Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Автоматизация химической промышленности

Комплексной автоматизации и механизации производств химической промышленности уделяется огромное внимание, поскольку протекание химико-технологических процессов характеризуется сложностью, высокой скоростью и чувствительностью к отклонениям от заданных режимов, вредностью среды рабочей зоны, взрыво-, пожароопасностью перерабатываемых веществ.

Проблемами автоматизации химической промышленности являются недостаток информации о протекании высоко-сложных технологических процессов химической промышленности, а также трудности при сопоставлении имеющихся данных для проведения качественного анализа деятельности предприятия химической промышленности с целью оптимизации его работы.

Современная автоматизация предприятия химической промышленности широко используется для оптимизации таких важных показателей работы химического предприятия, как уровень безопасности персонала, защита окружающей среды, соответствие стандартам контроля качества. Внедрение автоматизации технологических процессов химической промышленности приводит к снижению себестоимости продукции, а также максимальному повышению эффективности производства товаров массового потребления, спец. химикатов, органических (неорганических) продуктов, как с непрерывными, так и периодическими процессами предприятий химической промышленности.

На основе современных технологий автоматизации химической промышленности ее производственные данные становятся базой для принятия управленческих решений.

Современные системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) химической промышленности повышают:

· возможности регулировать качество продукции предприятия химической промышленности согласно требованиям ее технологического регламента;

· надежность работы оборудования предприятия химической промышленности, возможности предупреждения его поломок с целью своевременного проведения плановых ремонтов на основе предоставляемых информационных и программных средств автоматизации химической промышленности.

Предприятия химической промышленности широко применяют различные технологические схемы, главным образом использующие химические методы, в основе которых лежат глубокие качественные изменения, а также превращения веществ и материалов, их состава, свойств, состояния, внутренней структуры.

Химические методы производства позволяют применять разнообразное сырье, включая различные отходы. Некоторые предприятия химической промышленности, использующие горнохимическое сырье, выполняют его переработку, а также добычу, что существенно усложняет структуру таких предприятий и организацию производственного процесса.

Поскольку в результате химических преобразований меняют состояние веществ и целенаправленно получают продукты, обладающие специально заданными свойствами, высокие требования предъявляются к качеству сырья, а также подготовке сырьевой базы. Поэтому правильная организация технического контроля используемого сырья на предприятиях химической промышленности имеет огромное значение.

Ряд производств химической промышленности характеризуется значительным потреблением тепловой, а также электрической энергии, это определяет повышенные требования к организации качественного энергоснабжения предприятия для обеспечения его четкого и бесперебойного функционирования.

Предприятия химической промышленности работают в условиях постоянного присутствия различных опасных веществ; многие технологические процессы протекают при высоких давлениях и температурах. Это определяет повышенные требования к охране труда и технике безопасности на химическом предприятии. Вредные производства особенно требуют внедрения надежных систем автоматизации химических процессов.

Большинство технологических процессов химического производства протекают непрерывно в пределах цеха и всего предприятия в целом. Непрерывность протекания химико-технологических процессов обусловливает большое значение бесперебойного обеспечения химического производства сырьем и материалами, а также особой организации работы обслуживающего персонала.

Особенностью технологического оснащения химических предприятий является применение закрытых аппаратов непрерывного либо периодического действия, что затрудняет непосредственное наблюдение за ходом химико-технологических процессов, состоянием технологического оборудования, а также учетом количества полуфабрикатов, используемых на различных этапах производства. Это обусловливает оснащение технологических аппаратов современными автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУ ТП) химической промышленности. Особые требования предъявляются системам автоматизации химических предприятий для обеспечения систематического контроля исправности технологического оборудования, а также проведения своевременных осмотров и ремонтов.

Сложность, а также разнообразие химико-технологических процессов и технологического оборудования, наличие сложных систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) предприятий химической промышленности предъявляют высокие квалификационные требования к обслуживающему персоналу.

Современные и надежные системы автоматизации широко внедряются рядом химических производств, среди них:

· автоматизация химического производства неорганических веществ (АСУ ТП химического производства серной кислоты, АСУ ТП химического производства суперфосфата, АСУ ТП химического производства аммиака, АСУ ТП химического производства аммиачной селитры);

· автоматизация химического производства органических веществ (АСУ ТП химического производства ацетилена, АСУ ТП химического производства бутадиена, АСУ ТП химического производства стирола из этилбензола);

· автоматизация химического производства полимеров и эластомеров (АСУ ТП химического производства полиэтилена высокого давления, АСУ ТП химического производства полипропилена, АСУ ТП химического производства бутадиен-стирольного латекса);

· автоматизация производства химических волокон (АСУ ТП химического производства вискозного волокна, АСУ ТП химического производства полиамидного волокна -- капрона);

· автоматизация химического производства резиновых изделий (АСУ ТП химического производства автомобильных шин, АСУ ТП химического производства резиновых технических изделий);

· автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) переработки пластмасс.

Подобные документы

Автоматизация химической промышленности. Назначение и разработка рабочего проекта установок гидрокрекинга, регенерации катализатора и гидродеароматизации дизельного топлива. Моделирование системы автоматического регулирования. Выбор средств автоматизации.

курсовая работа , добавлен 16.08.2012


Значение химической и нефтехимической промышленности. Структура отрасли. Размещение химической и нефтехимической промышленности. Влияние химической и нефтехимической промышленности на окружающую среду. Современное состояние и тенденции развития.

реферат , добавлен 27.10.2004


Характеристика особенностей и тенденций развития химической промышленности Украины - комплексной отрасли, которая определяет, наряду с машиностроением, уровень НТП и обеспечивает все отрасли народного хозяйства химическими технологиями и материалами.

реферат , добавлен 31.05.2010


Механизация и автоматизация в химической промышленности. Автоматизация процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона. Производство работ и монтаж объекта автоматизации. Монтаж элементов объекта, диагностика систем, эксплуатация, метрологический надзор.

курсовая работа , добавлен 10.04.2011


Применение FnsysIcem для проектирования и расчета конструкций, интерфейс программы. Полное построение модели двойного тигля, служащего в химической промышленности для изготовления световолокна. Создание геометрии, блоков, построение сетки, экспорт в CFX.

курсовая работа , добавлен 27.11.2009


Нефть как жидкое горючее полезное ископаемое. Анализ роста производства отечественной химической и нефтехимической продукции. Организация и проведение большого числа специализированных выставок как характерная особенность рынка химических товаров.

контрольная работа , добавлен 02.12.2012


Отрасли машиностроительной, химической и оборонной промышленности как ведущие звенья материально-технической базы современной экономики. Техническая и организационная культура. Система взаимосвязанных отраслей промышленности и сельского хозяйства.

реферат , добавлен 14.12.2010


Краткая характеристика объекта автоматизации. Серная кислота как один из важнейших продуктов химической технологии, который находит широкое применение в промышленности. Основные технические решения по автоматизации. Функциональная схема автоматизации.

контрольная работа , добавлен 06.08.2013


Схема действия процессов химической завивки на волосы. Изменение структуры волоса во время химической завивки. Действие дополнительных препаратов для улучшения качества химической завивки. Группы средств для химической завивки и их характеристика.

презентация , добавлен 27.03.2013


Переработка сырьевых материалов и получение продуктов, которые сопровождаются изменением химического состава веществ. Предмет и основные задачи химической технологии. Переработка углеводородов, устройство коксовой печи. Нагрузка печей угольной шихтой.

Глава 7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

7.1. ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ

Основной задачей при эксплуатации приборов и средств автомати­зации является обеспечение надежной и правильной работы отдель­ных звеньев и всего комплекса этих устройств. Задача решается путем непрерывного наблюдения, создания нормальных эксплуатационных условий и своевременного устранения всех возникающих дефектов, для чего на предприятии организуется служба эксплуатации систем автоматизации.

Пуск, нормальная работа, останов и ремонт - таковы основные этапы эксплуатационного цикла как технологического оборудования, так и приборов и средств автоматизации, обслуживающих это обору­дование. На каждом из перечисленных этапов служба эксплуатации выполняет работы, обеспечивающие надежное и правильное функци­онирование системы автоматизации.

В 70-х годах действовало Положение о службе КИПиА на пред­приятиях пищевой промышленности, разработанное НПО "Пищепром-автоматика". В связи с внедрением в нашей стране метрологической службы СССР, которая состоит из государственной и ведомственной метрологических служб, на каждом предприятии организуется ве­домственная метрологическая служба. Поэтому указанное положение было заменено новым Типовым положением о метрологической службе предприятия пищевой промышленности, в соответствии с которым на каждом пищевом предприятии организуется метрологи­ческая служба.

Структура метрологической службы (МС) пищевого предприятия определяет звенья, входящие в ее состав, распределение функций между звеньями, их подчиненность и взаимосвязь. Структуру МС разрабатывают с учетом структуры и особенностей функционирования предприятия (его подчиненность, категория, число и взаимосвязи производств, сезонность их работы, число смен в цехах), оснащенности и особенностей функционирования службы (объем работ, количест­венный и качественный состав средств измерения и автоматизации, наличие материально-технической базы, состояние и расположение помещений службы, наличие и квалификация персонала, возможность кооперации по ремонту и др.), а также перспективы развития службы

На ближайшие 3-5 лет.

На предприятиях 1-3-й категорий МС организуется в виде лабора­тории, на предприятиях 4-6-й категорий,- в виде лаборатории или группы. Категория предприятия зависит от объема производства и сложности получения продукции. Метрологическую службу возглав­ляет главный метролог предприятия, который подчиняется главному

Инженеру предприятия.

В основе построения МС лежит следующая структурная цепочка:

Звено (группа) - бригада. В состав лаборатории на предприятиях 1-3-й категорий входят шесть звеньев: метрологическое обеспечение произ­водства; техническое обслуживание систем автоматизации, средств измерения и автоматизации (СИА); ремонт СИА; развитие и внедрение систем автоматизации производства; поверка средств измерения; учет, хранение и выдача СИА. Первые три звена входят и в состав лаборато­рии (группы), которая организуется на предприятиях 3- 6-й категорий.

Звенья обслуживания и ремонта СИА обычно состоят из бригад специального и общего назначения. Уровень специализации персонала в группе или бригаде обслуживания должен обеспечить возможность взаимозаменяемости в пределах двух-трех зон обслуживания. В зависимости от номенклатуры, количества и сложности СИА звено ремонта организуется из бригад с закреплением за ними ремонта одного или нескольких типов СИА: пирометрических и теплотехничес­ких; давления, разрежения и расхода; электронных и пневматических;

Массы и точной механики; количества и состава веществ, содержащих ртуть; радиоактивных и Ионизирующих излучений; электроизмери­тельных и электромеханических; исполнительных механизмов и

Механических устройств.

На головном (базовом) предприятии комбината, промышленного или агропромышленного объединения может организовываться цент­ральная МС (лаборатория), которая наряду с шестью звеньями метроло­гической службы предприятия 1-3-й категорий может содержать Также звенья координации и планирования, монтажа и наладки, снабжения и комплектации и др. В этом случае на остальных предприятиях (произ­водствах) объединения создаются звенья технического обслуживания. Метрологи, возглавляющие МС этих предприятий, подчиняются главному метрологу объединения (комбината, базового предприятия).

При небольшом числе СИА на предприятии по согласованию с базовой организацией на предприятиях 4-6-й категорий допускается организация группы метрологического обеспечения и технического обслуживания в составе службы главного механика или энергетика, который в этом случае выполняет обязанности главного метролога предприятия. Группу МС возглавляет начальник группы - старший инженер. Руководство группой, выполняющей обслуживание и ре­монт, допускается старшим мастером или мастером. Специалисты, работающие на этих должностях, осуществляют административно-тех­ническое управление бригадами. Заместителем главного метролога обычно является руководитель одного из важнейших звеньев.

Численность и состав МС определяется расчетным путем с учетом количества и номенклатуры СИЛ, видов и объемов выполняемых работ, категории предприятия, условий эксплуатации системы автома­тизации и СИЛ, условий работы производства (сменности и сезоннос­ти), уровня организации труда и установленной структуры МС. Явоч­ная численность персонала службы

Где Т I , - затраты времени на выполнение конкретного і-го вида работ; А I , - среднее число смен в календарном году для персонала службы, выполняющего 1-й вид работ (при односменном выполнении таких работ, как ремонт, поверка и т. п., А I , = 1); k I , - коэф­фициент, учитывающий условия эксплуатации СИА и периодичность работ; (Сд - коэф­фициент, учитывающий разные дополнения и ограничения; Ф Н - номинальный фонд ра­бочего времени в течение года (Ф Н = 2050...2100 ч); fee - коэффициент списочного шта­та персонала службы (k C = 0,8...0,9).

При определении численности по разрядам работ расчеты произво­дятся отдельно по каждому разряду.

Группа и бригада обычно организуются в составе не менее пяти человек и включают рабочих следующих профессий: слесарь-ремонт­ник; слесарь-механик; дежурный слесарь; наладчик систем автомати­зации и СИЛ; монтажник электромеханических, радиотехнических систем и СИА; лаборант измерительной лаборатории; лаборант электро­механических испытаний и измерений; испытатель средств измерений;

Испытатель электрических машин и аппаратов и др. При наличии на предприятии АСУ метрологическая служба входит в виде самостоя­тельных звеньев в эту службу. Такое подразделение предприятия возглавляется обычно заместителем главного инженера предприятия или начальником службы, выполняющим одновременно обязанность главного метролога.

Структурно служба АСУ состоит из тех звеньев, которые входят в метрологическую службу предприятия, и лаборатории АСУ. Основ­ные функции последней связаны с эксплуатацией вычислительного центра (ВЦ) и его внешних устройств (подробно структура службы АСУ рассмотрена в п. 3.1).

7.2. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Метрологическое обеспечение представляет собой комплекс научно-технических основ и организационных мероприятий, обеспе­чивающих единство и требуемую точность измерений. Научно-техни­ческие основы МО включают метрологию как науку об измерениях, методах и средствах обеспечения единства измерений и необходимой точности и стандарты Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) как комплекс установленных стандартами взаимо­увязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению

Точности измерений.

ГСИ включает два вида нормативных документов: базовые стан­дарты, в том числе ГОСТ "Единицы физических величин", и стандарты четырех других групп - государственных эталонов, методов и средств поверки мер и измерительных приборов, норм точности измерений и методик выполнения измерений (МВИ). К ним относятся также типо­вые программы испытаний.

Организационной основой МО является метрологическая служба СССР, которая в соответствии с ГОСТ 1.25-76 состоит из государствен­ной и ведомственной метрологических служб. В государственную метрологическую службу (ГМС), возглавляемую Госстандартом СССР, входят следующие подразделения:

Главный центр ГМС (Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы - ВНИИМС), осуществляющий научно-методическое руководство метрологической службой страны и государственной службой стандартных данных;

Главные центры и центры государственных эталонов (научно-ис­следовательские институты в Москве, Харькове, Свердловске и т. д. и их филиалы), которые проводят научно-исследовательские и другие работы по совершенствованию метрологического обеспечения в

Стране;территориальные органы Госстандарта в союзных республиках,

Возглавляемые республиканскими управлениями Госстандарта СССР и включающие республиканские центры метрологии и стандартизации;

Республиканские, межобластные, областные и межрайонные лаборато­рии государственного надзора (ЛГН) за стандартами и измерительной

Техникой, а также их отделения.

Наряду с перечисленными в состав ГМС входят также государст­венная служба стандартных образцов во главе с главным центром стандартных образцов, государственная служба стандартных справоч­ных данных во главе с главным центром стандартных справочных данных, государственная служба времени и частоты СССР, Всесоюзное объединение "Эталон", объединяющее заводы, которые изготовляют и

Ремонтируют образцовые СИ.

Основными направлениями деятельности ГМС являются создание и непрерывное совершенствование государственной системы эталонов единиц; обеспечение непрерывного совершенствования парка СИ, применяемых в стране; передача размеров единиц физических вели­чин всем средствам измерений, применяемым в народном хозяйстве;

Государственный надзор за состоянием и правильностью применения СИ на предприятиях и в организациях; стандартизация методик выполнения измерений.

Ведомственная метрологическая служба, возглавляемая главным метрологом министерства или ведомства, состоит из подразделения министерства или ведомства, которое руководит службой; головной организации службы, которая методически, научно, технически и организованно руководит работой базовых организаций метрологи­ческой службы (МС) и МС предприятий; базовых организаций ведомст­венной МС, которые осуществляют научно-техническое и организа­ционно-методическое руководство по метрологическому обеспечению (МО) производства закрепленных за ними групп продукции или видов деятельности, а также по МО прикрепленных предприятий или органи­заций; метрологических служб предприятий или организаций.

Метрологическое обеспечение производства направлено на полу­чение качественной и достоверной информации путем измерения. Недостатки в МО производства приводят к ошибочным выводам и значительно увеличивают брак; повышение же уровня МО производст­ва позволяет улучшить качественные и экономические показатели выпускаемой продукции.

Основными задачами звена МО метрологической службы пищево­го предприятия являются: координация и осуществление методичес­кого руководства работами, направленного на обеспечение единства и требуемой точности измерений во всех подразделениях предприятия;

Систематический анализ состояния измерений, разработка и осущест­вление мероприятий по совершенствованию МО предприятия, вклю­чая предложения по назначению СИА и методики выполнения измере­ний для управления технологическими процессами, контроля сырья и испытания продукции; внедрение нормативно-технической докумен­тации (НТД), регламентирующей нормы точности измерений, метроло­гические характеристики СИА, методики выполнения измерений, методы и средства поверки и другие требования по метрологическому обеспечению подготовки производства; разработка ТЗ на проектиро­вание и изготовление нестандартных СИА, вспомогательного оборудо­вания, стендов, приспособлений для осуществления необходимых измерений, испытаний и контроля; организация и участие в проведе­нии метрологической экспертизы нормативно-технической, конструк­торской, проектной и технологической документации, в том числе разрабатываемой на предприятии; участие в анализе причин наруше­ния технологических режимов, брака продукции, непроизводитель­ного расхода сырья, материалов и других потерь, связанных с состоя­нием СИА; повышение квалификации работников МС предприятия и подготовка кадров для МО предприятия.

Звено МО осуществляет также связь с органами Госстандарта СССР при осуществлении ими госнадзора за МО подготовки производства и испытаний продукции, состоянием, применением, ремонтом и повер­кой СИА на предприятии, другой деятельностью МС предприятия. В территориальные органы Госнадзора СССР и базовую организацию метрологической службы (БОМС) отрасли звено МО представляет сведения о состоянии планов внедрения новых" методов и СИА, кото­рые после разработки и согласования с базовой организацией утвер­ждаются руководством предприятия. С БОМС согласовываются также стандарты и другие НТД предприятия по МО. Звено метрологического обеспечения участвует также в разработке и выполнении заданий, предусмотренных комплексными программами МО отрасли, разраба­тывает предложения к проектам годовых и перспективных планов МО отрасли.

Планирование деятельности МС, осуществляемое звеном МО, регламентируется методическими указаниями ВНИИМС и осущест­вляется с учетом производственной мощности предприятия, номен­клатуры выпускаемой продукции и технических возможностей. В этих планах предусматривают работы, направленные на обеспечение пла­нов государственной и отраслевой стандартизации и метрологического обеспечения деятельности подразделений предприятия; разработку или пересмотр стандартов предприятия (СТП), поверочных схем, методик выполнения измерений, а также задания по внедрению СТО, ГОСТов и ОСТов.

Метрологическая экспертиза является, как следует из приведен­ного выше перечня задач звена МО, частью общего комплекса работ по метрологическому обеспечению производства. Метрологическая экспертиза (МЭ) включает анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности и обеспечению методами и средствами измерений.

Метрологической экспертизе подвергаются разделы документов, отражающие требования к установленным нормам точности или содержащие сведения о средствах и методах измерений. При метро­логической экспертизе технической документации, в которой решает­ся задача выбора измерительных средств - технологических регла­ментов, карт технологических процессов с операциями контроля, функциональных и принципиальных схем устройств с измерительны­ми средствами, оценивается правильность выбора измерительного прибора или устройства.

При метрологической экспертизе технической документации, которая определяет параметры, свойства или характеристики машин, материалов или процессов, вначале выявляют, какие элементы, параметры или свойства подлежат контролю при их изготовлении или функционировании, а затем путем перебора вариантов стандартных методик определяют контролепригодность объекта. Если при этом окажется, что из-за необоснованно узких полей допуска контролируемых параметров невозможно обеспечить контроль, применяя стан­дартные приборы, необходимо прежде всего проанализировать воз­можность расширения полей допусков.

Особую важность имеет МЭ производственного процесса, во время которой устанавливается соответствие технологического процесса требованиям конструкторской, технологической и другой НТД по метрологическому обеспечению. Одним из основных документов, который должен проходить МЭ на предприятии, является технологи­ческий регламент производства продукции.

7.3. ПОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ

Поверка средств измерений, как и другие мероприятия по метро­логическому контролю, является задачей звена поверки МС пищевого предприятия. Поверка призвана обеспечить единство и достоверность измерений в стране и способствует постоянному совершенствованию средств измерений.

Измерительные приборы, как и любые другие средства автомати­зации, подвержены со временем износу и старению даже в случае строгого соблюдения всех требований их эксплуатации и хранения. Износ и старение являются основными причинами постепенного изменения метрологических характеристик средств измерений, поэтому необходимо систематически проверять их, чтобы отклонения показаний не выходили за допускаемые пределы.

Поверка средств измерений (СИ) - это определение метрологичес­ким органом погрешностей и установление его пригодности к приме­нению. В процессе поверки происходит передача размера единиц физических величин от эталона к рабочим СИ. В общем случае переда­ча размера единиц - это нахождение метрологических характеристик поверяемого или аттестуемого СИ при помощи более точного СИ. Схемы такой передачи включают эталоны, образцовые и рабочие СИ (рис. 7.1).

Первичный эталон - это эталон наивысшей, достижимой в данный момент точности, официально утвержденный в качестве государствен­ного первичного эталона. В одной стране он может быть только один. Рабочие эталоны (их число не ограничено) предназначены для переда­чи размеров физических величин образцовым СИ первого разряда и самым точным рабочим СИ. Чтобы разгрузить первичный эталон от работ по передаче размеров единиц физических величин и снизить его износ, создают эталон-копию, который является вторичным эталоном и предназначен для передачи размеров физических величин рабочему эталону. Образцовые СИ также предназначаются для передачи размеров физических величин и делятся на разряды (максимально их может быть пять), причем номер разряда означает число ступеней передачи размера единицы данному образцовому СИ. Уменьшение числа разря­дов снижает погрешность передачи размера единиц, однако умень­шает и производительность поверки. Рабочие СИ используются только

Рис. 7.1. Схема передачи размеров единиц от эталона " к рабочим средствам измерения

Для измерений, не связанных с передачей размеров единиц физичес­ких величин, и, как видно из рис. 7.1, также разделяются на пять классов.

Для определения достоверной погрешности рабочего СИ достаточ­но того, чтобы погрешность образцового средства была в 10 раз меньше погрешности рабочего СИ. Из-за трудностей в реализации такого соотношения обычно используют соотношения 1:3, 1:4, 1:5, в виде исключения допускается соотношение 1:2.

Основным исходным документом для организации поверки конкретных рабочих СИ является поверочная схема. Поверочные схемы могут быть общесоюзными и локальными. Общесоюзные пове­рочные схемы разрабатываются метрологическими институтами и ут­верждаются Госстандартом СССР. Они являются основанием для разработки локальных поверочных схем, государственных стандартов и методик на методы и средства поверки образцовых и рабочих СИ. Локальные поверочные схемы разрабатывает при необходимости и внедряет звено поверки МС. Они согласовываются с территориальны­ми органами Госстандарта, которые выполняют поверку исходных образцовых средств измерений, включенных в локальную поверочную схему. Последняя охватывает образцовые и все рабочие средства измерений данной физической величины, которые находятся в экс­плуатации на предприятии или выпускаются в обращение промыш­ленностью, а также методы их поверки. На чертеже поверочной схемы, выполняемом в соответствии с ГОСТ 8.061-73, указывают наименова­ние СИ, диапазоны значений физических величин, обозначения и оценки погрешностей, наименование метода поверки.

Из методов поверки наиболее распространены следующие:

Непосредственное сличение, заключающееся в сопоставлении показаний поверяемого и образцового СИ;

Компарирование - в сличении СИ с образцовым при помощи измерительного прибора сравнения (компаратора);

По образцовым мерам - в измерении значения физической величи­ны, которая воспроизводится образцовой мерой или одновременно сопоставляется со значением образцовой меры.

По времени проведения различают первичную, периодическую, внеочередную и инспекционную поверки. Первичную поверку осу­ществляют при выпуске средств измерения из производства или ремонта, периодическую - в процессе эксплуатации через установлен­ные межповерочные интервалы. Внеочередную поверку проводят независимо от сроков периодической поверки в случаях, когда необ­ходимо удостовериться в исправности средств измерений или перед вводом в эксплуатацию импортных средств измерений. Необходи­мость внеочередных поверок возникает также при контроле результа­тов периодической поверки или проведении работ по корректирова­нию межповерочных интервалов, при повреждении поверительного клейма, пломбы и утрате документов, подтверждающих проведение поверки.

Внеочередную поверку производят и при вводе в эксплуатацию средств измерений после хранения, в течение которого не было пери­одической поверки, или при установке их в качестве комплектующих изделий после истечения половины гарантийного срока на них, ука­занного поставщиком в сопроводительной документации. Инспек­ционная поверка сопутствует метрологической ревизии средств измерений предприятий, которые осуществляют ремонт, эксплуата­цию, хранение и продажу этих средств.

В зависимости от назначения поверяемых средств измерений поверка может быть государственной или ведомственной. Из приме­няемых на предприятиях пищевой промышленности обязательной государственной поверке подлежат следующие средства измерений:

Используемые в качестве исходных образцовых средств измерений (СИ) в органах ведомственных метрологических служб; принадлежашиє предприятиям и используемые в качестве образцовых СИ орга­нами государственной метрологической службы; выпускаемые при-бороремонтными предприятиями после ремонта, выполненного для других предприятий; предназначенные для применения в качестве рабочих средств для измерений, связанных с учетом материальных ценностей, взаимными расчетами и торговлей, охраной здоровья трудящихся, обеспечением безопасности и безвредности труда в соответствии с перечнем, утвержденным Госстандартом СССР. Осталь­ные рабочие средства измерений, применяемые на предприятиях пищевой промышленности, подлежат ведомственной поверке.

В соответствии с номенклатурным перечнем, утвержденным Госстандартом СССР, обязательной госповерке, в частности, подлежат расходомеры для жидкостей, пара и газа с вторичными приборами, промышленные газо-, водо- и теплосчетчики, счетчики нефти, нефте­продуктов, спирта и других промышленных жидкостей и пищевых продуктов, дозаторы жидких пищевых продуктов, массоизмеритель-ные приборы и устройства, штриховые меры длины, промышленные счетчики электрической энергии трехфазного тока, рефрактометры, сахариметры, фотоэлектроколориметры и плотномеры, применяемые для расчетов с потребителями.

Государственную поверку приборов выполняют метрологи-пове-рители органов государственной метрологической службы. При нали­чии необходимых помещений, всех нормативных документов, образ­цовых средств измерения, прошедших государственную поверку, а также метрологов-поверителей органы Госстандарта СССР выдают органам ведомственных метрологических служб регистрационные удостоверения на право проведения поверки, которые могут быть совмещены с удостоверениями на право изготовления и ремонта средств измерений. Метрологи-поверители проходят специальное обучение и сдают экзамены в органах государственной метрологичес­кой службы.

Если звено поверки МС пищевого предприятия не имеет право на проведение ведомственной поверки определенных средств измерения, то последние проходят поверку в базовых органах ведомственной МС отрасли или органах государственной метрологической службы. Повер­ку средств измерений предприятий органы Госстандарта СССР прово­дят в стационарных или передвижных лабораториях, а также непос­редственно на предприятиях командированными госповерителями.

Средства измерений и автоматизации, подлежащие поверке, поверяют согласно графикам государственной или ведомственной поверки, составленным звеном поверки МС предприятия, согласован­ным с местным органом госнадзора и утвержденным главным инжене­ром предприятия. Обычно графики поверок составляют на приборы и средства автоматизации по видам измерения.

Периодичность поверки СИ устанавливают в соответствии с мето­дическими указаниями Госстандарта СССР по определению межпове­рочного интервала рабочих СИ с учетом фактической стабильности показаний, условий эксплуатации и степени загруженности средств измерений. Периодичность поверки средств измерений, принадлежа­щих предприятию и подлежащих ведомственной поверке, должна быть согласована с базовой организацией. Средства измерений на предприя­тиях пищевой промышленности проходят ведомственную поверку, как правило, один раз в год. Исключение составляют потенциометры и мосты, амперметры и вольтметры, миллиамперметры, милливольт­метры, ваттметры и фазометры, которые поверяют через каждые 6 мес.

Для средств измерений, находящихся на хранении, межповероч­ные интервалы определяют равными удвоенным межповерочным интервалам аналогичных средств измерений, находящихся в эксплуа­тации. Исключение составляют средства измерения, поступившие на хранение после их выпуска, для которых межповерочный интервал не должен превышать гарантийного срока завода-изготовителя, и средст­ва измерений, которые хранятся в условиях, обеспечивающих их исправность, и которые поверяют только перед началом эксплуата­ции.

Средства измерений поверяют в соответствии с государственными стандартами на методы и средства поверки или по инструкциям Госстандарта СССР и методическим указаниям его метрологических институтов. При отсутствии указанных нормативных документов разработчики соответствующих средств измерений должны составлять методические указания или инструкции по их поверке, которые утверждаются руководителем ведомственной метрологической службы предприятия, применяющего эти средства измерения, или руководителем вышестоящей ведомственной метрологической орга­низации.

В продессе поверки ведут протокол, куда заносят ее результаты и вывод о пригодности средств измерений к применению. Пригодный прибор пломбируют или ставят на него поверительное клеймо. Пригод­ность прибора к эксплуатации в течение межповерочного интервала может также удостоверяться аттестатом или другим техническим документом. Отметку о поверке приборов с указанием даты и ее результатов делают в паспорте прибора или другом документе, заме­няющем паспорт. Паспорта на средства измерений оформляются группой учета МС предприятия по заявкам звена технического-обслу-живания предприятия. В паспорте приводятся подробная техническая характеристика прибора, сведения о поверке, эксплуатации и ремонте.

На некоторых предприятиях пищевой промышленности приме­няются средства измерений несерийного выпуска, импортных поста­вок или серийно выпускаемые СИ с внесенными изменениями, вслед­ствие чего они по метрологическим характеристикам не соответствуют требованиям нормативно-технической документации. Для таких средств измерения группа поверки МС предприятия осуществляет метрологическую аттестацию, во время которой устанавливают номен­клатуру метрологических характеристик, подлежащих определению;

Численные значения метрологических характеристик; порядок метрологического обслуживания приборов при их эксплуатации (аттестация или поверка). По результатам метрологической аттестации составляют протокол в двух экземплярах, которые подписывают руководитель группы и исполнители. При положительном исходе метрологической аттестации на каждое средство измерений выдается свидетельство (удостоверение).

Группа поверки МС пищевого предприятия наряду с перечислен­ными функциями выполняет и ряд других:

обеспечивает хранение и сличение в установленном порядке рабочих эталонов и стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; поддерживает в надлежащем состоянии образцовые средства измерения и обеспечивает их эксплуатацию;

контролирует состояние и применение СИА, средств испытаний продукции, наличие и правильность применения методик выполнения измерений и соблюдение метрологических правил во всех подразде­лениях предприятия;

выполняет приемку и аттестацию поступающих на предприятие нестандартизированных СИА;

осуществляет контроль за метрологическим обеспечением всей производственной деятельности подразделений предприятия, внедре­нием планов организационно-технических мероприятий по метрологи­ческому обеспечению их деятельности, внедрением в производство новых СИА.

7.4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Основными задачами технического обслуживания являются непрерывное наблюдение за работой приборов и средств автоматиза­ции и создание условий, обеспечивающих их исправность, работоспо­собность и необходимый ресурс в процессе эксплуатации. Для выпол­нения этих задач в составе метрологической службы создается звено (группа) технического обслуживания систем автоматизации и СИА, состоящее из сменных бригад.

В состав сменной бригады МС пищевого предприятия входят дежурные слесари и бригадир (мастер или высококвалифицированный рабочий V-VI разрядов). Сменный персонал МС входит в состав смены технологического цеха и поэтому имеет двойную подчиненность. Административно и технически он подчинен главному метрологу, а оперативно - начальнику смены (дежурному инженеру) технологи­ческого цеха. Оперативное подчинение заключается в том, что смен­ный персонал выполняет работы по указанию или с ведома начальника Смены.

Работы по техническому обслуживанию систем автоматизации включают в себя составление графиков технического обслуживания и их выполнение, а также внеплановое техническое обслуживание,связанное прежде всего с оперативным ремонтом или заменой отка­завших СИЛ; осуществление оперативного контроля за состоянием и функционированием систем автоматизации и СИА, обеспечение их надлежащего технического состояния, включая текущий ремонт СИА и трубных трасс, снятие и установку СИА для ремонта и поверки; конт­роль за правильной эксплуатацией и рациональным использованием систем автоматизации и соблюдением действующих правил эксплуата­ции.

Оперативный контроль за состоянием и функционированием систем автоматизации заключается в систематическом ежесменном или ежесуточном наблюдении за работой СИА, установленных как на пунктах управления, так и в производственных помещениях, в целях выявления возникающих неисправностей и предупреждения их развития. Эти работы выполняются путем визуального наблюдения за состоянием СИА. Во время таких осмотров выявляют и устраняют нарушения уплотнений соединительных трубных линий и арматуры, осматривают и очищают приборы, проверяют правильность установки диаграммы записывающего прибора по времени и значению контро­лируемой величины, а также наличие на диаграмме необходимых записей (позиций прибора и дат записи), заменяют диаграмму, заправ­ляют чернилами перья самописцев, проверяют работу переключателей, наличие питания и смазки, контролируют работу автоматических регуляторов.

При смене диаграмм и рулонов регистраторов у приборов, имею­щих интегратор, на диаграмме или рулоне проставляют время их замены и показания интегратора, причем в первую очередь осущест­вляют смену диаграмм и рулонов у приборов, по показаниям которых ведут расчеты за использованное сырье или энергию. Контроль за работой автоматических регуляторов осуществляют путем сопостав­ления характера изменения регулируемой величины с показаниями и записями приборов, контролирующих величины, связанные с регули­руемой.

Техническое обслуживание (ТО) систем автоматизации и СИА, осуществленное в соответствии с графиком ТО, который утверждается главным инженером предприятия, включает следующие операции:

Внешний осмотр, очистка от пыли и остатков технологических продуктов, проверка исправности линий связи и сохранности пломб;

Проверка работоспособности по контрольным точкам, выявление и устранение мелких дефектов, возникших в процессе эксплуатации;

Замена диаграмм, чистка самопишущих устройств и заправка их чернилами, смазка механизмов движения, доливка или смена специ­альных жидкостей, устранение их утечки;

Проверка работы системы автоматизации в случае обнаружения несоответствия в ходе процесса и показаниях средств измерений;

Промывка измерительных камер, заправка ртутью дифманомет-ров, исправление уплотнений и крепежа, проверка отборных уст­ройств давления, расхода и др.;

Сушка элементов СИА и зачистка контактов;

проверка холодильников, фильтров, водоструйных насосов, источников питания, показывающих и регистрирующих узлов средств измерений состава и свойств веществ;

чистка, смазка и проверка реле, датчиков и исполнительных механизмов регуляторов;

проверка на плотность импульсных и соединительных линий, замена неисправных отдельных элементов и узлов;

проверка наличия питания в схемах управления и сигнализации, опробование звуковой и световой сигнализации;

проверка срабатывания схем и правильности заданий на их сраба­тывание;

осмотр щитов автоматизации, блокировочных устройств, средств сигнализации и защиты.

Периодичность техобслуживания составляет в среднем один раз в

I-2 мес. Для счетчиков количества жидкости и газа, трубного дифмано­метра, гидравлических регуляторов разрежения, давления и расхода с мембранным измерительным устройством, гидравлических исполни­тельных механизмов, задатчика к электронным регулирующим прибо­рам, электроизмерительных приборов и релейной аппаратуры перио­дичность техобслуживания может быть увеличена до 6 мес, а для редукторов воздуха, пневматических панелей дистанционного упра­вления, регулирующих клапанов с пневматическим мембранным или электрическим моторным приводом, электрических исполнительных механизмов, регуляторов давления газа или мазута прямого дейст­вия, регулирующих пневматических блоков, индукционных расходо­меров, термопар и термометров сопротивления - до 3 мес. Преобразо­ватели рН-метров и массоизмерительные устройства подлежат тех- обслуживанию один раз в 10 сут. В помещениях, где температура продолжительное время превышает 30 °С, периодичность плановых работ сокращается в 2 раза, в пыльных помещениях (технологическая пыль проникает внутрь аппаратуры) - в 3 раза, в помещениях с хими­чески активной (относительно изоляции и других частей аппаратуры) средой - в 4 раза.

В соответствии с графиками планово-предупредительных ремон­тов (ППР) сменный персонал производит также замену приборов, отправляемых в ремонт. Порядок проведения плановых работ во время смены регламентируется должностными инструкциями смен­ного персонала МС.

Звено технического обслуживания наряду с техническим обслу­живанием и оперативным контролем участвует в рассмотрении причин аварий из-за отказов систем автоматизации и СИА и разработке меро­приятий по их устранению; организует и обучает производственный персонал правилам технической эксплуатации систем автоматизации и СИА; контролирует качество монтажных и наладочных работ и их соответствие технической документации при выполнении этих работ специализированными организациями; участвует в испытаниях и приемке в эксплуатацию вновь смонтированных и налаженных систем автоматизации от монтажных и наладочных организаций; проводит наладочные работы перед пуском сезонных производств и при внедре­нии новых и усовершенствовании существующих систем автоматиза­ции и СИЛ; совершенствует организацию технического обслуживания систем автоматизации.

Во время смены ведется оперативный журнал дежурного пер­сонала, в котором фиксируются все случаи отказов приборов и средств автоматизации независимо от причин их возникновения, принятые меры по ликвидации отказов, оперативные переключения, замены приборов и средств автоматизации, технические осмотры и другие работы, выполненные дежурными. Сдача и прием смен оформляются подписями старших дежурных в оперативном журнале. Сдающий смену должен обратить внимание принимающего на "узкие места" системы автоматизации.

Сменный персонал должен обладать определенными производ­ственными навыками и знаниями. Поэтому дежурные предварительно проходят инструктаж по технике безопасности и проверку знаний по системе автоматизации того технологического объекта, который им предстоит обслуживать. Дежурные должны хорошо знать технологи­ческую схему обслуживаемого производственного комплекса, процесс управления им, план расположения технологического оборудования и трубопроводов, назначение каждого элемента системы автоматизации, месторасположение первичных воспринимающих элементов и регули­рующих органов^приборов по месту, их взаимосвязь, расположение и направление трасс.

Для проведения всего комплекса профилактических работ участ­ки эксплуатации оснащают переносными лабораторными приборами (потенциометрами, мостами, магазинами сопротивлений, контроль­ными манометрами, вольтамперметрами, ртутными термометрами, мегомметрами, индикаторами напряжения), инструментами (набором слесарного инструмента, электродрелью, паяльниками, переносной лампой) и материалами (чернилами и диаграммной бумагой, провода­ми и изоляционной лентой, крепежными изделиями, сухими гальва­ническими элементами, обтирочным материалом, смазочными масла­ми, бензином, керосином, спиртом).

Для проведения технического обслуживания дежурные слесари дополнительно получают специальные приспособления и приборы для проверки отдельных узлов и деталей устройств автоматического контроля и регулирования. Кроме того, участок эксплуатации должен иметь резервные приборы и средства автоматизации взамен направ­ляемых в ремонт в соответствии с графиками ППР и вышедших из строя в результате внеплановых отказов. С этим подразделением МС тесно взаимодействует группа учета, хранения и выдачи СИА, которая создает обменный и прокатный фонд СИА, ведет их технический учет и т. п.

СИСТЕМЫ И СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Техническое обслуживание ЭВМ включает комплекс организа­ционно-технических мероприятий, проводимых в целях обеспечения требуемых параметров надежности. Оно может быть индивидуальным и централизованным. В первом случае состав смены, обслуживающей ЭВМ, комплектуется с учетом соображений, приведенных в п. 7.1. При централизованном обслуживании техническое обслуживание осущест­вляется силами специальных центров по договорам, заключаемым с предприятиями.

При обслуживании систем и средств вычислительной техники также различают плановые и внеплановые работы. Плановые работы проводят в соответствии с графиком планово-профилактических работ (ППР), которые определяют периодичность, регламент и вид работ. Например, для машины ЕС-1030 рекомендуются следующие регламент и периодичность ППР (в ч): ежедневная проверка 1, двухнедельная 4, ежемесячная 8 и полугодовая 72.

Ежедневная профилактика обычно включает осмотр устройств, прогон теста быстрой проверки их работоспособности, а также чистку, смазку, регулировку и другие работы, предусмотренные инструкцией по эксплуатации внешних устройств. Каждые две недели проводятся прогон диагностических тестов, а также все виды двухнедельных профилактических работ, предусмотренные инструкцией по внешним устройствам. Ежемесячно проверяется функционирование техничес­ких средств машины, входящих в состав ее программного обеспечения при номинальных значениях напряжений и профилактических изме­нениях их на ± 5 %. Негодные типовые элементы заменяются исправ­ными. Такие же работы проводятся и при полугодовой профилактике. Во время ежемесячной и полугодовой профилактики выполняются также соответствующие профилактические работы, предусмотренные инструкциями по эксплуатации внешних устройств.

К работам по техническому обслуживанию ЭВМ допускаются специалисты, сдавшие экзамены по устройствам ЭВМ, схемной доку­ментации и техническому описанию, изучившие инструкции по экс­плуатации и получившие удостоверение на право их эксплуатации. Для проведения всего комплекса профилактических работ обслужи­вающий персонал обеспечивается средствами диагностики неисправ­ности, запасными инструментом, приборами, деталями и т. п. (ЗИП), сервисной аппаратурой для проверки внешних устройств, сменных функциональных узлов и блоков питания. В состав сервисной аппара­туры входят стенды для проверки блоков питания, логических и специальных типовых элементов, ячеек внешних устройств.

Основными эксплуатационными документами ЭВМ являются формуляр» инструкция по эксплуатации ЭВМ и устройств, руководства по эксплуатации диагностических и функциональных тестов, диаг­ностические справочники и журнал эксплуатации ЭВМ.

7.5. РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ

ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Ремонтные работы проводятся в целях устранения дефектов, вызвавших изменение технических характеристик приборов и средств автоматизации. Для средств измерений - это прежде всего метрологи­ческие характеристики, а также внешний вид прибора (состояние отсчетного устройства, корпуса и его элементов, присоединительных и вспомогательных устройств). Требования, предъявляемые к техни­ческим характеристикам приборов и средств автоматизации, регла­ментируются нормативно-технической документацией.

Ремонт приборов и средств автоматизации на пищевом предприя­тии осуществляет группа ремонта метрологической службы. При отсутствии в этой группе подразделений, выполняющих ремонт неко­торых средств измерений, ремонт последних осуществляется в спе­циальных прибороремонтных организациях, имеющих регистрацион­ное удостоверение органов Госстандарта СССР на право ремонта средств измерений.

Существуют плановый ремонт, который проводится по графикам ППР, и внеплановый. Необходимость проведения первого обусловлена постоянным изменением характеристик приборов и средств автомати­зации в результате износа и старения. Износ связан прежде всего с из­менением состояния трущихся поверхностей и размеров изделий, за­грязнением узлов кинематики в местах сочленения, возникающими под действием электрического тока электрохимическими процессами, и т. п. Однако даже в нерабочем состоянии приборы и средства автомати­зации подвержены старению, связанному с необратимыми физико-хи­мическими изменениями.

Скорость протекания процессов износа и старения зависит прежде всего от условий эксплуатации приборов и средств автоматизации: тем­пературы и влажности окружающей среды, запыленности, присутствия агрессивных паров и газов, действия магнитных и электрических полей, вибрации и различных излучений. В неизменных эксплуата­ционных условиях влияние всех перечисленных факторов может быть оценено с точки зрения определения плановых межремонтных интер­валов, обеспечивающих эксплуатацию приборов и средств автомати­зации при условии нормального выполнения заданных функций.

Преждевременный выход из строя приборов и средств автоматиза­ции возникает в результате перегрузки устройства из-за его непра­вильного включения или небрежного обращения. Такие виды отказов выявляются либо непосредственно в результате работы, либо при проведении периодической поверки средств измерений. В этом случае необходим внеплановый ремонт.

Плановый ремонт приборов и средств автоматизации чаще всего проводят в период ремонта технологического оборудования после окончания сезона переработки пищевого сырья. Внеплановый ремонт желательно выполнять с заменой ремонтируемых приборов- и средств автоматизации резервными устройствами.

К приборам и средствам автоматизации, направляемым в ремонт, должны быть приложены паспорта, аттестаты или другие технические документы о проведении поверки (если они имеются) и дефектные ярлыки с указанием вида ремонта (плановый или внеплановый). При внеплановом ремонте в ярлыке указывают характер неисправности, вызвавшей ремонт.

В зависимости от характера неисправности прибора и объема повреждений различают текущий и капитальный ремонты. Первый обычно производится на месте установки прибора силами ремонтного персонала, однако может проводиться и в ремонтной мастерской. Текущий ремонт - это минимальный по объему выполняемых работ вид ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация средств измерения и автоматизации (СИА). Наряду с работами по техническому обслуживанию СИА текущий ремонт включает следую­щие работы:

Частичная разборка и сборка измерительных систем с заменой отдельных негодных деталей (колец, винтов, стрелок);

Частичная разборка и регулировка подвижных систем, исправле­ние или замена поврежденных деталей (пружин, трубок, винтов, крепежных деталей), чистка и смазка узлов;

Замена элементов СИА, отработавших ресурс, устранение мел­ких поломок;

Проверка качества изоляции и состояния цепей измерения и питания СИА;

Исправление уплотнений, устранение люфтов в отдельных механиз­мах, набивка сальников, замена стекол и шкал;

Устранение неисправностей в сочленениях подвижных деталей.

На пищевых предприятиях большинство СИА подлежат текущему ремонту один раз в 6 мес, а приборы для измерения температуры и газоанализаторы - раз в 4 мес. Поверка завершает текущий ремонт.

Капитальный ремонт СИА проводится в ремонтной мастерской МС или в специализированной организации. Ему подвергаются приборы, имеющие значительный износ деталей, а также повреждения и поэто­му требующие восстановления полного или близкого к полному ресурса с заменой или ремонтом любых деталей или узлов.

При капитальном ремонте наряду с выполнением части работ, входящих в текущий ремонт, могут осуществляться также следующие работы:

Установка и регулировка новых шкал или циферблатов;

Ремонт корпуса с рихтовкой установочных поверхностей;

Полная разборка и сборка измерительной части и отдельных узлов, промывка, ремонт или замена деталей (подпятников, пружин, подве­сок, грузов и пр.), ремонт узлов или их полная замена;

Разборка и сборка механизмов записи СИ, их ревизия, чистка и замена;

Проверка измерительной схемы средства измерения (СИ), регули­ровка и подгонка показаний по контрольным точкам, подготовка СИ для сдачи поверителю.

Капитальный ремонт СИ на пищевом предприятии обычно прово­дится раз в 12 мес. Группа ремонта МС выдает также заявки подразде­лениям предприятия на изготовление и приобретение деталей, мате­риалов и запчастей для ремонта СИА.

ПРОВОДКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Ремонт проводок и оборудования включает демонтаж, ремонт и монтаж отборных устройств и узлов установки первичных восприни­мающих элементов, встроенных в технологическое оборудование, трубных проводок и кабельных линий, щитов, пультов и т. п. На пищевом предприятии эти работы выполняет группа технического обслуживания, а в центральной МС - группа монтажа и наладки в период остановки и ремонта технологического оборудования.

Остановка технологического оборудования бывает аварийной и плановой. Первая, как правило, кратковременная. Поэтому в этот период выполняют первоочередные неотложные работы, которые нельзя выполнить в процессе нормальной эксплуатации установки. Осмотру и проверке при этом подлежат те узлы систем автоматизации, исправность которых вызывала сомнения при текущем обслуживании приборов и средств автоматизации. Результаты аварийных монтажно-ремонтных работ фиксируют в оперативном журнале дежурного персонала.

При плановой остановке технологической установки в соответст­вии с действующими инструкциями и указаниями начальник смены последовательно отключает приборы и средства автоматизации, о чем делаются отметки в оперативном журнале. К монтажно-ремонтным работам приступают только после полной остановки технологической установки и отключения приборов и средств автоматизации. Вначале демонтируют те приборы и средства автоматизации, кабельные и трубные проводки, которые из-за своего расположения вблизи техно­логического оборудования и трубопроводов могут быть повреждены во время ремонта.

Монтажно-ремонтные работы ведут на основании дефектной ведомости, в которой указываются очередность и сроки выполнения работ, и общего графика проведения ремонтных работ. При составле­нии дефектной ведомости учитывают замечания эксплуатационного персонала.

При плановой остановке монтажно-ремонтные работы ведут в такой последовательности. В первую очередь выполняют работы, которые не могут быть произведены на работающем технологическом оборудовании, что связано с нарушением герметичности технологи­ческого оборудования и трубопроводов. К ним относится ремонт отборных устройств, регулирующих органов, сужающих устройств, трубных проводок, подключенных к отборным устройствам без запор­ной арматуры, и т. п. Во вторую очередь проводят работы, выполнение которых на действующем оборудовании связано со значительными трудностями или опасностью, как, например, ремонт соединительных трасс, проложенных в труднодоступных местах с высокой температу­рой окружающей среды. В третью очередь осуществляют ремонтные работы систем автоматизации, на которые отсутствует эксплуатацион­ный резерв, а затем все остальные монтажно-ремонтные работы. Результаты плановых монтажно-ремонтных работ фиксируются в дефектной ведомости или специальных журналах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К главе1

1. Назовите виды технической документации.

2. Какие основные разделы проекта Вы знаете?

3. В каких режимах может функционировать АСУ ТП?

4. Как осуществляется проектирование локальных систем автоматизации?

5. Как осуществляется проектирование автоматизированных систем управления?

К главе 2

1. Что такое структурные схемы?

2. Какие задачи решаются при проектировании структурных схем управления и контроля?

3. Что такое схема автоматизации?

4. Назовите задачи проектирования схем автоматизации.

5. Как осуществляется выбор измерительных приборов?

6. Как проводится выбор регулирующих приборов?

7. Каков порядок выполнения схем автоматизации?

8. Что такое принципиальная схема?

9. Назовите требования, предъявляемые к принципиальным схемам?

10. Какое управление называют централизованным?

11. Что такое алгоритм работы схемы?

12. Назовите методы разработки структурной схемы.

13. Какие требования необходимо учитывать при переходе к принципиальной схеме?

14. Как должны изображаться элементы на принципиальных электрических схемах?

15. Назовите особенности разработки принципиальных пневматических схем.

16. Назовите задачи проектирования систем электропитания.

17. Как осуществляется выполнение принципиальных электрических схем питания?

18. Как осуществляется выбор типа и конструкции щитов и пультов?

19. Назовите методы выполнения схем соединений внутрищитовых проводок.

20. Какие задачи стоят при проектировании электропроводок? трубных проводок?

К главе 3

1. Назовите виды обеспечении АСУ.

2. Какие структуры АСУ ТП Вы знаете?

3. Назовите функции оперативного персонала АСУ ТП.

4. Что входит в проектную документацию по организационному обеспечению?

5. Какие подсистемы входят в техническое обеспечение?

6. Какие документы входят в проектную документацию по техническому обеспечению АСУТП?

7. Какова структура программного обеспечения?

8. Назовите операционные системы.

9. Что относится к информационному обеспечению?

10. Что представляет собой метрологическое обеспечение?

11. Какими признаками характеризуются технологические комплексы?

К главе 4

1. Какие виды обеспечении характерны для систем автоматизированного проектирования?

2. Чем вызвана необходимость создания САПР?

3. Назовите уровни САПР.

4. Назовите задачи методологического обеспечения САПР.

5. Какие основные типы вычислительной техники Вы знаете?

6. Что такое автоматизированное рабочее место?

7. Назовите специфические операторы языка Бейсик,

8. Как осуществляется модификация информации?

9. Назовите принципы сохранения математического и программного обеспечении.

10. Как реализуются графические операции на микроЭВМ?

11. Изложите методику использования примитивов при вводе графической информации.

12. В чем состоит компоновка аппаратуры по щитам и пультам?

13. В чем заключаются задачи размещения?

К главе 5

1. Как организуются монтажные и наладочные работы?

2. Как монтируются отборные устройства и первичные измерительные преобразователи?

3. Как осуществляется монтаж приборов, регуляторов и исполнительных устройств?

4. Назовите этапы наладки локальных систем автоматизации.

К главе 6

1. В чем состоит организация работ при монтаже и внедрении АСУ?

2. Назовите стадии работ при монтаже АСУ.

3. Что входит в проект производства монтажных работ?

4. Назовите этапы наладки технических средств.

5. Назовите типы отладок.

6. Какие Вы знаете методы обнаружения и локализации ошибок в комплексах программ?

7. В чем состоит тестирование и что это? виды его?

8. В чем состоят комплексная наладка и отладка системы?

К главе7

1. Назовите задачи эксплуатации приборов и средств автоматизации.

2. Что включает метрологическое обеспечение службы эксплуатации систем автоматиза­ции?

3. Что такое поверка средств измерений?

4. В чем состоит назначение первичного эталона?

5. В чем состоят задачи технического обслуживания службы эксплуатации систем автома­тизации?

6. Назовите цель и средства ремонтных работ.

При разработке и внедрении систем автоматизации химических процессов и производств применяются те же подходы, которые используются в других отраслях промышленности. Вместе с тем, условия химического производства и сам производственный процесс имеют ряд особенностей, которые мы и рассмотрим в данной статье.

Типовая структурная схема химических процессов имеет следующий вид:

сырье → подготовка сырья → химический синтез → выделение продукта → продукт

На входе любого химического процесса всегда присутствует исходное сырье, которое необходимо хранить и в той или иной степени подготовить к дальнейшей переработке. Далее следует собственно процесс получения продукции. На этом этапе из предварительно подготовленного сырья с помощью специальных аппаратов (смесителей, сепараторов, колонн, реакторов и др.) и/или веществ (катализаторов) получается химический продукт. Обычно аппараты для получения одного продукта объединяют в технологические установки. Далее полученный продукт проходит процессы отделения и очистки. Автоматизация химических производств позволяет снизить себестоимость каждого из этих этапов.

Рассмотрим некоторые особенности химических производств.

Непрерывность

В-основном все химические производства характеризуются непрерывностью, т.е. технологический процесс ведется в установившемся режиме. Встречаются также химические производства с периодическим характером, где последовательность операций по загрузке и подготовке сырья, химическому синтезу, выделению и очистке продукции имеет конечную продолжительность.

Непрерывность химических производств предъявляет особые требования к разработке систем автоматизации, такие например, как резервирование полевого оборудования, контроллеров, каналов связи, автоматизированных рабочих мест и серверов, организация резервного питания оборудования и др.

Распределенность

Одной из особенностей химических производств является размещение технологических установок и оборудования на открытых площадках, которые занимают большую площадь. Типичное химическое предприятие располагается на площади от нескольких квадратных километров до нескольких десятков квадратных километров. Все это надо учитывать при проектировании систем автоматизации. Как правило, в таких случаях применяются территориально-распределенные автоматизированные системы. Большое значение также имеют высокоскоростные каналы связи, в том числе на основе оптических линий, т.к. не все интерфейсы и протоколы связи обеспечивают допустимую скорость обмена данными на больших расстояниях.

При работе предприятий химической промышленности в рабочей зоне постоянно присутствуют различные опасные вещества, технологические процессы в аппаратах проходят при высоких давлениях и температурах. Особенно это характерно для предприятий нефтехимии, крекинга, производства смол, углерода. Все это предъявляет повышенные требования к системам автоматизации химических процессов. Как правило, шкафы управления с контроллерами, рабочие места и серверы размещаются в специальных помещениях с принудительной подачей очищенного воздуха. Полевое оборудование подбирается специального исполнения в соответствии с условиями эксплуатации. Все это позволяет уменьшить вредное воздействие опасных веществ на средства автоматизации.

Чтобы уменьшить вредное воздействие опасных веществ на оперативный персонал, автоматизация химических производств должна предусматривать также и автоматизированные системы оповещения присутствия в рабочей зоне предельных концентраций опасных для человека веществ.

Взрывоопасность

На большинстве химических предприятий, а особенно на предприятиях нефтехимии, присутствуют взрывоопасные зоны. Применять обычные средства автоматизации в таких случаях запрещено. Применяются средства автоматизации взрывобезопасного исполнения. В таких зонах широко применяются пневматические исполнительные механизмы. Уровень взрывозащиты средств автоматизации должен соответствовать классу взрывоопасности зоны, где он будет установлен.

Большое потребление энергоносителей

Химические производства, как правило, характеризуются значительным потреблением энергоносителей. В зависимости от типа производства, это может быть электрическая энергия, уголь, мазут, природный газ, пар. На крупных предприятиях электроэнергию и пар вырабатывают на собственных ТЭЦ. В связи с этим, остро встает проблема учета энергоносителей. Поэтому автоматизация химических производств должна включать в себя автоматизированную систему комплексного учета энергоносителей.

Заключение

Как уже говорилось, автоматизация химических производств происходит так же, как и в других отраслях промышленности.

Автоматизация химических производств позволяет повысить качество продукции, снизить себестоимость, сократить количество оперативного персонала, увеличить производительность труда и повысить культуру производства.

Но условия химического производства и сам производственный процесс имеют ряд особенностей, которые были рассмотрены в данной статье.

Предприятия «Автоматизированные системы», имеющее большой опыт автоматизации химических производств, поможет Вам автоматизировать Ваше химическое производство, разработает и согласует всю необходимую проектно-сметную документацию, разработает программное обеспечение, выполнит монтажные и пуско-наладочные работы.

Аннотация

Целью выполнения данного курсового проекта является приобретение практических навыков анализа технологического процесса, выбор средств автоматического контроля, расчета измерительных схем приборов и средств контроля, а также обучение студента самостоятельности при решении инженерно-технических задач построения схем автоматического контроля различных технологических параметров.

Введение

Автоматизация – это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.

автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.

этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

1) обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т. е. повышение производительности его труда,

3) увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара,

Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.

Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой, горение, перегрев пара и др.)

Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать парогенераторную установку, а так же переключать и регулировать ее механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.

протекающих в парогенераторной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.

исключают неправильные операции при обслуживании парогенераторной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.

аварийного состояния парогенератора и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.

Эксплуатация котлов должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала. Для выполнения этих требований эксплуатация должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов» Госгортехнадзора, «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правилами технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей» .

Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо.

Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1) процесс горения топлива,

2) процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,

3) процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.

В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.

Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом. проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3, необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю.

Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.

заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=540 С и давлении Р=100 атм. идет на технологические нужды.

Принцип работы котельной установки заключается в передаче тепла, образовавшегося при сгорании топлива, воде и пару. В соответствии с этим основные элементы котельных установок – котельный агрегат и топочное устройство. Топочное устройство служит для топлива наиболее экономичным способом и превращения химической энергии топлива в тепло котельный агрегат представляет собой теплообменное устройство, в котором происходит передача тепла от продуктов сгорания топлива воде и пару. Паровые котлы дают насыщенный пар. Однако во время транспортировки на значительные расстояния и использования для технологических нужд, а также на ТЭЦ пар должен быть перегретым, так как в насыщенном состоянии при охлаждении он сразу начинает конденсироваться. В состав котла входят: топка, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, обмуровка, каркас с лестницами и площадками, а также арматура и гарнитура. К вспомогательному оборудованию относятся: тягодутьевые и питательные устройства, оборудование водоподготовки, топливоподачи, а также контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации. В состав котельной установки также входят:

1. Баки для сбора конденсата.

2. Установки химической очистки воды.

3. Деаэраторы для удаления воздуха из химически очищенной воды.

4. Питательные насосы для подачи питательной воды.

5. Установки для редуцирования давления газа.

6. Вентиляторы для подачи воздуха к горелкам.

Дымососы для удаления дымовых газов от топок. Рассмотрим процесс получения пара с заданными параметрами в котельной, работающей на газовом топливе. Газ от газораспределительного пункта поступает в топку котла, где сгорает, выделяя соответствующее количество тепла. Воздух необходимый для горения топлива, нагнетают дутьевым вентилятором в воздухоподогреватель, расположенный в последнем газоходе котла. Для улучшения процесса горения топлива и повышения экономичности работы котла воздух перед подачей в топку может предварительно подогреваться дымовыми газами и воздухоподогревателем. Воздухоподогреватель, воспринимая тепло отходящих газов и передавая его воздуху, во-первых, уменьшает потерю тепла с отходящими газами, во- вторых, улучшает условия сгорания топлива за счет подачи подогретого воздуха в топку котла. При этом повышается температура горения и коэффициент полезного действия установки. Часть тепла в топке отдается испарительной поверхности котла – экрану, закрывающему стенки топки. Дымовые газы, отдав часть своего тепла радиационным поверхностям нагрева, размещенным в топочной камере, поступают в конвективную поверхность нагрева, охлаждаются и дымососом удаляются через дымовую трубу в атмосферу. Непрерывно циркулирующая в экране вода образует пароводяную смесь, которая отводится в барабан котла. В барабане пар отделяется от воды – получается так называемый насыщенный пар, поступающий в главную паровую магистраль. Выходящие из топки дымовые газы омывают змеевиковый экономайзер, в котором подогревается питательная вода. Подогрев воды в экономайзере целесообразен с точки зрения экономии топлива. Паровой котел является устройством, которое работает в сложных условиях – при высокой температуре в топке и значительном давлении пара. Нарушение нормального режима работы котельной установки может вызвать аварию. Поэтому на каждой котельной установке предусмотрен ряд приборов, подающих команду на прекращение подачи топлива к горелкам котла при следующих условиях:

1. При повышении давления в котле сверх допустимого;

2. При понижении уровня воды в котле;

3. При понижении или повышении давления в линии подачи топлива к горелкам котла;

4. При уменьшении давления воздуха в горелках;

Для управления оборудованием и контроля его работы котельная оснащена контрольно – измерительными приборами и приборами автоматики.

1. Понижение давления газа, идущего от ГРП;

2. Уменьшение разрежения в топке котла;

3. Повышение давления пара в барабане котла;

5. Погасание факела втопке.

3. Выбор средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика

3. 1 Выбор и обоснование параметров контроля

Выбор контролируемых параметров обеспечивает получение наиболее полной измерительной информации о технологическом процессе, о работе оборудования. Контролю подлежат температура, давление.

4. Выбор параметров контроля и управления

Система управления должна обеспечить достижение цели управления за счет заданной точности технологических регламентов в любых условиях производства при соблюдении надежной и безаварийной работы оборудования, требований взрыво- и пожароопасности.

Целью управления электропотреблением является: снижение удельных расходов электроэнергии на производство продукции; рациональное использование электроэнергии технологическими службами подразделений; правильное планирование потребления электроэнергии; контроль потребления и удельных расходов электроэнергии на единицу выпускаемой продукции в режиме реального времени.

Главной задачей при разработке системы управления является выбор параметров, участвующих в управлении, то есть тех параметров, которые нужно контролировать, регулировать и анализируя изменение значений которых можно определить предаварийное состояние технологического объекта управления (ТОУ) .

Контролю подлежат те параметры, по значениям которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом (ТП), а также пуск и остановка технологических агрегатов.

4. 1 Измерение давления

мановакуомметры; напоромеры (для измерения малых (до 5000 Па) избыточных давлений); тягомеры (для измерения малых (до сотен Па) разряжений); тягонапоромеры; дифманометры (для измерения разности давлений); барометры (для измерения атмосферного давления). По принципу действия различают следующие приборы для измерения давления: жидкостные, пружинные, поршневые, электрические и радиоактивные.

Для измерения давления газа и воздуха до 500 мм вод. ст. (500 кгс/м2) используют стеклянный U-образный жидкостный манометр. Манометр представляет собой стеклянную U-образную трубку, прикрепленную к деревянной (металлической) панели, которая имеет шкалу с делениями в миллиметрах. Наиболее распространенные манометры со шкалами 0-100, 0-250 и 0-640 мм. Величина давления равна сумме высот уровней жидкости, опущенной ниже и поднятой выше нуля.

На практике иногда используют манометры с двойной шкалой, в которых изменена цена деления в два раза и цифры от нуля вверх и вниз идут с интервалом 20:0-20-40-60 и т. д. при этом отпадает необходимость в указании высот уровней жидкости, достаточно измерить показания манометра по уровню одного колена стеклянной трубки. Измерение небольших давлений или разрежений до 25 мм вод. ст. (250 Па) однотрубными или U-образными жидкостными манометрами приводит к большим погрешностям при выполнении отсчета результатов измерения. Для увеличения масштаба показаний однотрубного манометра трубку наклоняют. На таком принципе работают жидкостные тягонапоромеры ТНЖ, которые заправляются спиртом плотностью r=0,85 г/см3. в них жидкость из стеклянного сосуда вытесняется в наклонную трубку, вдоль которой расположена шкала, градуированная в мм вод. ст. При измерении разрежения импульс подсоединяется к штуцеру, который связан с наклонной трубкой, а при измерении давления – со штуцером, который связан со стеклянным сосудом. Пружинные манометры. Для измерения давления от 0,6 до 1600 кгс/см2используются пружинные манометры. Рабочим элементом манометра служит выгнутая трубка эллипсовидного или овального сечения, которая деформируется под действием давления. Один конец трубки запаян, а другой соединен со штуцером, которым подсоединяется к измеряемой среде. Закрытый конец трубки через тягу соединен с зубчатым сектором и центральным зубчатым колесиком, на ось которого насажена стрелка.

Манометр присоединяется к котлу через сифонную трубку, в которой конденсируется пар или охлаждается вода и давление передается через охлажденную воду, чем предотвращается повреждение механизма от теплового действия пара или горячей воды, а также манометр защищается от гидравлических ударов.

В данном процессе целесообразно использовать датчик давления Метран-55. Выбранный датчик идеально подходит для измерения расхода жидкости, газа, пара. Данный датчик имеет требуемые пределы измерения – мин. 0-0. 06 МПа до макс. 0-100 МПа. Обеспечивает требуемую точность 0. 25 %. Также очень важно, что этот датчик имеет взрывозащищенное исполнение, выходной сигнал унифицирован– 4 -20 мА, что удобно при подключении вторичного прибора так как не требует дополнительной установки преобразователя выходного сигнала. Датчик имеет следующие преимущества: диапазон перенастройки 10:1, непрерывная самодиагностика, встроенный фильтр радиопомех. Микропроцессорная электроника, возможность простой и удобной настройки параметров 2-мя кнопками.

Измеряемое давление подаётся в рабочую полость датчика и воздействует непосредственно на измерительную мембрану тензопреобразователя, вызывая её прогиб.

Чувствительный элемент – пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами. Соединённая с металлической пластиной тензопреобразователя. Тензорезисторысоединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторовиразбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал с выхода мостовой схемы датчиков поступает в электронный блок, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал.

Датчик имеет два режима работы:

Режим измерения давления; - режим установки и контроля параметров измерения.

В режиме измерения давления датчики обеспечивают постоянный контроль своей работы и, в случае неисправности, формируют сообщение в виде уменьшения выходного сигнала ниже предельного.

4. 2 Измерение температуры

Одним из параметров, который необходимо не только контролировать, но и сигнализировать максимально допустимое значение является температура.

термометры сопротивления и пирометры излучения.

В котельных для измерения температуры используются приборы, принцип работы которых основан на свойствах, проявляемых веществами при нагревании: Изменение объема – термометры расширения; Изменение давления – манометрические термометры; Появление термоЭДС – термоэлектрические пирометры;

Изменение электрического сопротивления – термометры сопротивления.

расширения применяются для местных измерений температур в пределах от -190 до +6000С. Основные достоинства этих термометров – простота, дешевизна и точность. Эти приборы часто используются в качестве образцовых приборов. Недостатки – невозможность ремонта, отсутствие автоматической записи и возможности передачи показаний на расстояние. Пределы измерения биметаллических и дилатометрических термометров от – 150 до +700 0С, погрешность 1-2 %. Чаще всего они используются в качестве датчиков для систем автоматического контроля.

Манометрические термометры. Служат для дистанционного измерения температуры. Принцип их действия основан на изменении давления жидкостей, газа или пара в замкнутом объеме в зависимости от температуры.

Род рабочего вещества определяет вид манометрического термометра:

Газовые – инертным газом (азотом и др.)

Их достоинство – простота конструкции и обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи показаний. Также к достоинствам можно отнести их взрывобезопасность и нечувствительность к внешним магнитным и электрическим полям. Недостатки – невысокая точность, значительная инерционность и сравнительно небольшое расстояние дистанционной передачи показаний.

Термоэлектрический пирометр. Используется для измерения температуры до 16000С, а также передачи показаний на тепловой щит и состоит из термопары, соединительных проводов и измерительного прибора.

Термопара представляет собой соединение двух проводников (термоэлектродов), изготовленных из различных металлов (платина, медь) или сплавов (хромеля, копеля, платинородия), изолированных друг от друга фарфоровыми бусами или трубочками. Одни концы термоэлектродов спаиваются, образуя горячий спай, а другие остаются свободными.

Для удобства при пользовании термопару помещают в стальную, медную или кварцевую трубку.

При нагревании горячего спая образуется термоэлектродвижущая сила, величина которой зависит от температуры горячего спая и материала и материала термоэлектродов.

электрического сопротивления проводников или полупроводников при изменении температуры. Термопреобразователи сопротивления: платиновые (ТСП) используются при длительных измерениях в пределах от 0 до +650 0С; медные (ТСМ) для измерения температур в диапазоне от –200 до +200 0С. В качестве вторичных приборов применяются автоматические электронные уравновешенные мосты, с классом точности от 0,25 до 0,5. Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы), изготовляются из окислов различных металлов с добавками. Наибольшее распространение получили кобальто-марганцевые (КМТ) и медно-марганцевые (ММТ) полупроводники, используемые для измерения температур в пределах от – 90 до +300 0С. В отличии от проводников, сопротивление термисторов при увеличении температуры уменьшается по экспоненциальному закону, благодаря чему они имеют высокую чувствительность. Однако изготавливать термисторы со строго одинаковыми характеристиками практически невозможно, поэтому они градуируются индивидуально. Термопреобразователи сопротивления в комплекте с автоматическими электронными уравновешенными мостами позволяют измерять и регистрировать температуру с высокой точностью, а также передавать информацию на большие расстояния.. Наибольшее распространение, в качестве первичных измерительных преобразователей таких термометров, в настоящее время получили: платинородий – платиновые (ТПП) преобразователи с пределами измерений от – 20 до + 1300 0С; хромель-копелевые (ТХК) преобразователи с пределами измерений от – 50 до + 600 0С и хромель-алюмелевые (ТХА) преобразователи с пределами измерений от – 50 до + 1000 0С. При кратковременных измерениях верхний предел температур для преобразователя ТХК можно повысить на 200 0С, а для преобразователей ТПП и ТХА на 300 0С. Для измерения температуры на трубопроводах и на котлах я решила выбрать термоэлектрические преобразователи типа ТХК – выбор именно этих преобразователей обусловлен тем, что в диапазоне измерения от –50 до +600 0С он имеет более высокую чувствительность, чем преобразователь ТХА. Основные характеристики термоэлектрического преобразователя типа ТХК – 251 изготовленного ЗАО ПГ «Метран»:

· Назначение: для измерения температур газообразных и жидких сред;

· Диапазон измеряемых температур: от – 40 до +600 0С;

· Длина монтажной части преобразователя 320 мм;

· Материал защитного чехла; нержавеющей стали, марки 12Х18Н10Т, а его диаметр 10 мм;

· Средний срок службы не менее 2-х лет;

· Чувствительный элемент: кабель термопарный КТМС-ХК ТУ16-505. 757-75;

4. 3 Измерение уровня

Уровнем называют высоту заполнения технологического аппарата рабочей средой – жидкостью или сыпучим телом. Уровень рабочей среды является технологическим параметром, информация о котором необходима для контроля режима работы технологического аппарата, а в ряде случаев для управления производственным процессом.

Путем измерения уровня можно получить информацию о массе жидкости в резервуаре. Уровень измеряют в единицах длины. Средства измерений называют уровнемерами.

Различают уровнемеры, предназначенные для измерения уровня рабочей среды; измерений массы жидкости в технологическом аппарате; сигнализации предельных значений уровня рабочей среды – сигнализаторы уровня.

По диапазону измерений различают уровнемеры широкого и узкого диапазонов. Уровнемеры широкого диапазона (с пределами измерений 0,5 – 20 м) предназначены для проведения товароучетных операций, а уровнемеры узкого диапазона (пределы измерений (0÷ ±100) мм или (0÷ ±450) мм) обычно используются в системах автоматического регулирования.

В настоящее время измерение уровня во многих отраслях промышленности осуществляют различными по принципу действия уровнемерами, из которых распространение получили поплавковые, буйковые, гидростатические, электрические, ультразвуковые и радиозотопные. Применяются и визуальные средства измерений.

Указательные или уровнемерные стекла выполняют в виде одной или нескольких камер с плоскими стеклами, соединенных с аппаратом. Принцип работы основан на свойстве сообщающихся сосудов. Применяются для местного измерения уровня. Длина стекол не превышает 1500 мм. К достоинствам относится простота, высокая точность: недостатки – хрупкость, невозможность передачи показаний на расстояние.

При расчете поплавковых уровнемеров подбирают такие конструктивные параметры поплавка, которые обеспечивают состояние равновесия системы «поплавок-противовес» только при определенной глубине погружения поплавка. Если пренебречь силой тяжести троса и трением в роликах, состояние равновесия системы «поплавок-противовес» описывается уравнением

где Gr, Gп – силы тяжести противовеса и поплавка; S- площадь поплавка; h1 – глубина погружения поплавка; pж- плотность жидкости.

Повышение уровня жидкости изменяет глубину погружения поплавка и на него действует дополнительная выталкивающая сила.

Достоинством этих уровнемеров является простота, достаточно высокая точность измерения, возможность передачи на расстояние, возможность работы с агрессивными жидкостями. Существенным недостатком является налипание вязкого вещества на поплавок, что влияет на погрешность измерения.

Принцип действия емкостных уровнемеров основан на изменении емкости преобразователя от изменения уровня контролируемой среды. Пределы измерения этих уровнемеров от 0 до 5 метров, погрешность не более 2,5%. Информацию можно передавать на расстояние. Недостатком этого метода является невозможность работы с вязкими и кристаллизующимися жидкостями.

Принцип действия гидростатических уровнемеров основан на измерении давления, которое создает столб жидкости. Измерение гидростатического давления осуществляется:

· манометром, подключаемом на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня;

· измерением давления газа, прокачиваемого по трубке, опущенной в заполняющую резервуар жидкость на фиксированное расстояние.

В нашем случае наиболее подходящим является водоуказательный прибор с круглым и плоским стеклом, сниженные указатели уровня и водопробные краны. Водоуказательные приборы с круглым стеклом устанавливаются на котлах и баках с давлением до 0,7 кгс/см2. высота стекла может быть от 200 до 1500 мм, диаметр- 8 -20 мм, толщина стекла 2,5-3,5 мм. Плоское стекло может быть гладким или рифленым. Рифленое стекло «Клингер» с внутренней стороны имеет вертикальные призматические канавки, с внешней стороны отполировано. В таком стекле вода кажется темной, а пар светлым. Если при работе парового котла краны водоуказательного прибора не загрязнены, то уровень воды в нем слегка колеблется.

4. 4 Измерение расхода

Одним из важнейших параметров технологических процессов является расход протекающих по трубопроводам веществ. К средствам, измеряющим расход и количество веществ при товароучетных операциях, предъявляются высокие точностные требования.

Рассмотрим основные типы расходомеров: расходомеры переменного перепада давления, расходомеры постоянного перепада давления, тахометрические расходомеры, расходомеры скоростного напора, электромагнитные (индукционные) расходомеры, ультразвуковые.

Одним из самых распространенных принципов измерения расхода жидкостей, газов и пара является принцип переменного перепада давления.

Принцип действия расходомеров постоянного перепада давления основан на перемещении чувствительного элемента по вертикали в зависимости от расхода вещества, при этом площадь проходного сечения изменяется так, что перепад давления на чувствительном элементе остается постоянным. Основным условием правильного отсчета является строго вертикальная установка ротаметра.

Расходомеры обтекания. Расходомеры обтекания относятся к большой группе расходомеров, называемых также расходомерами постоянного перепада давления. В этих расходомерах обтекаемое тело воспринимает со стороны набегающего потока силовое воздействие, которое при возрастании расхода увеличивается и перемещает обтекаемое тело, в результате чего перемещающая сила уменьшается и вновь уравновешивается противодействующей силой. В качестве противодействующей силы служит вес обтекаемого тела при движении потока вертикально снизу вверх или сила противодействующей пружины в случае произвольного направления потока. Выходным сигналом рассматриваемых преобразователей расхода служит перемещение обтекаемого тела. Для измерения расхода газов и жидкостей на технологических потоках применяются ротаметры, снабженные преобразовательными элементами с электрическим или пневматическим выходным сигналом.

Вытекание жидкости из сосуда происходит через отверстие в дне или в боковой стенке. Сосуды для приема жидкости выполняют цилиндрическими или прямоугольными.

тонкий диск (шайбу) с отверстием цилиндрической формы, центр которого совпадает с центром сечения трубопровода, прибора измеряющего перепад давлений и соединительных трубок. Суммирующий прибор определяет расход среды по частоте вращения установленного в корпусе или рабочего колеса или ротора.

Для измерения расхода газа и пара я остановила свой выбор на интеллектуальном вихревом расходомере фирмы Rosemount типа 8800DR со встроенными коническими переходами, что позволяет на 50% снизить стоимость установки. Принцип действия вихревого расходомера основан на определении частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы. Частота вихрей пропорциональна объемному расходу. Он подходит для измерения расхода жидкости, пара и газа. По цифровому и импульсному выходу предел основной допускаемой погрешности равен ±0. 65%, а по токовому дополнительно ±0. 025%, выходной сигнал 4 – 20 мА. К достоинствам этого датчика можно отнести незасоряющаяся конструкция, отсутствие импульсных линий и уплотнений повышает надёжность, повышенная устойчивость к вибрации, возможность замены сенсоров без остановки процесса, малое время отклика. Возможность имитации поверки, отсутствует необходимость сужения трубопровода в процессе эксплуатации. В качестве вторичного прибора можно использовать А-100. Для измерения расхода воды применим датчик расхода воды корреляционный ДРК-4. Датчик предназначен для измерения расхода и объема воды в полностью заполненных трубопроводах. Основные преимущества:

· отсутствие сопротивления потоку и потерь давления;

· возможность монтажа первичных преобразователей на трубопроводе при любой ориентации относительно его оси;

· коррекция показаний с учетом неточности монтажа первичных преобразователей;

· беспроливной, имитационный метод поверки;

· межпроверочный интервал – 4 года;

· унифицированный токовый сигнал 0-5,4-20 мА;

· самодиагностика;

температуры жидкого топлива в общей напорной магистрали; давления пара в магистрали для распыла жидкого топлива; давления жидкого или газообразного топлива в общих напорных магистралях; расхода жидкого или газообразного топлива в целом по котельной. В котельной должна быть также предусмотрена регистрация следующих параметров: температура перегретого пара, предназначенного на технологические нужды; температура воды в подающих трубопроводах тепловой сети и горячего водоснабжения, а также в каждом обратном трубопроводе; давление пара в подающем коллекторе; давления воды в обратном трубопроводе тепловой сети; расхода пара в подающем коллекторе; расхода воды в каждом подающем трубопроводе тепловой сети и горячего водоснабжения; расхода воды, идущей на подпитку тепловой сети. Деаэраторно - питательные установки оборудуют показывающими приборами для измерения: температуры воды в аккумуляторных и питательных баках или в соответствующих трубопроводах; давления пара в деаэраторах; давления питательной воды в каждой магистрали; давления воды во всасывающих и напорных патрубках питательных насосов; уровня воды в аккумуляторных и питательных баках.

Контролируемый параметр	Наличие показывающих приборов на котлах
	<0,07	>0,07	<115	>115
4. Температура дымовых газов за котлом 6. Давление пара в барабане котла 7. Давление пара (воды) после пароперегревателя (после котла) 8. Давления пара, подаваемого на распыление мазута 9. Давления воды на входе в котел 11. Давление воздуха после дутьевого вентилятора 12. Давление воздуха перед горелками (после регулирующих заслонок) 15. Разрежение перед шибером дымососа или в газоходе 16. Разрежение перед и за хвостовыми поверхностями нагрева 18. Расход воды через котел (для котлов производительностью более 11,6 МВт (10 Гкал/ч)) 19. Уровень в барабане котла

*У котлов производительностью менее 0,55 кг/с (2 т/ч) – давление в общей питательной магистрали 6. Основные сведения о топливе.

Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются для получения тепла. В соответствии с физическим состоянием топливо подразделяется на твердое, жидкое и газообразное. К газообразному относятся природный газ, а также различные промышленные газы: доменный, коксовый, генераторный и другие. К высококачественному топливу относятся каменный уголь, антрациты, жидкое топливо и природный газ. Все виды топлива состоят из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относятся: углерод С, водород Н2,сера S. К негорючей части относятся: кислород О2, азот N2, влаги W и зола А. Топливо характеризуется рабочей, сухой и горючей массами. Газовое топливо наиболее удобно для смешивания его с воздухом, который необходим для горения, поскольку топливо и воздух находятся в одном агрегатном состоянии.

5. Физико-химические свойства природных газов

Природные газы не имеют цвета запаха и вкуса. Основные показатели горючих газов, которые используются в котельных: состав, теплота сгорания, плотность, температура горения и воспламенения, границы взрыва-емости и скорость распространения пламени. Природные газы чисто газовых месторождений состоят в основном из метана(82-98 %) и других более тяжелых углеводородов. В состав любого газообразного топлива входят горючие и негорючие вещества. К горючим относятся: водород (Н2), углеводороды(СmHn), сероводород (H2S), оксид углерода(СО2), к негорючим- углекислый газ (СО2), кислород (О2), азот(N2) и водяной пар (Н2О). Теплота сгорания- количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1м3 газа, измеряется в ккал/м3 или кДж/м3. Различают высшую теплоту сгорания Qвc, когда учитывается тепло, выделяемое при конденсации водяных паров, которые находятся в дымовых газах и низшую Qнc, когда это тепло не учитывается. При выполнении расчетов обычно используется Qвc, так как температура уходящих газов такова, что конденсация водяных паров продуктов сгорания не происходит. Плотность газообразного вещества prопределяется отношением массы вещества к его объему. Единица измерения плотности кг/м3. Отношение плотности газообразного вещества к плотности воздуха при одинаковых условиях(давление и температура) называется относительной плотностью газа pо. Плотность газа pr= 0,73 – 0,85 кг/м3 (pо = 0,57-0,66) Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим формулам горения, а начальная температура газа и воздуха 0 оС, и такая температура называется жаропроизводительностью топлива. Температура горения отдельных газов составляет 2000-2100 о С. Действительная температура горения в топках котлов значительно ниже, составляет 1100-1600 о С и зависит от условий сжигания. Температура воспламенения- это такая температура, при которой начинается горение топлива без влияния источника воспламенения, для природного газа она составляет 645-700 о С. Границы взрываемости. Газовоздушная смесь, в которой газа находится до 5% - не горит; от 5 до 15% - взрывается; больше 15% - горит при подаче воздуха. Скорость распространения пламени для природного газа – 0,67 м/с (метан СН4). Использование природного газа требует особых мер осторожности, так как возможна его утечка через неплотности в местах соединения газопровода с газовой арматурой. Наличие в помещении более 20% газа вызывает удушье, скопление его в закрытом объеме от 5 до 15 % может привести к взрыву газовоздушной смеси, при неполном сгорании выделяется угарный газ СО, который даже при небольшой концентрации оказывает отравляющее воздействие на организм человека.

6. Описание схемы автоматического контроля технологических параметров

6. 1 Функциональная схема автоматического контроля технологических параметров

Принцип построения системы контроля данного процесса – двухуровневый. Первый уровень составляют приборы, расположенные по месту, второй – приборы, находящиеся на щите у оператора.

Таблица2.

	Наименование и техническая характеристика оборудования и материалов. Завод изготовитель	Тип, марка оборуд. Обозн. Документа и № опросного листа	Ед. измерения	Количество
Контроль температуры в трубопроводе
1а	Температура газа в трубопроводе Термоэлектрический преобразователь	ТХК-251-02-320-2-И-1-Н10- ТБ-Т6-У1. 1-ПГ	Шт.	1
1б	Вторичный показывающий регистрирующий прибор, быстродействие 5с, время одного оборота 8ч	ДИСК250-4131	Шт.	1
2а	ПГ «Метран», г. Челябинск	ТСМ254-02-500-В-4-1-	Шт.	1
2б			Шт.	1
2в		ПРБ-2М	Шт.	1
2г	Исполнительный механизм, питание 220в, частота 50Гц	МЭО-40/25-0,25	1
3а	Термопреобразователь сопротивления медный номинальнаястатическаяхарактеристика100М	ТСМ254-02-500-В-4-1- ТУ 422700-001-54904815-01	1
3б	Преобразователь электромагнитный, расход 5л/мин, выходной сигнал 20-100 кПа	ЭПП	1
3в			1
3г		ПР 3. 31-М1	1
3д	Исполнительный механизм, условное давление 1,6 МПа	25ч30нж	1
Контроль расхода в трубопроводе
4а	Диафрагма камерная, условное давление 1,6 МПа	ДК 16-200	1
4б	Преобразователь перепада, погрешность 0,5%, предел измерения 0,25 МПа	Сапфир 22ДД-2450	1
4в	Вторичный показывающий регистрирующий прибор. Быстродействие 5с, время одного оборота 8ч.	ДИСК 250-4131	1
Регулирование расхода
5а	ИР-61	1
5б	ПГ «Метран», г. Челябинск Самопишущий, 2-х канальный, шкала в Процентах. Кл. т. 0. 5, быстродействие 1с.	Rosemount 8800DR А100-BBD,04. 2,ТУ 311--00226253. 033-93	1
5в	Пускатель безконтактныйреверсивный,входной дискретный сигнал 24В, питание 220В, 50Гц	ПБР-2М	1
5г	Исполнительный механизм,питание 220В, частота 50Гц		1
Регулирование уровня
6а	Уравнемер, верхний предел измерения 6м, предельно допустимое избыточное давление 4 МПа, давление питания 0,14 МПа, выходной пневматический сигнал 0,08 МПа	УБ-ПВ	1
6б	Манометр, питание 220В, мощность 10 Вт	ЭКМ-1У	1
6в	Вторичный пневматический показывающий и самопишущий прибор, со станцией управления. Расход воздуха 600 л/ч	ПВ 10. 1Э	1
6г		25ч30нж	1
Измерение давления

7. Основные принципы автоматизации котельных установок

Объем систем автоматизации котельной установкизависит от типа котлов, установленных в котельной, а также от наличия в её составе конкретного вспомогательного оборудования. На котельных установках предусматривают следующие системы: автоматического регулирования, автоматики безопасности, теплотехнического контроля, сигнализации и управления электроприводами. Автоматические системы регулирования. Основные виды АСР котельных установок: для котлов – регулирование процессов горения и питания; для деаэраторов – регулирование уровня воды и давление пара. Автоматическое регулирование процессов горения следует предусматривать для всех котлов, работающих на жидком или газообразном топливе. При применении твердого топлива АСР процессов горения предусматривают в случаях установки механизированных топочных устройств.

топлива АСР не предусматривают.

Регуляторы питания рекомендуют устанавливать на всех паровых котлах. Для котельных установок, работающих на жидком топливе, необходимо предусматривать АСР температуры и давления топлива. Котлы с температурой перегрева пара 400 0С и выше должны быть снабжены АСР температуры перегретого пара. Автоматика безопасности. Системы автоматики безопасности для котлов на газообразном и жидком топливе следует предусматривать обязательно. Эти системы обеспечивают прекращение подачи топлива в аварийных ситуациях.

Таблица3.

Отклонение параметров	Прекращение подачи топлива для котлов
	Паровых с давлением пара pиз,МПа		Водогрейных с температурой воды,0С
	<0,07	>0,07	<115	>115
1. Повышение давления пара в барабане котла 2. Повышение температуры воды за котлом 3. Понижение давления воздуха 4. Понижение давления газа 5. Повышение давления газа 6. Понижение давления воды за котлом 7. Уменьшение разрежения в топке 8. Понижение или повышение уровня в барабане котла 9. Уменьшение расхода воды через котел 10. Погасание факела в топке котла 11. Неисправность аппаратуры автоматики безопасности

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были приобретены практические навыки анализа технологического процесса, выбора средств автоматического контроля согласно поставленным задачам, расчета измерительных схем приборов и средств контроля. Так же были получены навыки проектирования системы автоматического контроля технологических параметров.

Литература

1. А. С. Боронихин Ю. С. Гризак «Основы автоматизации производства и контрольно измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов»М. Стройиздат 1974г. 312с.

2. В. М. Тарасюк «Эксплуатация котлов» практическое пособие для операторов котельной; под редакцией Б. А. Соколова. – М.: ЭНАС, 2010. – 272с.

3. В. В. Шувалов, В. А. Голубятников «Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учебн. Для техникумов. – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Химия, 1985г. - 352 с. ил.

4. Макаренко В. Г., Долгов К. В. Технические измерения и приборы: Методические указания к курсовому проектированию. Юж. -Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. – 27с.

Аннотация

Целью выполнения данного курсового проекта является приобретение практических навыков анализа технологического процесса, выбор средств автоматического контроля, расчета измерительных схем приборов и средств контроля, а также обучение студента самостоятельности при решении инженерно-технических задач построения схем автоматического контроля различных технологических параметров.

Введение

Автоматизация – это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.

Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.

По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

1) обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда,

2) приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала,

3) увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара,

4) повышает безопасность труда и надежность работы оборудования,

5) увеличивает экономичность работы парогенератора.

Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.

Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой, горение, перегрев пара и др.)

Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать парогенераторную установку, а так же переключать и регулировать ее механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.

Теплотехнический контроль за работой парогенератора и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в парогенераторной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.

Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при пусках и остановках механизмов парогенераторной установки, а так же в случаях срабатывания технологической защиты. Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании парогенераторной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.

Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.), предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния парогенератора и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.

Эксплуатация котлов должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала. Для выполнения этих требований эксплуатация должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов» Госгортехнадзора, «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правилами технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей» .

1. Описание технологического процесса

Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо.

Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1) процесс горения топлива,

2) процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,

3) процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.

В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.

Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом.проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3, необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю.

Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.

Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=540 С и давлении Р=100 атм. идет на технологические нужды.

2. Технология производства тепловой энергии в котельных

Котельные установки в промышленности предназначаются для получения пара, применяемого в паровых двигателях и при различных технологических процессах, а также для отопления, вентиляции и бытовых нужд.