Решение задач на тему: Аннотация. Описание технологического процесса. Разработка системы оптимального управления паровым

Введение

На химических предприятиях автоматизации уделяется особое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ и т.д. В сложных технологических процессах отклонение параметра от нормы может привести к авариям, взрывам, пожарам, порчи большого количества сырья.

Автоматизация в настоящее время развивается особенно динамично, она проникает во все сферы человеческой деятельности и характеризуется широким внедрением вычислительной техники, открывающим путь к резкому повышению производительности труда.

Автоматизация приводит к повышению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, повышению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшает затраты сырья и энергии, обеспечивает уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.

Проведение некоторых современных технических процессов возможно только при условии их полной автоматизации (процессы, осуществляемые на атомных установках, в паровых котлах высокого давления и другие). При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьёзным последствиям.

Комплексная автоматизация процессов (аппаратов) химической технологии предполагает не только автоматическое обеспечение нормального хода этих процессов с использованием различных автоматических устройств (контроля, регулирования, сигнализации), но и автоматическое управление пуском и остановкой аппаратов для ремонтных работ и в критических ситуациях.

Автоматизация это высший этап машинного производства, когда человек частично или полностью освобождается от выполнения операций регулирования и управления.

Цель дипломного проекта - произвести автоматизацию процесса парообразования в котле ДКВР-20-13 на "Третьем Березниковском калийном производственном рудоуправлении" ОАО "Уралкалий".[1]

Оглавление

- Аннотация

- Ввидение 5

- Описание технологического процесса

- Разработка системы оптимального управления паровым котлом

- Разработка математической модели процесса парообразования

- Формулировка задачи оптимального управления

- Описание схемы автоматизации

- Обоснование точек контроля, регистрации, регулирования и сигнализации

- Обоснование выбранной системы систем средств автоматизации

- Описание локальных контуров регулирования

- Обоснование контура регулирования, подлежащего расчету

- Проведение эксперимента

- Подготовка и проведение эксперимента

- Снятие кривой разгона по основному каналу

- Снятие кривой разгона по внутреннему каналу

- Снятие кривой разгона по каналу возмущения

- Обработка экспериментальных данных

- Обработка кривой разгона основного канала

- Обработка кривой разгона внутреннего канала

- Обработка кривой разгона внешнего возмущения

- Расчет схемы регулирования

- Расчет одноконтурной системы регулирования

- Расчет каскадной системы регулирования

- Расчет комбинированной системы регулирования

- Моделирование рассчитанной системы регулирования

- Переходные процессы в одноконтурной системе регулирования

- Переходные процессы во внутреннем контуре каскадной системы регулирования

- Переходные процессы в каскадной системе регулирования

- Переходные процессы по возмущению в комбинированной системе регулирования без компенсирующего устройства и с компенсирующим устройством

- Анализ качества переходных процессов и выбор системы регулирования

- Реализация рассчитанной системы регулирования

- Описание рассчитанной системы управления

- Программная реализация каскадно-комбинированной САР

- Описание схемы сигнализации и блокировок

- Монтаж средств автоматизации

- Расчет регулирующего органа поз. 29в на подаче питательной воды в котел

- Разработка системы плавного переключения между фильтрами 1 и 2 с автоматической регенерацией отсеченного Nа-катионитового фильтра 2 ступени умягчения воды

- Постановка проблемы

- Способ решения проблемы

- Имитационное моделирование на основе сетей Петри

- Надежность средств автоматики

- Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

- Охрана труда в РФ

- Свойства используемых и получаемых веществ

- Классификация производства

- Мероприятия по технике безопасности

- Санитарно-технические мероприятия

- Пожарная безопасность

- Расчет предохранительного клапана на пару котла ДКВР 20-13

- Экономическая часть

- Анализ рыночных перспектив и производственных возможностей ОАО Уралкалий

- Анализ действующего производства

- Расчет производственной мощности на БКПРУ-3 ОАО Уралкалий

- Экономические расчеты и обоснования по проекту

- Расчет численности персонала и расходов на оплату труда

- Расчет калькуляции себестоимости пара

- Сравнительный анализ себестоимости пара

- Анализ и оценка изменения себестоимости производства пара по технико-экономическим факторам

- Расчет основных экономических показателей производства

- Заключение 237

- Список литературы 239

Заключение

Данный дипломный проект осуществлялся на базе действующего котлотурбинного цеха Третьего Березниковского калийного производственного рудоуправления ОАО "Уралкалий". В ходе работы был изучен технологический процесс получения пара, который рассматривается в разделах: описание технологического процесса, расчет системы оптимального управления процессом, разработка системы автоматизации, проведение активного эксперимента, расчет систем регулирования, моделирование и получение динамических характеристик систем автоматического регулирования, анализ качества переходных процессов, расчет регулирующего органа, техническая реализация САР, разработка системы плавного переключения между фильтрами №1 и №2 с автоматической регенерацией отсеченного Nа-катионитового фильтра 2 ступени умягчения воды, монтаж основных средств автоматизации, расчет надежности средств автоматизации, охрана труда и экономическая часть.

Были произведены расчеты автоматических систем регулирования, на базе расчета произведен анализ, сравнение, получены показатели качества переходных процессов, осуществлен расчет регулирующего органа системы регулирования, рассчитаны технико-экономические показатели эффективности автоматизации, составлены схемы: функциональная, внешних проводок, план трасс, схема сигнализации, схема реализации и др.

Применение контроллера SIMATIC S7-300 дает возможность быстро, точно и качественно управлять процессом парообразования.

Раздел экономики является заключительным, поскольку он является показателем эффективности всего проекта в целом.

Таким образом, в результате автоматизации процесса парообразования произойдет снижение нормы расхода попутного газа с 0,17 т до 0,169 т на 1 тонну пара, что приведет к снижению себестоимости 1 т пара с 382,84 руб. до 381,72 руб., а следовательно и полная себестоимость 1 т KCl снизится с 3647.52 руб. до 3645.33 руб. Срок окупаемости внедряемого проекта составит 1 год 2,76 месяца.

Список литературы

1. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности М. Химия, 1985

2. А.С.Клюев Б.В.Глазов А.Х.Дубровский Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М.:Энергия, 1980

. В.А. Шафрановский Справочник наладчика автоматики котельных установок Симферополь "Таврия" 1987

. Технологический регламент БКПРУ-3 котлотурбинного цеха ОАО "Уралкалий"

. Информационная документация предприятия

. М.И. Брейман. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах. М., Химия, 1973 год, 344 с.

. И. Г. Казанцева, Е. И. Леонтьева. Технико-экономические расчёты и обоснования по дипломному проектированию: Методическое указание для студентов специальности 210100 "АТП", Березниковский ф-л Перм. гос. техн. ун-т. Березники, 2007. - 52 с.

. В.Ф. Беккер, Н.В. Бильфельд, А.Г. Шумихин. Методические указания по дипломному проектированию. Учебно-методическое пособие для студентов специальности "Автоматизация технологических процессов и производств". Пермский гос. техн. университет. Пермь, 2002 год, 39 с.

. Программные продукты: "LINREG", "Калькулятор передаточных функций", "MatLab".

. Расчёты по котлоагрегату ГМ 50/14. Белорусский котельный завод

. Механизм исполнительный электрический однооборотный МЭО-250. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

. Датчики давления Vegabar. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

. Петерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. Пер. с анг. М.: Мир. 1984. - 264 с.

14. Platform Independent Petri net Editor 3 [Электронный ресурс] // Open Source - 2007 - Режим доступа к программе: <http://pipe2.sourceforge.net>