, жүйе орнықтылыққа зерттелінеді.
Барабанды қазандықтың бу қысымын реттеудің бағдарламасы жазылады.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі есептемесі
жүргізіледі.
Өміртіршілік
қауіпсіздігі бөлімінде қазандық цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесі жүргізіледі және бу
қазандықтарының қауіпсіздігіне қойылатын талаптар қарастырылды.
Қорытындыда осы аталған бөлімдер бойынша ортақ шешім шығарылып,
дипломдық жұмыстың тиімділігі анықталынады.
14
1 Негізгі бөлім
1.1 Бу қазандығында бу алудың технологиялық сұлбасы
Бу қазаны деп жағылған отын жылуын пайдаланып, қысымы ауа
қысымынан жоғары бу өндіретін құрылғыны атайды.
Жылуэлектрстанцияларда қолданатын бу қазандықтарының
технологиялық сұлбасы 1.1 суретте көрсетілген.Онда ең алдымен су
экономайзер (8) арқылы өтіп барабанды қазандыққа (10) келіп
құйылады.Қазандық ішіндегі суды буға айналдыру үшін қазандық астына от
жағады.Оттық (1) арқылы от беріледі.Жанған от қазандық ішіндегі суды буға
айналдыра бастайды.Буға айналған су бу өткізгіш бойымен аса қыздырғышта
(7) қыздырылады.Егер де бу қыздырғышта будың температурасы шегінен
асып кетсе,онда бүрку арқылы оның температурасын ретке келтіріп
отырады.Бу өткізгіш бойымен бу турбинаға келіп оны айналдыра
бастайды.Турбина мен генератор бір білікте орналасқан себепті генератор да
айналып электр энергиясын алады.Қазандық ішіндегі керек емес су
жылжымалы құбырлар (11) арқылы сыртқа шығарылып отырады. От жану
барысында суық шұңқыр (3) арқылы күлді шахтаға (4) келіп жетеді.Түтін
мөлшері көбейіп кеткен жағдайда артық газдар түтінтартқыш (14) арқылы
сыртқа шығарылып отырады.Және де жану процесін ұстап тұру үшін
желдеткіш (15) арқылы от жанып жатқан жерге (2) ауа беріліп отырады.
Автоматтандырудың дәрежесіне сәйкес жылу энергетикасы
индустрияның қазіргі секторларының арасында негізгі орын алады. Жылу
энергетикалық қондырғылар ондағы әрекеттердің үздіксіздігімен
сипатталады. Жылулық және электр энергиясының өнімі әрбір сәт сайын
тұтынуға(жүктемеге) жауап беруі тиіс. Жылу энергетикалық
қондырғылардағы көптеген әрекеттер механикаландырылған және олардағы
өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез дамиды.
Теплоэнергетикалық қондырғылар оларда жүретін процестің
үздіксіздігімен
сипатталады. Сонымен бірге жылулық және электр
энергияның өндірілуі кез келген уақытта тұтынуға сәйкес болуы
тиіс(жүктемеге). Жылуэнергетикалық қондырғылардағы барлық операциялар
механикаландырылған, ал олардағы өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез
дамиды. Жылу энергетикадағы автоматтандырудың жоғары дамуы осымен
түсінідріледі.
Өзіндік энергия көзінің болуымен, оларды реттеуде дәлдікті талап
етуімен, жұмысшы ортадағы жоғары параметрлерімен, технологиялық
процестерінің кең механикаландыруымен ерекшеленетін жылу энергетикасы
ғылым және техниканың автоматты басқарудың жаңа техникалық құралдары
бар және теорияның қосымша әдістерін тұрақты түрде табатын облысы болып
табылады.
15
1 - оттық; 2 - от жанатын жер; 3 - суық шұңқыр; 4 - күлді шахта; 5 - экран
трубалары; 6 - фестон; 7 - бу қыздырғыш; 8 - су үнемдегіш; 9 - ауа
қыздырғыш; 10 - дағыра; 11 - жылжымалы трубалар; 12 - коллекторлар; 13 -
күлтұтқыш; 14 - түтінтартқыш; 15 - желдеткіш.
1.1 сурет - Бу қазандығының технологиялық сұлбасы
Энергетикалық саладағы және өнеркәсіптік кәсіпорындардағы жылу
қолданғыш қондырғыларды модернизациялаудың есебі өте маңызды сипатқа
ие. Бұл біріншіден қондырғының аз бөлігі тек моральды ғана емес физикалық
ескірген, бірақ жұмысшы параметрлердің штаттық көрсеткіштерінен аздаған
ауытқуғанның өзіннің қауіпті көз болып табылуы мүмкіндігіне байланысты.
Екіншіден тозған қондырғыны пайдалану процесіндегі тура(жылулық) және
жанама(жекелеген жөндеу, қымбат тұратын түйіндерін ауыстыру)
шығындардың шығарылатын өнімнің өзіндік
құнын
бағалауда
салмақтылауына және барлық кәсіпорынның рентабельділігін төмендетеді.
Технологиялық қондырғылардың жұмыс істеу қабілеттілігіне әсер ететін
азғантай фактор оның бақылау-өлшеуіш және басқарылмалы құралдарының
сенімділігі мен күйі болып табылады. Микропроцессорлы техниканың
қондырғыларын қолдану негізінде ескірген бақылаушы-өлшеуіш құралдарды
модернизациялау ескі қондырғының жұмысын оперивті режимде
оптимизациялауға мүмкіндік береді және негізгі технологиялық қондырғының
жұмысын қауіпсіздендіруді және ыңғайландыруды қамтамасыз етеді.
16
Салыстырмалы баға бойынша мұндай әдіс нығайтуға кеткен шығынның
көлемі бойынша да, эффективтіліктің көрсеткіштері бойынша
да(энергоресурстарды үнемдеу, апаттың төмендеуі, қондырғылардың
рационалды қолданылуы) экономикалық расталған. Одан басқа экологиялық
шаралардың кеңейтілген шеңберін ұйымдастыру мүмкіндігі және өндірістің
жалпы мәдениетін өсіру пайда болады.
Автоматты реттеу бу генераторындағы өтіп жатқан процестердің
үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді(сумен қоректендіру, жану, будың қатты
қыздырылуы және т.б.).
Дистанциялық(қашықтықтан) басқару кезекші персоналға бу генератор
қондырғысын қосуға және тоқтатуға және де оның механизмдерін басқару
қондырғылары жинақталған пультпен қашықтан басқаруға мүмкіндік береді.
Жабдықтардың және бу генераторының жұмысына жылутехникалық
бақылау жасау автоматты әсер етуді көрсететін және өздігінен жазатын
аспаптардың көмегімен жүзеге асырылады. Персонал немесе ақпаратты
есептеуіш машина қызмет көрсететін өлшеу объектісіне қосылуды немесе бу
генераторында өтіп жатқан процесті үздіксіз бақылауды аспатар жасайды.
Жылу техникалық бақылаудың аспаптарын панельдерге, басқару щиттеріне
бакылау және қызмет көрсетудің ыңғайлылығына байланысты орнатылады.
Технологиялық қорғаныс іске қосылған жағдайда, бу генераторының
қондырғыларының механизмдері тоқтағанда немесе іске қосылғанда
технологиялық бұғаттаулар берілген реттілікпен операцияларды орындайды.
Бу генераторларына қызмет көрсету кезінде бұғаттауыштар дұрыс емес
операцияны жояды, апат болған жағдайда жабдықтарды қажетті реттілікпен
өшіруді қамтамасыз етеді.
Технологиялық сигналдандырудың қондырғылары кезекші персоналға
жабдықтардың күйі туралы хабар береді(жұмысы, тоқрап қалғаны т.б.),
параметрлерінің қауіпті мәнге жақындағаны туралы ескеретеді, бу генераторы
мен оның жабдықтарында апаттық жағдайдың пайда болғаны жайлы хабар
береді. Дыбыстық және жарықтық сигнализация қолданылады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген материалдардың негізінде әрбәр қазандықты қондырғыларға
жабдықтарға қызмет көрсету, жөнделу, қауіпсіздік техникасы, апаттарды
ескерту және алдын алу бойынша қызметтік және технологиялық
нұсқаулықтар жасалу тиіс. Әртүрлі тағайындаулар бойынша құбыр
17
өткізгіштердің
технологиялық және оперативтік сұлбалары, орындау
нұсқаулықтары, жабдықтарға технологиялық паспорт құрастырылуы тиіс.
Қазандықтың режимдік карталары және көрсетілген материалдардың
нұсқаулықтарын білу персонал үшін міндетті. Қызмет көрсететін
персоналдың білімі жүйелі түрде тексеріліп отырылуы тиіс.
Қазандықтарды пайдаланудың өндірістік тапсырмалары, құрастырылған
жоспарлар және өндіру графиктері, отын шығындары, өзіндік қажеттіліктер
үшін электр энергия шығындары бойынша міндетті түрде жетекшінің
бұйрықтары және қондырғының жұмысы жайлы кезекші персоналдың
жазбалары түсірілетін оперативті журнал арналады, және де байқалған
дефектілерді және шараларды олардың жөнделіу бойынша жазылып отыратын
жөндеу кітапшасы арналады.
Тіркейтін аспаптардың жазбалары және агрегаттардың жұмысы
бойынша тәуліктік ведомостьтардан тұратын бірінші реттік есептер жүргізілуі
тиіс және қазандықтардың берілген период ішіндегі жалпы берілгендері
бойынша екінші ретті есеп жүргізілуі тиіс. Әрбір қазандыққа өзінің нөмірлері
қойылады, барлық коммуникациялар МЕСТ орнатқан шартты түстерге
боялуы тиіс. Қазандықтарды ғимараттардың ішіне Мемлекеттік қалалық
техникалық байқау ережелеріне, қауіпсіздік техника талаптарына, санитарлы-
техникалық нормаларға, өрт қауіпсіздік талаптарына сәйкес орналастыру
қажет.
Бу генераторларын автоматтандыру өзіне автоматты реттеуді,
дистанциялық(қашықтан) басқаруды, технологялық қорғанысты, жылу
техникалық бақылауды, технологиялық бұғаттауды және сигнализацияны
қосып алады.
Технологиялық қорғаныс іске қосылған жағдайда, бу генераторының
қондырғыларының механизмдері тоқтағанда немесе іске қосылғанда
технологиялық бұғаттаулар берілген реттілікпен операцияларды орындайды.
Бу генераторларына қызмет көрсету кезінде бұғаттауыштар дұрыс емес
операцияны жояды, апат болған жағдайда жабдықтарды қажетті реттілікпен
өшіруді қамтамасыз етеді.
Технологиялық сигналдандырудың қондырғылары кезекші персоналға
жабдықтардың күйі туралы хабар береді(жұмысы, тоқтап қалғаны т.б.),
параметрлерінің қауіпті мәнге жақындағаны туралы ескертеді, бу генераторы
мен оның жабдықтарында апаттық жағдайдың пайда болғаны жайлы хабар
береді. Дыбыстық және жарықтық сигнализация қолданылады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
18
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген материалдардың негізінде әрбір қазандықты қондырғыларға
жабдықтарға қызмет көрсету, жөнделу, қауіпсіздік техникасы, апаттарды
ескерту және алдын алу бойынша қызметтік және технологиялық
нұсқаулықтар жасалу тиіс. Әртүрлі тағайындаулар бойынша құбыр
өткізгіштердің технологиялық және оперативтік сұлбалары, орындау
нұсқаулықтары, жаблдықтарға технологиялық паспорт құрастырылуы тиіс.
Қазандықтың режимдік карталары және көрсетілген материалдардың
нұсқаулықтарын білу персонал үшін міндетті. Қызмет көрсететін
персоналдың білімі жүйелі түрде тексеріліп отырылуы тиіс.
Қазандықтарды пайдаланудың өндірістік тапсырмалары, құрастырылған
жоспарлар және өндіру графиктері, отын шығындары, өзіндік қажеттіліктер
үшін электр энергия шығындары бойынша міндетті түрде жетекшінің
бұйрықтары және қондырғының жұмысы жайлы кезекші персоналдың
жазбалары түсірілетін оперивті журнал арналады, және де байқалған
дефектілерді және шараларды олардың жөнделу бойынша жазылып отыратын
жөндеу кітапшасы арналады.
Тіркейтін аспаптардың жазбалары және агрегаттардың жұмысы
бойынша тәуліктік ведомостьтардан тұратын бірінші реттік есептер жүргізілуі
тиіс және қазандықтардың берілген период ішіндегі жалпы берілгендері
бойынша екінші ретті есеп жүргізілуі тиіс. Әрбір қазандыққа өзінің нөмірлері
қойылады, барлық коммуникациялар МЕСТ орнатқан шартты түстерге
боялуы тиіс. Қазандықтарды ғимараттардың ішіне Мемлекеттік қалалық
техникалық байқау ережелеріне, қауіпсіздік техника талаптарына, санитарлы-
техникалық нормаларға, өрт қауіпсіздік талаптарына сәйкес орналастыру
қажет.
1.2. Автоматты басқару теориясы және оның элементтері бойынша
талдау
1.2.1 Автоматты басқару жүйесіндегі негізгі ұғымдар мен
анықтамалар
Барлық технологиялық объектілер басқарушы құрылғысымен бірге
қайсыбір автоматты жүйені құрады,ал ол өз кезегінде автоматты басқару
теориясы заңдарымен талданып,синтезделеді.
Автоматты басқару және реттеу теориясы - автоматты реттеу жүйесін
талдау,синтездеу тәсілдерін және құру принциптерін зерттейтін ғылым.
Автоматты басқару жүйесін құру үшін маман ең алдымен басқарылатын
обьектінің математикалық моделін тұрғыза білу керек. Ал бұл есепті
экспериментті және аналитикалық жолдармен шешуге болады.
Басқару обьектісіне басқару алгоритміне сәйкес әсер ететін кез - келген
техникалық құрылғы автоматты басқару құрылғысы деп аталады.
19
Бір - бірімен байланысты және басқару алгоритміне сәйкес өзара
әрекеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару
обьектісінің жиынтығы автоматты басқару жүйесі деп аталады.Жұмыс
барысында автоматты басқару жүйесіне әртүрлі ішкі және сыртқы әсерлер
ықпал жасайды. Автоматты жүйенің бір бөлігінен келесі бөлігіне
технологиялық процестің бірқалыпты өтуін қамтамасыз ететін әрекеттің
тізбекті желісін қүрайтын әсерді ішкі әсер деп атайды. Оларды басқарушы
әсер дейді. Ал сыртқы әсер екіге белінеді. Технологиялық процестің тиянақты
етуіне қажет бірінші әсер қызмет алгоритміне сәйкес жүйе кірісіне беріледі де,
жоспарланған немесе тапсырыстық әсер деп аталады. Ал, екінші әсер
жүйеге немесе басқару объектісіне сыртқы ортадан беріледі. Ол жүйе
жұмысында алдын ала еске алынбайды да, кездейсоқ сипатта болып, басқару
процесін қиындатады. Сол себепті оларды қобалжытқыш әсер деп атайды.
Технологиялық процестің дұрыс етуіне сәйкес басқарылатын шаманың
берілген уақыт аралығында ұстап отыруға керекті мәнін алдын ала берілген
мән деп, ал фактілі, яғни процестің өлшенген мәнін нақты (қазіргі) деп
атайды. Реттелетін шаманың алдын ала жоспарланған және нақты мәндерінің
арасындағы айырмасын келісілмеген (айырымдық) шама дейді.
Сол себепті ендірістік жабдықтарды (басқару объектісін) басқарып
отыру қажет, яғни басқарылатын шама қоздырушы әсердің ықпалына
қарамастан берілген ереже (программа) бойынша езгеретіндей дел есеппен
басқарушы әсерді қалыптастыру керек.
1.2.2 Автоматты жүйе элементтері мен жіктелуі
Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын
дербес конструкциялық элементтерден тұрады, оларды автоматика
элементтері не құралдары деп атайды. Элементтерді жүйеде атқаратын
қызметіне қарай салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы,
түрлендіруші және атқарушы деп ажыратады.
Қабылдаушы
элементтер
не бастапқы түрлендіріп бергіштер
(датчиктер) технологиялық процестердің басқарылатын шамаларын өлшейді
де, оларды бір физикалық түрден екінші бір физикалық шамаға түрлендіреді
(мысалы, термоэлектрлік термометр температура айырымын термоЭҚК-не
түрлендіреді).
Жоспарлаушы элементтер (баптау элементтері) арқылы жүйеге
реттелетін шаманың Х0 қажет мәні беріледі; оның нақты мәні осы берілген
мәнге сәйкес келуі тиіс.
Салыстырушы элементтер реттелетін шаманың берілген мәнін Х{)
нақты мәнімен X салыстырады. Бүл элементтің шығысында алынатын
айырымдық сигнал X - Ха -- Х атқарушы элементке тікелей не күшейткіш
арқылы беріледі.
20
Түрлендіруші элементтер сигналдың пайдалануға ыңғайлы түрге
түрлендірілуін және оның қуатын магниттік, электрондық және т. б.
күшейткіштер арқылы үдетуін жүзеге асырады.
Атқарушы элементтер басқару объектісіне берілетін басқару әсерін
тудырады. Олар басқару объектісіне берілетін не одан алынатын энергия
немесе заттар санын өзгерту арқылы басқарылатын шаманы берілген мәніне
сәйкес етіп ұстап отырады.
Түзетуші элементтер басқару процесінің сапасын жақсарту үшін
қажет.
Автоматты басқару жүйесін жіктеу жүйенің тағайындалуы мен
конструкциясын сипаттайтын және басқа да принциптер мен белгілер
бойынша жүргізіледі. Алдымен автоматты жүйенің басқару алгоритмі мен
жүмыс істеу алгоритмін сипаттайтын, басқару теориясы үшін өте маңызды
белгілер арқылы жіктеуді қарастырайық. Ол белгілер ретінде автоматты
басқару жүйесінің жүмыс істеу сыйпатын, реттеу яғни әсер ету тізбегінің
түрін және басқарушы әсерді алу әдісін жатқызуға болады.
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгісі бойынша
жіктеуге болады. Басқару әдісіне қарай жүйелер: кәдімгі - өздігінен
бапталмайтын және адаптивті - өздігінен бапталатын болып үлкен екі класқа
жіктеледі. Кәдімгі жүйелер қарапайым категориясына жатады да, басқару
процесінде өз құрылымын өзгертпейді. Олар - ажыратылған немесе
тұйықталмаған, туйықталған және аралас басқару жүйелері болып қосалқы
үш класқа ажыратылады. Ал түйықталмаған АБЖ автоматты нық басқару
жүйесіне (АНБЖ) және қобалжыту бойынша басқару жүйесіне бөлінеді.
Ажыратылған жүйелерде басқарылатын шама бақыланбайды, яғни
басқарушы құрылғының кірісіне тек сыртқы әсер ғана беріледі. Өз кезегінде
ажыратылған жүйелерді тек берілген әсердің өзгеруіне сәйкес басқаруды
қамтамасыз ететін жүйелер және қобалжыту әсері өзгергенде басқаратын
жүйелер деп екі класқа бөлуге болады.
1.3 Өзектілік
Автоматтандыру - бұл өндірістік процестерді адамның қатысуынсыз,
бірақ оның бақылауымен жүзеге асыруға мүмкіндік беретін кешенді
құралдарды пайдалану. Өндірістік процестерді автоматтандыру
шығарылымының артуына,өзіндік құнының төмендеуіне және өнімнің
сапасының артуына, қызмет етуші персоналдың санының және машинаның
ұзақтығының азаюына алып келді, материалдарды үнемдеуге, еңбек шартын
және қауіпсіздік техникасын арттыруға мүмкіндік берді.
Автоматтандыру адамды механизмді басқару қажеттілігінен босатады.
Автоматтандырылған өндірістік процестерде адамның ролі жөндеуде,
реттеуде, автоматтандыру құралдарына қызмет көрсетуде және оның әрекетін
бақылауда жүреді. Егер автоматтандыру адамның физикалық еңбегін
21
жеңілдетсе, онда автоматтандыру ақылдық еңбекі жеңілдетуге де мақсат қоя
алады. Автоматтандыру құралдарын пайдалану қызмет етуші персоналдан
жоғары біліктілік техникасын талап етеді.
Адам еңбегінің мәні, ол машиналар мен механизмдерді басқарып,
орнатады(құрылғыларды қосып немесе ажыратып отырады және т.б ) және
олардың жұмысын үздіксіз бақылайды немесе өлшеуіш аспаптарды қарайды.
Бірақ та ЖЭО-ын басқаратын негізгі және қосалқы қондырғыларында
тәулік бойы жұмыс жасап тұрған энергетикалық құрылғылардың механикасы
адамның бірқалыпты еңбегінен босатпайды, ал ең бастысы эксплуатациялық
персоналдың жоғарғы дәрежеде болуы да оның қауіпсіз және тиімді жұмыс
атқаратынына сенім жоқ.
Механизмделген өндірістің автоматизациясы деп машиналарды,
механизмдерді, қондырғыларды басқаруды айтамыз. Және де арнайы
қондырғылар арқылы адамның қатысуынсыз немесе қатысуын шектеп
олардың жұмысын бақылайды.
Автоматтандыру - бұл комплексті құралдарды қолдану арқылы
өндірістік процесстерді адамның үздіксіз қатысуынсыз бірақ, олардың
бақылауымен жүзеге асырылады.
Өндірістің автоматизациялық процесі өзіндік құнды азайтады, өнімнің
сапасын жоғарлатады, қызмет етіп жатқан жұмысшыларды азайтады,
сенімділікті арттырады және еңбек жағдайы мен техникалық қауіпсіздікті
жақсартады.
1.4 Бу қазандығында автоматтандыруды техникалық-
программалық жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
Автоматтық құрылғылар мемлекеттік құралдар жүйесі аймағында
таңдалуы керек. Автоматтық құрылғылар техникалық және экономикалық
жағынан тиімді таңдалуы керек. Автоматтық құрылғының нақты типі
таңдалған басқару жүйесі мен басқару объекты ерекшеліктерін ескерумен
таңдалынады. Негізінде бір типті, орталықтандырылған және бір сериясы
шығарылатын қондырылғыларды таңдағын дұрыс.Біз бұл дипломдық
жұмысты орындау барысында Matlab,оның ішінде Simulink моделі және де
SIMATIC S7-300 контроллері қолданылды.
Matlab келесі комплекс Matlab+Simulink+Toolbox+Blockset түрінде
беріледі,мұндағы Toolbox және Blockset бөлімдері ретінде Math Works
корпорациясы сәйкесінше Matlab және Simulink жүйелердің кеңейтулерін
атайды.
Matlab жүйесінің негізгі есептерінің біреуі қуатты бағдарламалау тілін
пайдаланушыға ұсыну болып табылады.Бұл тіл техникалық және
математикалық есептеулерді жасауға бағытталған және сандық әдістерді іске
асыруға көп жылдары қолданылған дәстүрлі бағдарламалық тілдердің
мүмкіншіліктерінен асып кеткен.
22
Simulink - визуалды модеьдеу құрылғысы. Пайдаланушыға әртүрлі
инжерерлік және ғылыми есептерді шешуге құралдар жиындарының өте
көптігі Matlab жүйесінің кең қолданылуының себебінің бірі болып табылады.
Осы құралдар арасында Simulink пакетінің ерекше орны бар.
Simulink жүйесі - блок-диаграммалардың графикалық тілін қолданатын,
динамикалық жүйелерді модельдеу және анализдеуге негізделген
интерактивті орта.
Simulink жүйесі:
- сызықты немесе бейсызықты үздіксіз, дискретті және гибридты
жүйелерді модельдеуге мүмкіндік береді;
- өзінің құрамында блоктардың (үздіксіз элементтер, дискретті
элементтер, математикалық функциялар, бейсызықты элементтер,сигналдар
көздері, көрсету құралдары, қосымша блоктар) кең библиотекасын орнатқан,
оларды жаңа жүйелерді жасауға қолдануға болады;
- блок-диаграммаларды құрамдасқан блоктарға бірлестіруге мүмкіндік
береді,сондықтан модель құрылымын иерархты көрсетуге болады;
- уақыт бойынша құрылымы өзгеріп тұратын жүйелерді жобалауға
мүмкіндік бар, бірақ осындай мүмкіндіктері шектелген.
SIMATIC S7-300 - бұл кіші және орташа дәрежедегі автоматты жүйесін
құруға арналған модульді бағдарламалаушы контроллер (1.2 суретті қараңыз).
Модульдік конструкциясы, шынайы салқындатқышпен жұмыс жасау,
локальді структураның қолданылуы және енгізу-шығару үйлесімі, кең
коммуникациялық қолданыстар, көптүрлі функциялар, эксплуатациялауға
ыңғайлы және өндірістегі автоматты басқару жүйесін құру үшін пайдалы
шешімдер қабылдау үшін өте қолайлы. Контроллердің салыстырмалы анализі
1.1 кестеде көрсетілген.
Контроллерді эффективті пайдалану мүмкіндігі, ол әр түрлі
өндіруліктегі орталық процессорларды қолдануы, функционалды модельдерді
және коммуникациялық процестерді қолдану болып табылады.
SIMATIC S7-300S7-300 - дің қолдану облысы:
- автоматты өлшеу қондырғылары және басқасы;
- арнайы мақсаттағы автоматты машиналарға;
- өндірістік техникалық құралдарды басқару автоматизациясына және
электротехникалық құралдарға;
- автоматты реттеу жүйесін құру және позициялауға.
STEP 7-
бұл SIMATIC S7-300S7-400WIN AC программалау
контроллері негізінде құрылған программалардың базалық пакеті. Оның
құрамына аппаратты конфегурация жасау және өндірістік сеттерді,
параметрлерді күйге келтіру, программалау, диагностика және басқару
жүйесін күту сияқты барлық құрал жабдықтар жүйесін күту сияқты барлық
құрал жабдықтар спектрі кіреді.
23
1.2 сурет - SIMATIC S7-300 контроллері
1.1 к е с т е - Контроллердің салыстырмалы анализі
24
Контроллер
Артықшылықтары
Кемшіліктері
Siemens Simatic
S7
1. Әртүрлі модельдегі орталық
процессорлары әртүрлі есептердің
тиімді шешімдерін құруға
мүмкіндік береді.
2. Эксплуатациялауға ыңғайлы
және сенімділігі жоғары.
3. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі орындалу жылдамдығы
жоғары.
4.Сапасы және
функционалдылығы жағынан
ыңғайлы.
1.Бағасы жоғары.
Schneider
Electric
1.Автоматты қосып -
өшіргіштері сапалы.
2. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі қарапайым.
1.Бағасы жоғары.
2.Жады аз.
3.Құрылымдық
бөліну жады
өзгеріссіз.
Rockwell
Automation
1. Кіріс-шығыс жүйесінің жоғары
сенімділігі.
2. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі қарапайым.
3.Сапасы және
функционалдылығы жағынан
ыңғайлы.
4. ТМД елдерінде кең таралған.
1. Құрылған
функциялардың
үлкен көлемді
болуына
байланысты
жоғары
қуаттылығы.
2. Бағасы жоғары.
STEP
пакетінің негізгі ерекшелігі, көптүрлі программаланатын
контроллерді қолданып, өндірістік компьютерлерде, өндірістік
байланыстардың сетьтік структурасында автоматизация проекттерін
комплексті түрде жетілдіріп базаланады.
Бұған кедергі болатын тек қана программатордың функционалдық
мүмкіндігі немесе STEP 7-ге қиын проекттерді оңайлату үшін құрал
саймандармен толықтырулар жасалады.
STEP 7 қолданушының барлық программаларының файлдарын және
блоктағы барлық файлдар мәліметін қосады. Олардың шақыру механизмы
шақыру қосалқы программасын еске түсіреді. Ол қолданушының
программасының структурасын жақсартуға, модификациясын қолайлы
қылуға, дайын блоктарды бір программадан басқа ға ауыстыруға көмектеседі.
STEP программасы организацонды блок (ОВ), функционалды блок (FB),
функциалар (FC), мәліметтер блогы (DB) және де операционды жүйеге
орнатылған CPU блоктары: функционалды жүйелік блок (SFB), жүйелік
функция (SFC) және жүйелік мәліметтер блогынан құралады. STEP 7 мықты
жүйелік бұйрықты ұстанады.Ол әр түрлі логикалық және математикалық
операцияларды орындайды.
1.5 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.5.1 Барабанды бу қазандығын басқару обьектісі ретінде
қарастыру
Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық сұлбасы 1.3
суретте көрсетілген. Отын оттық құрылғылары арқылы ошаққа (1) келіп
түседі. Ошақтағы оттың жануын ұстап тұру үшін Qв мөлшерде ауа беріледі.
Ауа ДВ желдеткіші арқылы беріліп отырады және алдын ала ауа қыздырғышта
(9) қыздырылып отырады. Жану процесі кезінде пайда болған түтінді газдар
Qг ошақтан түтінсорғыш ДС арқылы сорылып шығарылып отырады.Түтінді
газдар шығар жолда буқыздырғыш (5,6) , экономайзер (8) ,ауа қыздырғыш (9)
арқылы өтіп түтін құбырлары арқылы атмосфераға шығарылып тастап
отырады. Жылжымалы құбырлар арқылы (3) керек емес су шығарылып тастап
отырады. Және де көтерілу құбырлары (2) арқылы су барабанды қазандыққа
құйылып отырады. Қаныққан бу қазандықтан (4) буөткізгішке түседі.Мұнда
буды орнатылған температураға дейін реттеу процесі жүреді. Бу
температурасы бу суытқыш (7) және бүрку Dвпр көмегімен реттеліп отырады.
Электрлік генераторлардың турбинасын айналдыруда қолданылатын
қазандықтардағы бу жанатын отынның жұмыстық - дене суға беретін
жылудың есебінен болады, соның нәтижесінде қайнағанша дейін
қыздырылады және қайнайды. Содан соң орнатылған технологиялық
параметрлерге дейінгі будың қыздырылуы процесі жүреді. Суды
қыздырылған буға түрлендіру кезеңі жылытқыштық, қайнағыштық және
ысытқыштық болып бөлінетін жылулық беттерде жүреді. Көтергіш және
25
түсіргіш құбырлардың жүйесі барабан және коллектормен бірігіп
циркуляциялы контур түзеді. Қазандықтың дағарасы контурдың бу түзілу
процесі жүретін элементі болып табылады.
Негізгі кіріс шамалары болып мыналар табылады:
- отын шығыны Вт;
- желдеткіш өнімділігі (ауа шығыны) Qв;
- түтінсорғыш өнімділігі (газ шығыны) Qг;
- қоректендіргіш су шығыны Dп.в;
- бүркуге кететін су шығыны Dвпр;
- үрлеуге кететін су шығыны Dпр;
- қыздырылған бу шығыны Dп.п .
Негізгі шығыс (реттелетін) шамалары болып мыналар табылады:
- қыздырылған бу қысымы Рп.п;
- қыздырылған бу температурасы tп.п;
- ошақтың жоғарғы жағындағы сиретілу Sт;
- ауа шығыны коэффициенті α( % O2);
- қазандықтағы су деңгейі Нб;
- қазандықтағы судың тұздылығы NaCl.
Кіріс және шығыс шамалары арасындағы байланыстар 1.4 суретте
көрсетілген. Бу генераторының ерекшелігі болып шығыс реттеуші шамалар
бір мезгілде басқа да шығыс шамаларына кіріс әсер болып та табыла алады.
Келтірілген 1.4 суреттен негізгі және негізгі емес байланыстарды көруімізге
болады. Негізгі байланыс түзу
сызық болып,негізгі емес байланыс
штрихталған сызықпен белгіленген.
Қазандықты реттеудегі негізгі реттеуші өлшемдер (1.3 суретті қараңыз)
көрсетілген: Қызған бу шығыны Gпп оның қысымы pпп, температурасы tпп.
Қысымы мен температурасы тұрақтанған мәндер шегінде ұсталады, ал бу
шығыны айнымалы болып келеді, ол турбогенератордың жұмыс істеу
режимінен тәуелді. Барабанды қазандық үшін негізгі автоматты реттеу
обьектілері: қысым Р, қызу температурасы t ,ауа шығыны Qг , Ошақдағы
сейілуі ST , барабандағы су деңгейі Hб, қазандық суының құрамы NaCl.
Турбина алдындағы бу қысымын қысым реттеуіші тұрады ГПЗ, ол
сигналды Ошақдағы отын беру реттеуішіне жеткізеді.арнайы жиілік реттеуіші
болып турбина роторының айналу жиілігі ұсталады.
Қазандықтардың қасиеттерін басқару объектісінің қасиеттері секілді
бағалау үшін олардың жұмыс істеу ерекшеліктерін қарастырайық. Барабанды
қазандықта параметрлердің берілген мәнінен ауытқуы қазандықтың
жүктемесінің генератор турбиналарына будың берілуінің өзегру есебінен
жәнен басқа да факторлардың әсерінен болады. Қазандық жүктемесінің артуы
барабандағы және буөткізгіштердегі қысының азаюына алып келеді.
Қысымды қайта қалпына келтіру үшін отынның берілуін арттыру керек, демек
ауаны да, яғни отын-ауа оптимальды қатынасты ұстап тұру қажет. Соның
26
бірге газо-ауалық тракты бойынша және сулы бу бойынша жылулық режим
өзгереді.
Осылайша жүктемені қолдау реттеуші әсері отынның берілуінің өзгеруі
болып табылатын будың қысымының реттелуіне байланысты болады.
Қазандықта жылулық жүктеменің реттеуіші болған жөн. Отынды жағу
кезіндегі шығынның минимумымен қамтамасыз ету үшін отын-ауа қатынасын
үрленген желдеткіштің ауа ағынын өзгеруі арқылы қолдайтын жанудың
үнемдейтін реттеуіш қажет. Қорек суының берілісі өндірілетін будың
шығынына сәйкес болу қажет. Бу мен судың арасындағы аралық буын ретінде
барабан қызмет етеді. Барабандағы берілген судың деңгейі сәйкестікті ғана
емес, оның апатсыз жұмысын анықтайды, сондықтан Hб деңгейін реттелетін
қорек клапанға әсер ете отырып реттеу қажет. Жанатын түрдегі газдардың
жану өнімдері түтін құбыры арқылы шығарылады, сонымен бірге қазандықта
оттықтың жоғары жағындағы Sт ажырауының белгілі бір дәрежесі қолдау
табады және ғимаратқа жану өнімдерінің түсуінен қорғайды. Жанатын газдар
түтінсорғыштармен сорып алынады. Бу түзілісінен соң қалатын газдар
барабаннан үрлемелі клапан арқылы үздіксіз үрлеу арқылы шығарылады.
Турбинаның ғұмырлығы мен сенімділігін арттыру үшін, жылулық
қондырғының үнемді жұмысын қамтамасыз ету үшін қыздырылған будың
температурасының берілген шегінде ұстап қалу қажет.
Қызған бу температурасы +5,-10°C үлкен нақтылықпен ұсталуы керек.
Оны реттеу үшін әдетте әдетте бусуытқыш 7 арқылы реттейді, кейде ғана
қазандық газөткелдерінде газдың рециркуляциясы тәсілімен реттеледі.Бу
қызуын бусуытқышқа келетін қорек су көлемінен реттеледі. Будың
температурасын реттейтін реттегіштерге екі сигнал түседі: реттейтін
температура бойыншанегізгі және реттеуіштен кейін температура өзгеріу
жылдамдығы бойынша қосымша сигнал. Реттеуіш бусуытқышқа жіберілетін
суық судың реттеуші клапанына РПК әсер етеді.
Жалпы ауа шығынын реттеу қазандық жүктемесі -- ауа шығыны
сигналдарын ұстауы арқылы отын жағу режимінде экономдауға әкеледі.
Реттуіш үрлеу вентиляторлары ДВ аппараттарына әсер етеді.
Ошақтағы сейілуі реттеу тұрақты реттеуіш арқылы жүзеге асады, ол
Ошақның төбесінен сәйкес сигнал алып бағытталған ауасорғышына ДС әсер
етеді.
Қазандық басқару обьектісі ретінде бірнеше кіріс және шығыс
шамалары байланысқан күрделі динамикалық жүйе болып табылады ( 1.4
суретті қараңыз).
27
ГПЗ -- Бас булық қозғалтқыш; РПК -- реттеуші қоректендіруші клапан; 1 --
ошақ; 2 -- циркуляциондық контур; 3 -- түсірілген құбырлар; 4 -- барабан;
5,6 -- буқыздырғыштар; 7 -- бусыутқыш; 8 -- экономайзер; 9 --
ауақыздырғыш.
1.3 сурет - Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық сұлбасы
1.4 сурет - Бу қазандығының кіріс және шығыс шамаларының байланысы
28
ВТ -- отын шығыны; ST -- ауасорғыштың беріліс өзгерісі; СNaCl -- қазандық
су құрамы; Нб -- барабандағы су деңгейі; t'пп -- біріншілік қызған бу
температурасы; Dвпр --сушашырақыш шығыны; tпп--қызған бу
температурасы; Dпп-- қызған бу шығыны; Рпп-- қызған бу қысымы; О2 --
ауаның оптималды шығыны, ВЭ-- экономайзер; ДПВ-- қорек су шығыны;
ПН-- қорек насосы; ВП-- ауақыздырғыш; ДВ -- үрлеу вентиляторы; ДС--
ауасорғыш;Qдг -- түтіндік газдар.
1.5 сурет - Барабанды қазандықтың құрылымдық сұлбасы
Бүкіл барабанды қазандықтың дұрыс жұмыс істеуіне қазандық қорек
суын Gпв автоматты реттеу болып табылады.Агрегаттың жұмыс істеу режимі
өзгергенде қорек су көлеміне қажеттілік өзгереді.Қорек реттеуішіне үш сигнал
түседі:қазандықтын бу шығыны Gпп бойынша, қорек су көлемін Gпв беру
бойынша, барабандағы су деңгейі Нб бойынша. Осы сигналдың ауытқуы
салдарынан ретеуіш қазандыққа су беруін реттейтін клапанға РПК әсер етеді,
не насостың реттеуіш органына.
Қазандықтың
реттеуіш органдарының бірі ауытқуы салдарынан
авариалық жағдайға алып келеді.
29
Кейбір реттеуші бөліктердің шығыс мәндері біруақытта басқаларына
қатысты кіріс мәндері болып табылады. Мысалы, Gпп қызған бу шығыны ВТ
отын шығынына байланысты шығыс шама болып табылады, ал қызған будың
температурасы мен қысымына қатысты кіріс шама болып келеді және
барабандағы бу өысымы рб отын шығыны бойынша шығыс шама болса, ал
барабандағы су деңгейін реттеу Нб бойынша кіріс шама болып келеді.
1.6 Есептің қойылуы
Бұл дипломдық жұмысында төмендегідей қызметтер атқарылады:
- бу қазандығының технологиялық сұлбасын құру;
- бу қазандығының кіріс және шығыс шамалары арасындағы
байланысты құру;
- барабанды бу қазандығындағы бу қысымын реттеудің
принципиалдық сұлбасы мен автоматты реттеу жүйесінің құрылымдық
сұлбасын зерттеу;
- бу қысымы реттеуішінің оптималды параметрлерін анықтау;
- жүйені Михайлов критерийі бойынша орнықтылыққа зерттеу;
- математикалық модельдің құрылымдық сұлбасын құру;
- микропроцессорлық басқару жүйесін программамен
қамтамасыздандыру және визуализациясын құру;
- экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі
есептемесін жүргізу;
- өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қазандық цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесін жүргізу.
30
2 Арнайы бөлім
2.1 Бу қысымын реттеудің автоматтандыру жүйесі
Қазандықтарға қойылатын негізгі талаптар сапалы көрсеткіштермен
орнатылған будың берілген мөлшерін өндіру болып табылады.
Өндірілетін будың қысымының тұрақтылығы турбинаның үнемді
жұмысын қамтамасыз етеді. Қабылданған нормалар бойынша будың
орнатылған режимдегі ауытқу қысымы номиналдының +-2 % - нан аспуы
қажет. Сонымен бірге будың өндірілуі отынды жағу кезіндегі оттықта
бөлінетін жылуға тәуелді болады. Отынның мөлшерінің жетіспеуі будың
қысымының төмендеуіне алып келеді. Оттық келіп түсетін отын толық
жылуды алғанша жануы қажет, ол үшін оттыққа үрлемелі желдеткішпен
анықталған ауа мөлшері жіберіледі. Отын және ауаның дұрыс қатынасы
отынның жануының үнемділік режимін қамтамасыз етеді.
Қазандықтың жүктемесін және будың қысымын автоматты реттеудің
сұлбасы мен әдістері қазандықтың жұмысы және қыздырылған будың бу
өткізгішін турбинаға жалғау сұлбасымен анықталады.
Қазандық ұзақ уақыт ішінде тұрақты жүктемені ұстап қалса, базалық
режимде жұмыс жасай алады. Қазандықтың реттеуші режимі тербелмелі
жүктемеге байланысты болады, яғни қазандық тербеліс жетпеген жағдайда
буды қосымша өндіру керек және турбинаның қажеттіліктері артық болған
жағдайда оның өндірілуін азайту қажет. Қазандықтағы бу бір турбинаға
берілгенде немесе турбинаға бу барлық қазандықтар жұмыс жасайтын жалпы
бу өткізгішке берген жағдайда қазандық турбинаға жалпы магистраль арқылы
жалғанады(блоктық компонент). Қазандықтар жалпы магистральда параллель
жұмыс жасаған жағдайда турбина Рм қысымын ұстап қалады. Осы қысымды
қамтамасыз ететін реттеуіш бас реттеуіш деп аталады. Ол жалпы
магистральда жұмыс істейтін барлық қазандықтарды жүктемемен басқарады.
2.1 суретте көрсетілген бу қысымының турбина алдында реттеудің
сұлбасын қарастырайық. Отын берілісі кезіндегі ретеуіштегі 1 формаланған
сигнал турбина алдындағы будың қысымы Рпп бойынша сигнал болып
табылады.
Сұлба агреттар блоктық үйлескен кезде жұмыс жасай алады. Реттеу
режимі кезінде отынның берілісіндегі реттеуішке 1 деген әсер қысымның Рпп
сигналы бойынша(желі а ) оттықтағы отынның шығынын өзгертеді, ал демек
қазандықтың жылулық жүктемесін де өзгертеді. Турбинаның айналу жиілігі
кірісі турбинаның айналым санына бойынша сигнал болып табылатын
реттеуішпен 5 тұрақтандырылады. Агрегаттардың блоктық үйлесуі кезіндегі
қысымды реттеуде әдетте реттеудің ПИ - заңы бойынша жұмыс жасайтын
реттеуіш қолданылады.
Базалық режимде турбинаның жүктемесі шектен тыс асып кеткен
жағдайда қазандықтағы будың өндірілуі бойынша қоры жойылады, будың
31
қысымы сихронизаторға 3 деген әсермен шектеледі(желі б). Рететуіштегі 2
будың қысымы бойынша сигнал синхронизаторға 3 келіп түседі, ол
турбинаның 4 клапанына әсер етеді. Базалық режимде реттеуіш 2 реттеудің П-
заңын орындайды, яғни қысым бойынша бірқалыпсыздықпен жүктемеге
тәуелді түрде әрекет етеді. Жалпы бу өткізгішпен жалғанған қазандықтар
тобындағы будың қысымын реттеу үшін 2.2 суретте көрсетілген сұлбаны
қолданады. Бұл сұлбада Рм қысымының ауытқуы бойынша жалпы бу
өткізгіштегі сигнал оттықтағы реттеуішер 1 үшін формаланатын қысымның
бас реттеуіші қолданылады. Қосарланған бу жүктемесін реттеуде әрбір
қазандықтың қатысу бөлігі қолдық басқарудың 2 берілісімен орнатылады.
2.1 сурет - Турбина алдындағы бу қысымын реттеудің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
8
9
10
Аңдатпа
Осы дипломдық жобаның тақырыбы - жылуэлектрстанциясындағы
турбина алдындағы бу қысымын реттеуді автоматтандыру болып табылады.
Осы жұмыс қазанның технологиялық үрдісінің
бейнелеуінен,
приципиалдық - технологиялық сұлбасын жасаудан тұрады. Автоматтандыру
сұлбасы жасалып, қажетті құралдар таңдалған, реттеуіштің параметрлері
есептеліп,жүйе орнықтылыққа зерттелген және контроллерде объектті
автоматтандыру жүйесінің бағдарламасы жазылған.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары есептелінген және экономикалық
тиімділігі анықталған.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде
қазандық
цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесі жүргізілген.
Аннотация
Темой данного дипломного проекта
является автоматизация
регулирования давление пара перед турбиной в теплоэлектростанции .
Данная работа включает в себя описание технологического процесса,
разработку принципиально - технологической схемы котла. Разработана
схема автоматизации, осуществлен выбор необходимого оборудования,
система исследована на устойчивость, произведен расчет параметров
регулятора
и написана программа системы автоматизаций объекта на
контроллере.
В экономической части был расчитан строительно-пользовательский
расход автоматизированной системы котла и была определена экономическая
эффективность.
В разделе безопасности жизнедеятельности произведен расчет шума
оборудования котельного цеха.
Annotation
Crown given diplom project be automation of regulation pressure steam in
front of turbine in thermal power station.
Given the job includes in itself description of technological process,
elaboration principled - technological scheme boiler. Developed the scheme
automation, significant choice the necessary equipment, system exploring on
stability, to produce calculation parameters adjaster and written the program of
system automations object on controller.
In economic part would calculation structural-user's expenditure of automated
system boiler and was spotting the economic efficiency.
In division safety life activity to produce calculation a noise equipments
boiler-room shop.
11
Мазмұны
Кіріспе
1 Негізгі бөлім
1.1 Бу қазандығында бу алудың технологиялық сұлбасы
1.2 Автоматты басқару теориясы және оның элементтері бойынша
талдау
1.3 Өзектілік
1.4 Бу қазандығында автоматтандыруды техникалық-программалық
жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
1.5 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.6 Есептің қойылуы
2 Арнайы бөлім
2.1 Бу қысымын реттеудің автоматтандыру жүйесі
2.2 АРЖ буындары және жүйенің математикалық модельдері
2.3 Жүйені орнықтылыққа зерттеу және ПИД-реттеуішінің
көрсеткіштерін анықтау
2.4 Деңгей реттеу жүйесінің төменгі деңгейінің бағдарлама техникалық
кешенін құрастыру
3 Экономикалық бөлім
3.1 Бизнес - жоспар
3.2 Өнім
3.3 Маркетинг жоспары
3.4 Қаржылық жоспар
4 Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімі
4.1 Қауіпсіздік және еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік
актілер
4.2 Қазандық қондырғыларынан шығатын шуды есептеу
4.3 Су жылытатын және бу қазандықтарының қауіпсіздігіне
қойылатын талаптар техникалық регламенті
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Қосымша А
Қосымша Б
12
7
9
9
13
15
16
19
23
25
25
31
36
43
50
50
50
50
50
58
58
59
65
71
72
74
80
Кіріспе
Осы дипломдық жұмыста турбина алдындағы бу қысымын реттеуді
автоматтандыру жүйесі қарастырылады.
Жылуэнергетикалық қондырғылар оларда жүретін процестің
үздіксіздігімен
сипатталады. Сонымен бірге жылулық және электр
энергияның
өндірілуі кез келген уақытта тұтынуға сәйкес болуы
тиіс(жүктемеге).Жылуэнергетикалық қондырғылардағы барлық операциялар
механикаландырылған, ал олардағы өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез
дамиды. Жылу энергетикадағы автоматтандырудың жоғары дамуы осымен
түсінідріледі.
Автоматтандырудың дәрежесіне сәйкес жылу энергетикасы
индустрияның қазіргі секторларының арасында негізгі орын алады. Жылу
энергетикалық қондырғылар ондағы әрекеттердің үздіксіздігімен
сипатталады. Жылулық және электр энергиясының өнімі әрбір сәт сайын
тұтынуға(жүктемеге) жауап беруі тиіс. Жылу энергетикалық
қондырғылардағы көптеген әрекеттер механикаландырылған және олардағы
өтпелі процесстер салыстырмалы түрде тез дамиды.
Автоматты реттеу бу генераторындағы өтіп жатқан процестердің
үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді(сумен қоректендіру, жану, будың қатты
қыздырылуы және т.б.).
Дистанциялық(қашықтықтан) басқару кезекші персоналға бу генератор
қондырғысын қосуға және тоқтатуға және де оның механизмдерін басқару
қондырғылары жинақталған пультпен қашықтан басқаруға мүмкіндік береді.
Жылу энергетикасындағы автоматтандыруды құрудың жоғарғы ролі
берілгендер бойынша түсіндіріледі.
Автоматтандырудың сипаттамалары маңызды артықышылықтарды
ұсынады:
1) жұмысшы персоналдың санын азайтуды қамтамасыз етеді, яғни еңбек
өнімділігін арттырады;
2) жұмысшылардың еңбек шартын жақсы жаққа қарай өзгертеді;
3) өндіріліп алынған будың сипаттамасының дәлдігін сақтауды
арттырады;
4) еңбек қорғауды және қондырғы жұмысының сенімділігін арттырады
5) бу генераторының жұмысының залалсыздығын арттырады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
13
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген автоматты реттеу жүйесі келесілерге негізделген:
- деңгейді реттеу үрдісі мен басқару тиімділігін жақсартуға;
- отынның экономды тиімді пайдалануын және оның толық жағылуын
қамтамасыз етеді;
- авариялық жағдайлар санын азайтуға;
- жұмысшылардың еңбек шарттарын жақсартуға;
- технологиялық үрдістің жағдайы мәліметтерін оператор - технологтың
жұмыс стансаларына тиімді жіберуіне.
Дипломдық жұмыс келесі бөлімдерден тұрады:
Негізгі бөлімде барабанды қазандықтың технологиялық сұлбасы оның
жұмыс істеу принципі талқыланады. Қазандықты автоматтандырудың негізгі
мәселелері, автоматты реттеу жүйесінің анықтамалары және техникалық -
программалық жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
қарастырылады.
Арнайы бөлімде бу қазандығы барабанында бу қысымын реттеуді
автоматтандыру жүйесі жұмысына талдау жасалынады, қажетті құрылғылар
таңдалынып, математикалық модель құрастырылады. Бу қысымы реттеуішінің
айнымалы параметрлері анықталынып, жүйе орнықтылыққа зерттелінеді.
Барабанды қазандықтың бу қысымын реттеудің бағдарламасы жазылады.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі есептемесі
жүргізіледі.
Өміртіршілік
қауіпсіздігі бөлімінде қазандық цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесі жүргізіледі және бу
қазандықтарының қауіпсіздігіне қойылатын талаптар қарастырылды.
Қорытындыда осы аталған бөлімдер бойынша ортақ шешім шығарылып,
дипломдық жұмыстың тиімділігі анықталынады.
14
1 Негізгі бөлім
1.1 Бу қазандығында бу алудың технологиялық сұлбасы
Бу қазаны деп жағылған отын жылуын пайдаланып, қысымы ауа
қысымынан жоғары бу өндіретін құрылғыны атайды.
Жылуэлектрстанцияларда қолданатын бу қазандықтарының
технологиялық сұлбасы 1.1 суретте көрсетілген.Онда ең алдымен су
экономайзер (8) арқылы өтіп барабанды қазандыққа (10) келіп
құйылады.Қазандық ішіндегі суды буға айналдыру үшін қазандық астына от
жағады.Оттық (1) арқылы от беріледі.Жанған от қазандық ішіндегі суды буға
айналдыра бастайды.Буға айналған су бу өткізгіш бойымен аса қыздырғышта
(7) қыздырылады.Егер де бу қыздырғышта будың температурасы шегінен
асып кетсе,онда бүрку арқылы оның температурасын ретке келтіріп
отырады.Бу өткізгіш бойымен бу турбинаға келіп оны айналдыра
бастайды.Турбина мен генератор бір білікте орналасқан себепті генератор да
айналып электр энергиясын алады.Қазандық ішіндегі керек емес су
жылжымалы құбырлар (11) арқылы сыртқа шығарылып отырады. От жану
барысында суық шұңқыр (3) арқылы күлді шахтаға (4) келіп жетеді.Түтін
мөлшері көбейіп кеткен жағдайда артық газдар түтінтартқыш (14) арқылы
сыртқа шығарылып отырады.Және де жану процесін ұстап тұру үшін
желдеткіш (15) арқылы от жанып жатқан жерге (2) ауа беріліп отырады.
Автоматтандырудың дәрежесіне сәйкес жылу энергетикасы
индустрияның қазіргі секторларының арасында негізгі орын алады. Жылу
энергетикалық қондырғылар ондағы әрекеттердің үздіксіздігімен
сипатталады. Жылулық және электр энергиясының өнімі әрбір сәт сайын
тұтынуға(жүктемеге) жауап беруі тиіс. Жылу энергетикалық
қондырғылардағы көптеген әрекеттер механикаландырылған және олардағы
өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез дамиды.
Теплоэнергетикалық қондырғылар оларда жүретін процестің
үздіксіздігімен
сипатталады. Сонымен бірге жылулық және электр
энергияның өндірілуі кез келген уақытта тұтынуға сәйкес болуы
тиіс(жүктемеге). Жылуэнергетикалық қондырғылардағы барлық операциялар
механикаландырылған, ал олардағы өтпелі процестер салыстырмалы түрде тез
дамиды. Жылу энергетикадағы автоматтандырудың жоғары дамуы осымен
түсінідріледі.
Өзіндік энергия көзінің болуымен, оларды реттеуде дәлдікті талап
етуімен, жұмысшы ортадағы жоғары параметрлерімен, технологиялық
процестерінің кең механикаландыруымен ерекшеленетін жылу энергетикасы
ғылым және техниканың автоматты басқарудың жаңа техникалық құралдары
бар және теорияның қосымша әдістерін тұрақты түрде табатын облысы болып
табылады.
15
1 - оттық; 2 - от жанатын жер; 3 - суық шұңқыр; 4 - күлді шахта; 5 - экран
трубалары; 6 - фестон; 7 - бу қыздырғыш; 8 - су үнемдегіш; 9 - ауа
қыздырғыш; 10 - дағыра; 11 - жылжымалы трубалар; 12 - коллекторлар; 13 -
күлтұтқыш; 14 - түтінтартқыш; 15 - желдеткіш.
1.1 сурет - Бу қазандығының технологиялық сұлбасы
Энергетикалық саладағы және өнеркәсіптік кәсіпорындардағы жылу
қолданғыш қондырғыларды модернизациялаудың есебі өте маңызды сипатқа
ие. Бұл біріншіден қондырғының аз бөлігі тек моральды ғана емес физикалық
ескірген, бірақ жұмысшы параметрлердің штаттық көрсеткіштерінен аздаған
ауытқуғанның өзіннің қауіпті көз болып табылуы мүмкіндігіне байланысты.
Екіншіден тозған қондырғыны пайдалану процесіндегі тура(жылулық) және
жанама(жекелеген жөндеу, қымбат тұратын түйіндерін ауыстыру)
шығындардың шығарылатын өнімнің өзіндік
құнын
бағалауда
салмақтылауына және барлық кәсіпорынның рентабельділігін төмендетеді.
Технологиялық қондырғылардың жұмыс істеу қабілеттілігіне әсер ететін
азғантай фактор оның бақылау-өлшеуіш және басқарылмалы құралдарының
сенімділігі мен күйі болып табылады. Микропроцессорлы техниканың
қондырғыларын қолдану негізінде ескірген бақылаушы-өлшеуіш құралдарды
модернизациялау ескі қондырғының жұмысын оперивті режимде
оптимизациялауға мүмкіндік береді және негізгі технологиялық қондырғының
жұмысын қауіпсіздендіруді және ыңғайландыруды қамтамасыз етеді.
16
Салыстырмалы баға бойынша мұндай әдіс нығайтуға кеткен шығынның
көлемі бойынша да, эффективтіліктің көрсеткіштері бойынша
да(энергоресурстарды үнемдеу, апаттың төмендеуі, қондырғылардың
рационалды қолданылуы) экономикалық расталған. Одан басқа экологиялық
шаралардың кеңейтілген шеңберін ұйымдастыру мүмкіндігі және өндірістің
жалпы мәдениетін өсіру пайда болады.
Автоматты реттеу бу генераторындағы өтіп жатқан процестердің
үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді(сумен қоректендіру, жану, будың қатты
қыздырылуы және т.б.).
Дистанциялық(қашықтықтан) басқару кезекші персоналға бу генератор
қондырғысын қосуға және тоқтатуға және де оның механизмдерін басқару
қондырғылары жинақталған пультпен қашықтан басқаруға мүмкіндік береді.
Жабдықтардың және бу генераторының жұмысына жылутехникалық
бақылау жасау автоматты әсер етуді көрсететін және өздігінен жазатын
аспаптардың көмегімен жүзеге асырылады. Персонал немесе ақпаратты
есептеуіш машина қызмет көрсететін өлшеу объектісіне қосылуды немесе бу
генераторында өтіп жатқан процесті үздіксіз бақылауды аспатар жасайды.
Жылу техникалық бақылаудың аспаптарын панельдерге, басқару щиттеріне
бакылау және қызмет көрсетудің ыңғайлылығына байланысты орнатылады.
Технологиялық қорғаныс іске қосылған жағдайда, бу генераторының
қондырғыларының механизмдері тоқтағанда немесе іске қосылғанда
технологиялық бұғаттаулар берілген реттілікпен операцияларды орындайды.
Бу генераторларына қызмет көрсету кезінде бұғаттауыштар дұрыс емес
операцияны жояды, апат болған жағдайда жабдықтарды қажетті реттілікпен
өшіруді қамтамасыз етеді.
Технологиялық сигналдандырудың қондырғылары кезекші персоналға
жабдықтардың күйі туралы хабар береді(жұмысы, тоқрап қалғаны т.б.),
параметрлерінің қауіпті мәнге жақындағаны туралы ескеретеді, бу генераторы
мен оның жабдықтарында апаттық жағдайдың пайда болғаны жайлы хабар
береді. Дыбыстық және жарықтық сигнализация қолданылады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген материалдардың негізінде әрбәр қазандықты қондырғыларға
жабдықтарға қызмет көрсету, жөнделу, қауіпсіздік техникасы, апаттарды
ескерту және алдын алу бойынша қызметтік және технологиялық
нұсқаулықтар жасалу тиіс. Әртүрлі тағайындаулар бойынша құбыр
17
өткізгіштердің
технологиялық және оперативтік сұлбалары, орындау
нұсқаулықтары, жабдықтарға технологиялық паспорт құрастырылуы тиіс.
Қазандықтың режимдік карталары және көрсетілген материалдардың
нұсқаулықтарын білу персонал үшін міндетті. Қызмет көрсететін
персоналдың білімі жүйелі түрде тексеріліп отырылуы тиіс.
Қазандықтарды пайдаланудың өндірістік тапсырмалары, құрастырылған
жоспарлар және өндіру графиктері, отын шығындары, өзіндік қажеттіліктер
үшін электр энергия шығындары бойынша міндетті түрде жетекшінің
бұйрықтары және қондырғының жұмысы жайлы кезекші персоналдың
жазбалары түсірілетін оперативті журнал арналады, және де байқалған
дефектілерді және шараларды олардың жөнделіу бойынша жазылып отыратын
жөндеу кітапшасы арналады.
Тіркейтін аспаптардың жазбалары және агрегаттардың жұмысы
бойынша тәуліктік ведомостьтардан тұратын бірінші реттік есептер жүргізілуі
тиіс және қазандықтардың берілген период ішіндегі жалпы берілгендері
бойынша екінші ретті есеп жүргізілуі тиіс. Әрбір қазандыққа өзінің нөмірлері
қойылады, барлық коммуникациялар МЕСТ орнатқан шартты түстерге
боялуы тиіс. Қазандықтарды ғимараттардың ішіне Мемлекеттік қалалық
техникалық байқау ережелеріне, қауіпсіздік техника талаптарына, санитарлы-
техникалық нормаларға, өрт қауіпсіздік талаптарына сәйкес орналастыру
қажет.
Бу генераторларын автоматтандыру өзіне автоматты реттеуді,
дистанциялық(қашықтан) басқаруды, технологялық қорғанысты, жылу
техникалық бақылауды, технологиялық бұғаттауды және сигнализацияны
қосып алады.
Технологиялық қорғаныс іске қосылған жағдайда, бу генераторының
қондырғыларының механизмдері тоқтағанда немесе іске қосылғанда
технологиялық бұғаттаулар берілген реттілікпен операцияларды орындайды.
Бу генераторларына қызмет көрсету кезінде бұғаттауыштар дұрыс емес
операцияны жояды, апат болған жағдайда жабдықтарды қажетті реттілікпен
өшіруді қамтамасыз етеді.
Технологиялық сигналдандырудың қондырғылары кезекші персоналға
жабдықтардың күйі туралы хабар береді(жұмысы, тоқтап қалғаны т.б.),
параметрлерінің қауіпті мәнге жақындағаны туралы ескертеді, бу генераторы
мен оның жабдықтарында апаттық жағдайдың пайда болғаны жайлы хабар
береді. Дыбыстық және жарықтық сигнализация қолданылады.
Қазандықтарды пайдалану персоналдың қауіпсіз шарттары мен талап
етілетін параметрлердегі буды өндірудің эффективтілігі мен сенімділігін
қамтамасыз етуі тиіс. Осындай талаптарды орындау үшін пайдалану
жұмыстары заң ережелеріне, нормаларына және жетекшілік нұсқауларға,
оның ішінде Қондырғыларды және бу қазандықтарын қауіпсіз пайдалаудың
ережелеріне сәйкес Мемлекеттік қалалық техникалық байқауға, Электр
станцияларын және тораптарын техникалық пайдалану ережелеріне,
18
Жылулық тораптар және жылу қолданғыш қондырғыларды техникалық
пайдалану ережелеріне дәлме-дәл сәйкес жүргізілуі тиіс.
Берілген материалдардың негізінде әрбір қазандықты қондырғыларға
жабдықтарға қызмет көрсету, жөнделу, қауіпсіздік техникасы, апаттарды
ескерту және алдын алу бойынша қызметтік және технологиялық
нұсқаулықтар жасалу тиіс. Әртүрлі тағайындаулар бойынша құбыр
өткізгіштердің технологиялық және оперативтік сұлбалары, орындау
нұсқаулықтары, жаблдықтарға технологиялық паспорт құрастырылуы тиіс.
Қазандықтың режимдік карталары және көрсетілген материалдардың
нұсқаулықтарын білу персонал үшін міндетті. Қызмет көрсететін
персоналдың білімі жүйелі түрде тексеріліп отырылуы тиіс.
Қазандықтарды пайдаланудың өндірістік тапсырмалары, құрастырылған
жоспарлар және өндіру графиктері, отын шығындары, өзіндік қажеттіліктер
үшін электр энергия шығындары бойынша міндетті түрде жетекшінің
бұйрықтары және қондырғының жұмысы жайлы кезекші персоналдың
жазбалары түсірілетін оперивті журнал арналады, және де байқалған
дефектілерді және шараларды олардың жөнделу бойынша жазылып отыратын
жөндеу кітапшасы арналады.
Тіркейтін аспаптардың жазбалары және агрегаттардың жұмысы
бойынша тәуліктік ведомостьтардан тұратын бірінші реттік есептер жүргізілуі
тиіс және қазандықтардың берілген период ішіндегі жалпы берілгендері
бойынша екінші ретті есеп жүргізілуі тиіс. Әрбір қазандыққа өзінің нөмірлері
қойылады, барлық коммуникациялар МЕСТ орнатқан шартты түстерге
боялуы тиіс. Қазандықтарды ғимараттардың ішіне Мемлекеттік қалалық
техникалық байқау ережелеріне, қауіпсіздік техника талаптарына, санитарлы-
техникалық нормаларға, өрт қауіпсіздік талаптарына сәйкес орналастыру
қажет.
1.2. Автоматты басқару теориясы және оның элементтері бойынша
талдау
1.2.1 Автоматты басқару жүйесіндегі негізгі ұғымдар мен
анықтамалар
Барлық технологиялық объектілер басқарушы құрылғысымен бірге
қайсыбір автоматты жүйені құрады,ал ол өз кезегінде автоматты басқару
теориясы заңдарымен талданып,синтезделеді.
Автоматты басқару және реттеу теориясы - автоматты реттеу жүйесін
талдау,синтездеу тәсілдерін және құру принциптерін зерттейтін ғылым.
Автоматты басқару жүйесін құру үшін маман ең алдымен басқарылатын
обьектінің математикалық моделін тұрғыза білу керек. Ал бұл есепті
экспериментті және аналитикалық жолдармен шешуге болады.
Басқару обьектісіне басқару алгоритміне сәйкес әсер ететін кез - келген
техникалық құрылғы автоматты басқару құрылғысы деп аталады.
19
Бір - бірімен байланысты және басқару алгоритміне сәйкес өзара
әрекеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару
обьектісінің жиынтығы автоматты басқару жүйесі деп аталады.Жұмыс
барысында автоматты басқару жүйесіне әртүрлі ішкі және сыртқы әсерлер
ықпал жасайды. Автоматты жүйенің бір бөлігінен келесі бөлігіне
технологиялық процестің бірқалыпты өтуін қамтамасыз ететін әрекеттің
тізбекті желісін қүрайтын әсерді ішкі әсер деп атайды. Оларды басқарушы
әсер дейді. Ал сыртқы әсер екіге белінеді. Технологиялық процестің тиянақты
етуіне қажет бірінші әсер қызмет алгоритміне сәйкес жүйе кірісіне беріледі де,
жоспарланған немесе тапсырыстық әсер деп аталады. Ал, екінші әсер
жүйеге немесе басқару объектісіне сыртқы ортадан беріледі. Ол жүйе
жұмысында алдын ала еске алынбайды да, кездейсоқ сипатта болып, басқару
процесін қиындатады. Сол себепті оларды қобалжытқыш әсер деп атайды.
Технологиялық процестің дұрыс етуіне сәйкес басқарылатын шаманың
берілген уақыт аралығында ұстап отыруға керекті мәнін алдын ала берілген
мән деп, ал фактілі, яғни процестің өлшенген мәнін нақты (қазіргі) деп
атайды. Реттелетін шаманың алдын ала жоспарланған және нақты мәндерінің
арасындағы айырмасын келісілмеген (айырымдық) шама дейді.
Сол себепті ендірістік жабдықтарды (басқару объектісін) басқарып
отыру қажет, яғни басқарылатын шама қоздырушы әсердің ықпалына
қарамастан берілген ереже (программа) бойынша езгеретіндей дел есеппен
басқарушы әсерді қалыптастыру керек.
1.2.2 Автоматты жүйе элементтері мен жіктелуі
Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын
дербес конструкциялық элементтерден тұрады, оларды автоматика
элементтері не құралдары деп атайды. Элементтерді жүйеде атқаратын
қызметіне қарай салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы,
түрлендіруші және атқарушы деп ажыратады.
Қабылдаушы
элементтер
не бастапқы түрлендіріп бергіштер
(датчиктер) технологиялық процестердің басқарылатын шамаларын өлшейді
де, оларды бір физикалық түрден екінші бір физикалық шамаға түрлендіреді
(мысалы, термоэлектрлік термометр температура айырымын термоЭҚК-не
түрлендіреді).
Жоспарлаушы элементтер (баптау элементтері) арқылы жүйеге
реттелетін шаманың Х0 қажет мәні беріледі; оның нақты мәні осы берілген
мәнге сәйкес келуі тиіс.
Салыстырушы элементтер реттелетін шаманың берілген мәнін Х{)
нақты мәнімен X салыстырады. Бүл элементтің шығысында алынатын
айырымдық сигнал X - Ха -- Х атқарушы элементке тікелей не күшейткіш
арқылы беріледі.
20
Түрлендіруші элементтер сигналдың пайдалануға ыңғайлы түрге
түрлендірілуін және оның қуатын магниттік, электрондық және т. б.
күшейткіштер арқылы үдетуін жүзеге асырады.
Атқарушы элементтер басқару объектісіне берілетін басқару әсерін
тудырады. Олар басқару объектісіне берілетін не одан алынатын энергия
немесе заттар санын өзгерту арқылы басқарылатын шаманы берілген мәніне
сәйкес етіп ұстап отырады.
Түзетуші элементтер басқару процесінің сапасын жақсарту үшін
қажет.
Автоматты басқару жүйесін жіктеу жүйенің тағайындалуы мен
конструкциясын сипаттайтын және басқа да принциптер мен белгілер
бойынша жүргізіледі. Алдымен автоматты жүйенің басқару алгоритмі мен
жүмыс істеу алгоритмін сипаттайтын, басқару теориясы үшін өте маңызды
белгілер арқылы жіктеуді қарастырайық. Ол белгілер ретінде автоматты
басқару жүйесінің жүмыс істеу сыйпатын, реттеу яғни әсер ету тізбегінің
түрін және басқарушы әсерді алу әдісін жатқызуға болады.
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгісі бойынша
жіктеуге болады. Басқару әдісіне қарай жүйелер: кәдімгі - өздігінен
бапталмайтын және адаптивті - өздігінен бапталатын болып үлкен екі класқа
жіктеледі. Кәдімгі жүйелер қарапайым категориясына жатады да, басқару
процесінде өз құрылымын өзгертпейді. Олар - ажыратылған немесе
тұйықталмаған, туйықталған және аралас басқару жүйелері болып қосалқы
үш класқа ажыратылады. Ал түйықталмаған АБЖ автоматты нық басқару
жүйесіне (АНБЖ) және қобалжыту бойынша басқару жүйесіне бөлінеді.
Ажыратылған жүйелерде басқарылатын шама бақыланбайды, яғни
басқарушы құрылғының кірісіне тек сыртқы әсер ғана беріледі. Өз кезегінде
ажыратылған жүйелерді тек берілген әсердің өзгеруіне сәйкес басқаруды
қамтамасыз ететін жүйелер және қобалжыту әсері өзгергенде басқаратын
жүйелер деп екі класқа бөлуге болады.
1.3 Өзектілік
Автоматтандыру - бұл өндірістік процестерді адамның қатысуынсыз,
бірақ оның бақылауымен жүзеге асыруға мүмкіндік беретін кешенді
құралдарды пайдалану. Өндірістік процестерді автоматтандыру
шығарылымының артуына,өзіндік құнының төмендеуіне және өнімнің
сапасының артуына, қызмет етуші персоналдың санының және машинаның
ұзақтығының азаюына алып келді, материалдарды үнемдеуге, еңбек шартын
және қауіпсіздік техникасын арттыруға мүмкіндік берді.
Автоматтандыру адамды механизмді басқару қажеттілігінен босатады.
Автоматтандырылған өндірістік процестерде адамның ролі жөндеуде,
реттеуде, автоматтандыру құралдарына қызмет көрсетуде және оның әрекетін
бақылауда жүреді. Егер автоматтандыру адамның физикалық еңбегін
21
жеңілдетсе, онда автоматтандыру ақылдық еңбекі жеңілдетуге де мақсат қоя
алады. Автоматтандыру құралдарын пайдалану қызмет етуші персоналдан
жоғары біліктілік техникасын талап етеді.
Адам еңбегінің мәні, ол машиналар мен механизмдерді басқарып,
орнатады(құрылғыларды қосып немесе ажыратып отырады және т.б ) және
олардың жұмысын үздіксіз бақылайды немесе өлшеуіш аспаптарды қарайды.
Бірақ та ЖЭО-ын басқаратын негізгі және қосалқы қондырғыларында
тәулік бойы жұмыс жасап тұрған энергетикалық құрылғылардың механикасы
адамның бірқалыпты еңбегінен босатпайды, ал ең бастысы эксплуатациялық
персоналдың жоғарғы дәрежеде болуы да оның қауіпсіз және тиімді жұмыс
атқаратынына сенім жоқ.
Механизмделген өндірістің автоматизациясы деп машиналарды,
механизмдерді, қондырғыларды басқаруды айтамыз. Және де арнайы
қондырғылар арқылы адамның қатысуынсыз немесе қатысуын шектеп
олардың жұмысын бақылайды.
Автоматтандыру - бұл комплексті құралдарды қолдану арқылы
өндірістік процесстерді адамның үздіксіз қатысуынсыз бірақ, олардың
бақылауымен жүзеге асырылады.
Өндірістің автоматизациялық процесі өзіндік құнды азайтады, өнімнің
сапасын жоғарлатады, қызмет етіп жатқан жұмысшыларды азайтады,
сенімділікті арттырады және еңбек жағдайы мен техникалық қауіпсіздікті
жақсартады.
1.4 Бу қазандығында автоматтандыруды техникалық-
программалық жабдықтармен қамтамасыздандыру мәселелері
Автоматтық құрылғылар мемлекеттік құралдар жүйесі аймағында
таңдалуы керек. Автоматтық құрылғылар техникалық және экономикалық
жағынан тиімді таңдалуы керек. Автоматтық құрылғының нақты типі
таңдалған басқару жүйесі мен басқару объекты ерекшеліктерін ескерумен
таңдалынады. Негізінде бір типті, орталықтандырылған және бір сериясы
шығарылатын қондырылғыларды таңдағын дұрыс.Біз бұл дипломдық
жұмысты орындау барысында Matlab,оның ішінде Simulink моделі және де
SIMATIC S7-300 контроллері қолданылды.
Matlab келесі комплекс Matlab+Simulink+Toolbox+Blockset түрінде
беріледі,мұндағы Toolbox және Blockset бөлімдері ретінде Math Works
корпорациясы сәйкесінше Matlab және Simulink жүйелердің кеңейтулерін
атайды.
Matlab жүйесінің негізгі есептерінің біреуі қуатты бағдарламалау тілін
пайдаланушыға ұсыну болып табылады.Бұл тіл техникалық және
математикалық есептеулерді жасауға бағытталған және сандық әдістерді іске
асыруға көп жылдары қолданылған дәстүрлі бағдарламалық тілдердің
мүмкіншіліктерінен асып кеткен.
22
Simulink - визуалды модеьдеу құрылғысы. Пайдаланушыға әртүрлі
инжерерлік және ғылыми есептерді шешуге құралдар жиындарының өте
көптігі Matlab жүйесінің кең қолданылуының себебінің бірі болып табылады.
Осы құралдар арасында Simulink пакетінің ерекше орны бар.
Simulink жүйесі - блок-диаграммалардың графикалық тілін қолданатын,
динамикалық жүйелерді модельдеу және анализдеуге негізделген
интерактивті орта.
Simulink жүйесі:
- сызықты немесе бейсызықты үздіксіз, дискретті және гибридты
жүйелерді модельдеуге мүмкіндік береді;
- өзінің құрамында блоктардың (үздіксіз элементтер, дискретті
элементтер, математикалық функциялар, бейсызықты элементтер,сигналдар
көздері, көрсету құралдары, қосымша блоктар) кең библиотекасын орнатқан,
оларды жаңа жүйелерді жасауға қолдануға болады;
- блок-диаграммаларды құрамдасқан блоктарға бірлестіруге мүмкіндік
береді,сондықтан модель құрылымын иерархты көрсетуге болады;
- уақыт бойынша құрылымы өзгеріп тұратын жүйелерді жобалауға
мүмкіндік бар, бірақ осындай мүмкіндіктері шектелген.
SIMATIC S7-300 - бұл кіші және орташа дәрежедегі автоматты жүйесін
құруға арналған модульді бағдарламалаушы контроллер (1.2 суретті қараңыз).
Модульдік конструкциясы, шынайы салқындатқышпен жұмыс жасау,
локальді структураның қолданылуы және енгізу-шығару үйлесімі, кең
коммуникациялық қолданыстар, көптүрлі функциялар, эксплуатациялауға
ыңғайлы және өндірістегі автоматты басқару жүйесін құру үшін пайдалы
шешімдер қабылдау үшін өте қолайлы. Контроллердің салыстырмалы анализі
1.1 кестеде көрсетілген.
Контроллерді эффективті пайдалану мүмкіндігі, ол әр түрлі
өндіруліктегі орталық процессорларды қолдануы, функционалды модельдерді
және коммуникациялық процестерді қолдану болып табылады.
SIMATIC S7-300S7-300 - дің қолдану облысы:
- автоматты өлшеу қондырғылары және басқасы;
- арнайы мақсаттағы автоматты машиналарға;
- өндірістік техникалық құралдарды басқару автоматизациясына және
электротехникалық құралдарға;
- автоматты реттеу жүйесін құру және позициялауға.
STEP 7-
бұл SIMATIC S7-300S7-400WIN AC программалау
контроллері негізінде құрылған программалардың базалық пакеті. Оның
құрамына аппаратты конфегурация жасау және өндірістік сеттерді,
параметрлерді күйге келтіру, программалау, диагностика және басқару
жүйесін күту сияқты барлық құрал жабдықтар жүйесін күту сияқты барлық
құрал жабдықтар спектрі кіреді.
23
1.2 сурет - SIMATIC S7-300 контроллері
1.1 к е с т е - Контроллердің салыстырмалы анализі
24
Контроллер
Артықшылықтары
Кемшіліктері
Siemens Simatic
S7
1. Әртүрлі модельдегі орталық
процессорлары әртүрлі есептердің
тиімді шешімдерін құруға
мүмкіндік береді.
2. Эксплуатациялауға ыңғайлы
және сенімділігі жоғары.
3. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі орындалу жылдамдығы
жоғары.
4.Сапасы және
функционалдылығы жағынан
ыңғайлы.
1.Бағасы жоғары.
Schneider
Electric
1.Автоматты қосып -
өшіргіштері сапалы.
2. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі қарапайым.
1.Бағасы жоғары.
2.Жады аз.
3.Құрылымдық
бөліну жады
өзгеріссіз.
Rockwell
Automation
1. Кіріс-шығыс жүйесінің жоғары
сенімділігі.
2. Бағдарламалау тілдері ыңғайлы,
әрі қарапайым.
3.Сапасы және
функционалдылығы жағынан
ыңғайлы.
4. ТМД елдерінде кең таралған.
1. Құрылған
функциялардың
үлкен көлемді
болуына
байланысты
жоғары
қуаттылығы.
2. Бағасы жоғары.
STEP
пакетінің негізгі ерекшелігі, көптүрлі программаланатын
контроллерді қолданып, өндірістік компьютерлерде, өндірістік
байланыстардың сетьтік структурасында автоматизация проекттерін
комплексті түрде жетілдіріп базаланады.
Бұған кедергі болатын тек қана программатордың функционалдық
мүмкіндігі немесе STEP 7-ге қиын проекттерді оңайлату үшін құрал
саймандармен толықтырулар жасалады.
STEP 7 қолданушының барлық программаларының файлдарын және
блоктағы барлық файлдар мәліметін қосады. Олардың шақыру механизмы
шақыру қосалқы программасын еске түсіреді. Ол қолданушының
программасының структурасын жақсартуға, модификациясын қолайлы
қылуға, дайын блоктарды бір программадан басқа ға ауыстыруға көмектеседі.
STEP программасы организацонды блок (ОВ), функционалды блок (FB),
функциалар (FC), мәліметтер блогы (DB) және де операционды жүйеге
орнатылған CPU блоктары: функционалды жүйелік блок (SFB), жүйелік
функция (SFC) және жүйелік мәліметтер блогынан құралады. STEP 7 мықты
жүйелік бұйрықты ұстанады.Ол әр түрлі логикалық және математикалық
операцияларды орындайды.
1.5 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.5.1 Барабанды бу қазандығын басқару обьектісі ретінде
қарастыру
Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық сұлбасы 1.3
суретте көрсетілген. Отын оттық құрылғылары арқылы ошаққа (1) келіп
түседі. Ошақтағы оттың жануын ұстап тұру үшін Qв мөлшерде ауа беріледі.
Ауа ДВ желдеткіші арқылы беріліп отырады және алдын ала ауа қыздырғышта
(9) қыздырылып отырады. Жану процесі кезінде пайда болған түтінді газдар
Qг ошақтан түтінсорғыш ДС арқылы сорылып шығарылып отырады.Түтінді
газдар шығар жолда буқыздырғыш (5,6) , экономайзер (8) ,ауа қыздырғыш (9)
арқылы өтіп түтін құбырлары арқылы атмосфераға шығарылып тастап
отырады. Жылжымалы құбырлар арқылы (3) керек емес су шығарылып тастап
отырады. Және де көтерілу құбырлары (2) арқылы су барабанды қазандыққа
құйылып отырады. Қаныққан бу қазандықтан (4) буөткізгішке түседі.Мұнда
буды орнатылған температураға дейін реттеу процесі жүреді. Бу
температурасы бу суытқыш (7) және бүрку Dвпр көмегімен реттеліп отырады.
Электрлік генераторлардың турбинасын айналдыруда қолданылатын
қазандықтардағы бу жанатын отынның жұмыстық - дене суға беретін
жылудың есебінен болады, соның нәтижесінде қайнағанша дейін
қыздырылады және қайнайды. Содан соң орнатылған технологиялық
параметрлерге дейінгі будың қыздырылуы процесі жүреді. Суды
қыздырылған буға түрлендіру кезеңі жылытқыштық, қайнағыштық және
ысытқыштық болып бөлінетін жылулық беттерде жүреді. Көтергіш және
25
түсіргіш құбырлардың жүйесі барабан және коллектормен бірігіп
циркуляциялы контур түзеді. Қазандықтың дағарасы контурдың бу түзілу
процесі жүретін элементі болып табылады.
Негізгі кіріс шамалары болып мыналар табылады:
- отын шығыны Вт;
- желдеткіш өнімділігі (ауа шығыны) Qв;
- түтінсорғыш өнімділігі (газ шығыны) Qг;
- қоректендіргіш су шығыны Dп.в;
- бүркуге кететін су шығыны Dвпр;
- үрлеуге кететін су шығыны Dпр;
- қыздырылған бу шығыны Dп.п .
Негізгі шығыс (реттелетін) шамалары болып мыналар табылады:
- қыздырылған бу қысымы Рп.п;
- қыздырылған бу температурасы tп.п;
- ошақтың жоғарғы жағындағы сиретілу Sт;
- ауа шығыны коэффициенті α( % O2);
- қазандықтағы су деңгейі Нб;
- қазандықтағы судың тұздылығы NaCl.
Кіріс және шығыс шамалары арасындағы байланыстар 1.4 суретте
көрсетілген. Бу генераторының ерекшелігі болып шығыс реттеуші шамалар
бір мезгілде басқа да шығыс шамаларына кіріс әсер болып та табыла алады.
Келтірілген 1.4 суреттен негізгі және негізгі емес байланыстарды көруімізге
болады. Негізгі байланыс түзу
сызық болып,негізгі емес байланыс
штрихталған сызықпен белгіленген.
Қазандықты реттеудегі негізгі реттеуші өлшемдер (1.3 суретті қараңыз)
көрсетілген: Қызған бу шығыны Gпп оның қысымы pпп, температурасы tпп.
Қысымы мен температурасы тұрақтанған мәндер шегінде ұсталады, ал бу
шығыны айнымалы болып келеді, ол турбогенератордың жұмыс істеу
режимінен тәуелді. Барабанды қазандық үшін негізгі автоматты реттеу
обьектілері: қысым Р, қызу температурасы t ,ауа шығыны Qг , Ошақдағы
сейілуі ST , барабандағы су деңгейі Hб, қазандық суының құрамы NaCl.
Турбина алдындағы бу қысымын қысым реттеуіші тұрады ГПЗ, ол
сигналды Ошақдағы отын беру реттеуішіне жеткізеді.арнайы жиілік реттеуіші
болып турбина роторының айналу жиілігі ұсталады.
Қазандықтардың қасиеттерін басқару объектісінің қасиеттері секілді
бағалау үшін олардың жұмыс істеу ерекшеліктерін қарастырайық. Барабанды
қазандықта параметрлердің берілген мәнінен ауытқуы қазандықтың
жүктемесінің генератор турбиналарына будың берілуінің өзегру есебінен
жәнен басқа да факторлардың әсерінен болады. Қазандық жүктемесінің артуы
барабандағы және буөткізгіштердегі қысының азаюына алып келеді.
Қысымды қайта қалпына келтіру үшін отынның берілуін арттыру керек, демек
ауаны да, яғни отын-ауа оптимальды қатынасты ұстап тұру қажет. Соның
26
бірге газо-ауалық тракты бойынша және сулы бу бойынша жылулық режим
өзгереді.
Осылайша жүктемені қолдау реттеуші әсері отынның берілуінің өзгеруі
болып табылатын будың қысымының реттелуіне байланысты болады.
Қазандықта жылулық жүктеменің реттеуіші болған жөн. Отынды жағу
кезіндегі шығынның минимумымен қамтамасыз ету үшін отын-ауа қатынасын
үрленген желдеткіштің ауа ағынын өзгеруі арқылы қолдайтын жанудың
үнемдейтін реттеуіш қажет. Қорек суының берілісі өндірілетін будың
шығынына сәйкес болу қажет. Бу мен судың арасындағы аралық буын ретінде
барабан қызмет етеді. Барабандағы берілген судың деңгейі сәйкестікті ғана
емес, оның апатсыз жұмысын анықтайды, сондықтан Hб деңгейін реттелетін
қорек клапанға әсер ете отырып реттеу қажет. Жанатын түрдегі газдардың
жану өнімдері түтін құбыры арқылы шығарылады, сонымен бірге қазандықта
оттықтың жоғары жағындағы Sт ажырауының белгілі бір дәрежесі қолдау
табады және ғимаратқа жану өнімдерінің түсуінен қорғайды. Жанатын газдар
түтінсорғыштармен сорып алынады. Бу түзілісінен соң қалатын газдар
барабаннан үрлемелі клапан арқылы үздіксіз үрлеу арқылы шығарылады.
Турбинаның ғұмырлығы мен сенімділігін арттыру үшін, жылулық
қондырғының үнемді жұмысын қамтамасыз ету үшін қыздырылған будың
температурасының берілген шегінде ұстап қалу қажет.
Қызған бу температурасы +5,-10°C үлкен нақтылықпен ұсталуы керек.
Оны реттеу үшін әдетте әдетте бусуытқыш 7 арқылы реттейді, кейде ғана
қазандық газөткелдерінде газдың рециркуляциясы тәсілімен реттеледі.Бу
қызуын бусуытқышқа келетін қорек су көлемінен реттеледі. Будың
температурасын реттейтін реттегіштерге екі сигнал түседі: реттейтін
температура бойыншанегізгі және реттеуіштен кейін температура өзгеріу
жылдамдығы бойынша қосымша сигнал. Реттеуіш бусуытқышқа жіберілетін
суық судың реттеуші клапанына РПК әсер етеді.
Жалпы ауа шығынын реттеу қазандық жүктемесі -- ауа шығыны
сигналдарын ұстауы арқылы отын жағу режимінде экономдауға әкеледі.
Реттуіш үрлеу вентиляторлары ДВ аппараттарына әсер етеді.
Ошақтағы сейілуі реттеу тұрақты реттеуіш арқылы жүзеге асады, ол
Ошақның төбесінен сәйкес сигнал алып бағытталған ауасорғышына ДС әсер
етеді.
Қазандық басқару обьектісі ретінде бірнеше кіріс және шығыс
шамалары байланысқан күрделі динамикалық жүйе болып табылады ( 1.4
суретті қараңыз).
27
ГПЗ -- Бас булық қозғалтқыш; РПК -- реттеуші қоректендіруші клапан; 1 --
ошақ; 2 -- циркуляциондық контур; 3 -- түсірілген құбырлар; 4 -- барабан;
5,6 -- буқыздырғыштар; 7 -- бусыутқыш; 8 -- экономайзер; 9 --
ауақыздырғыш.
1.3 сурет - Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық сұлбасы
1.4 сурет - Бу қазандығының кіріс және шығыс шамаларының байланысы
28
ВТ -- отын шығыны; ST -- ауасорғыштың беріліс өзгерісі; СNaCl -- қазандық
су құрамы; Нб -- барабандағы су деңгейі; t'пп -- біріншілік қызған бу
температурасы; Dвпр --сушашырақыш шығыны; tпп--қызған бу
температурасы; Dпп-- қызған бу шығыны; Рпп-- қызған бу қысымы; О2 --
ауаның оптималды шығыны, ВЭ-- экономайзер; ДПВ-- қорек су шығыны;
ПН-- қорек насосы; ВП-- ауақыздырғыш; ДВ -- үрлеу вентиляторы; ДС--
ауасорғыш;Qдг -- түтіндік газдар.
1.5 сурет - Барабанды қазандықтың құрылымдық сұлбасы
Бүкіл барабанды қазандықтың дұрыс жұмыс істеуіне қазандық қорек
суын Gпв автоматты реттеу болып табылады.Агрегаттың жұмыс істеу режимі
өзгергенде қорек су көлеміне қажеттілік өзгереді.Қорек реттеуішіне үш сигнал
түседі:қазандықтын бу шығыны Gпп бойынша, қорек су көлемін Gпв беру
бойынша, барабандағы су деңгейі Нб бойынша. Осы сигналдың ауытқуы
салдарынан ретеуіш қазандыққа су беруін реттейтін клапанға РПК әсер етеді,
не насостың реттеуіш органына.
Қазандықтың
реттеуіш органдарының бірі ауытқуы салдарынан
авариалық жағдайға алып келеді.
29
Кейбір реттеуші бөліктердің шығыс мәндері біруақытта басқаларына
қатысты кіріс мәндері болып табылады. Мысалы, Gпп қызған бу шығыны ВТ
отын шығынына байланысты шығыс шама болып табылады, ал қызған будың
температурасы мен қысымына қатысты кіріс шама болып келеді және
барабандағы бу өысымы рб отын шығыны бойынша шығыс шама болса, ал
барабандағы су деңгейін реттеу Нб бойынша кіріс шама болып келеді.
1.6 Есептің қойылуы
Бұл дипломдық жұмысында төмендегідей қызметтер атқарылады:
- бу қазандығының технологиялық сұлбасын құру;
- бу қазандығының кіріс және шығыс шамалары арасындағы
байланысты құру;
- барабанды бу қазандығындағы бу қысымын реттеудің
принципиалдық сұлбасы мен автоматты реттеу жүйесінің құрылымдық
сұлбасын зерттеу;
- бу қысымы реттеуішінің оптималды параметрлерін анықтау;
- жүйені Михайлов критерийі бойынша орнықтылыққа зерттеу;
- математикалық модельдің құрылымдық сұлбасын құру;
- микропроцессорлық басқару жүйесін программамен
қамтамасыздандыру және визуализациясын құру;
- экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі
есептемесін жүргізу;
- өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қазандық цехындағы
қондырғылардан шығатын шудың есептемесін жүргізу.
30
2 Арнайы бөлім
2.1 Бу қысымын реттеудің автоматтандыру жүйесі
Қазандықтарға қойылатын негізгі талаптар сапалы көрсеткіштермен
орнатылған будың берілген мөлшерін өндіру болып табылады.
Өндірілетін будың қысымының тұрақтылығы турбинаның үнемді
жұмысын қамтамасыз етеді. Қабылданған нормалар бойынша будың
орнатылған режимдегі ауытқу қысымы номиналдының +-2 % - нан аспуы
қажет. Сонымен бірге будың өндірілуі отынды жағу кезіндегі оттықта
бөлінетін жылуға тәуелді болады. Отынның мөлшерінің жетіспеуі будың
қысымының төмендеуіне алып келеді. Оттық келіп түсетін отын толық
жылуды алғанша жануы қажет, ол үшін оттыққа үрлемелі желдеткішпен
анықталған ауа мөлшері жіберіледі. Отын және ауаның дұрыс қатынасы
отынның жануының үнемділік режимін қамтамасыз етеді.
Қазандықтың жүктемесін және будың қысымын автоматты реттеудің
сұлбасы мен әдістері қазандықтың жұмысы және қыздырылған будың бу
өткізгішін турбинаға жалғау сұлбасымен анықталады.
Қазандық ұзақ уақыт ішінде тұрақты жүктемені ұстап қалса, базалық
режимде жұмыс жасай алады. Қазандықтың реттеуші режимі тербелмелі
жүктемеге байланысты болады, яғни қазандық тербеліс жетпеген жағдайда
буды қосымша өндіру керек және турбинаның қажеттіліктері артық болған
жағдайда оның өндірілуін азайту қажет. Қазандықтағы бу бір турбинаға
берілгенде немесе турбинаға бу барлық қазандықтар жұмыс жасайтын жалпы
бу өткізгішке берген жағдайда қазандық турбинаға жалпы магистраль арқылы
жалғанады(блоктық компонент). Қазандықтар жалпы магистральда параллель
жұмыс жасаған жағдайда турбина Рм қысымын ұстап қалады. Осы қысымды
қамтамасыз ететін реттеуіш бас реттеуіш деп аталады. Ол жалпы
магистральда жұмыс істейтін барлық қазандықтарды жүктемемен басқарады.
2.1 суретте көрсетілген бу қысымының турбина алдында реттеудің
сұлбасын қарастырайық. Отын берілісі кезіндегі ретеуіштегі 1 формаланған
сигнал турбина алдындағы будың қысымы Рпп бойынша сигнал болып
табылады.
Сұлба агреттар блоктық үйлескен кезде жұмыс жасай алады. Реттеу
режимі кезінде отынның берілісіндегі реттеуішке 1 деген әсер қысымның Рпп
сигналы бойынша(желі а ) оттықтағы отынның шығынын өзгертеді, ал демек
қазандықтың жылулық жүктемесін де өзгертеді. Турбинаның айналу жиілігі
кірісі турбинаның айналым санына бойынша сигнал болып табылатын
реттеуішпен 5 тұрақтандырылады. Агрегаттардың блоктық үйлесуі кезіндегі
қысымды реттеуде әдетте реттеудің ПИ - заңы бойынша жұмыс жасайтын
реттеуіш қолданылады.
Базалық режимде турбинаның жүктемесі шектен тыс асып кеткен
жағдайда қазандықтағы будың өндірілуі бойынша қоры жойылады, будың
31
қысымы сихронизаторға 3 деген әсермен шектеледі(желі б). Рететуіштегі 2
будың қысымы бойынша сигнал синхронизаторға 3 келіп түседі, ол
турбинаның 4 клапанына әсер етеді. Базалық режимде реттеуіш 2 реттеудің П-
заңын орындайды, яғни қысым бойынша бірқалыпсыздықпен жүктемеге
тәуелді түрде әрекет етеді. Жалпы бу өткізгішпен жалғанған қазандықтар
тобындағы будың қысымын реттеу үшін 2.2 суретте көрсетілген сұлбаны
қолданады. Бұл сұлбада Рм қысымының ауытқуы бойынша жалпы бу
өткізгіштегі сигнал оттықтағы реттеуішер 1 үшін формаланатын қысымның
бас реттеуіші қолданылады. Қосарланған бу жүктемесін реттеуде әрбір
қазандықтың қатысу бөлігі қолдық басқарудың 2 берілісімен орнатылады.
2.1 сурет - Турбина алдындағы бу қысымын реттеудің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz