"Модернизация системы автоматизации электропривода дымососа газовой котельной

Россия территориально расположена в холодном климате, поэтому в течение 7-9 месяцев в году необходимо отапливать жилые и производственные помещения, следовательно, задача бесперебойного обеспечения потребителей теплом – одна из главных задач государства. Проблемы в сфере коммунальных услуг приводят к негативным последствиям, так как комфортность проживания потребителей сильно зависит от качества теплоснабжения. Рост цен на топливо и объемов потребления энергии продолжается во всем мире, поэтому вопрос энергосбережения в отрасли теплоснабжения на нужды жилищно-коммунального хозяйства остается очень актуальным. Основной исполнительный элемент в системах, который обеспечивает поддержку технологических процессов на объектах теплоэнергетики – электропривод. До недавнего времени он был нерегулируемым, так как регулирование технологических величин было возможно только с помощью дросселирования насосов и вентиляторов, что приводило к избыточному потреблению электроэнергии. Разработка регулируемого электропривода устранила многие недостатки, принесла ощутимый эффект энергосбережения и повысила эффективность способа управления. Внедрение регулируемого электропривода на механизмы насосов рециркуляции, а так же сетевых насосов котлов приводит к среднегодовой экономии электроэнергии на 30%, на дутьевых вентиляторах – 60%, а так же экономиться до 10% потребляемой воды и до 2% газа. На дымососах оптимизация процесса горения с помощью системы регулирования разрежения проводится на основе внедрения частотно-регулируемого электропривода, что позволяет экономить до 90% электроэнергии в год [1]. В данной работе производится модернизация нерегулируемого электропривода центробежного дымососа одностороннего вращения ДН-8 котельной ОАО «Завод молочный «НОВОСИБИРСКИЙ» компании «Юнимилк». Котельная – это промышленное здание, где размещаются котельный агрегат и вспомогательные устройства. Комплекс оборудования котельной предназначен для превращения химической энергии топлива в тепловую для получения горячей воды или пара требуемых параметров. По своему назначению котельные установки делятся на: ? отопительные, обеспечивающие теплом системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; ? отопительно-производственные, обеспечивающие теплом системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического водоснабжения и теплоснабжения. В процессе автоматизации котельных применяются средства, позволяющие осуществлять технологические процессы автоматически, под контролем персонала, что снижает себестоимость, повышает долговечность и надежность оборудования, приводит к экономии материалов, уменьшению персонала, улучшению условий труда и техники безопасности. Особенность теплоэнергетики состоит в том, что протекающие технологические процессы непрерывны и количество выработанной тепловой энергии должно соответствовать потребленной. Поэтому все процессы на теплоэнергетическом оборудовании механизированы, и процесс автоматизации развивается быстрыми темпами по направлениям: теплотехнический контроль, технологические сигнализация и блокировки, автоматическое регулирование, технологическая защита, дистанционное управление. Предмет исследования: система автоматизации электропривода дымососа газовой котельной. Объект исследования: частотно-регулируемый электропривод. Целью дипломной работы является разработка электропривода дымососа и замена не экономичного управления с помощью направляющего аппарата системой АЭП с преобразователем частоты, что позволит увеличить производительность и повысит энергоэффективность технологического процесса. Для достижения цели работы необходимо решить задачи: 1) изучить теорию электропривода, теоретические основы оптимизации процесса горения с помощью системы регулирования разрежения в дымососах на основе внедрения частотно-регулируемого электропривода; 2) провести анализ электропривода, требующего применения частотного регулирования; 3) провести выбор двигателя, преобразователя частоты, контроллера; 4) провести технико-экономическое обоснование; 5) определить безопасности и экологичность проекта. Методы исследований: системный и статистический анализ, прогнозирование, анализ и обработка научной, нормативной и учебной литературы, расчет.

В данном дипломном проекте была рассмотрена целесообразность применения системы автоматического регулирования давления (разрежения) в газовой котельной с использованием частотного преобразователя. Проведен анализ научной, нормативной и учебной литературы по работе электропривода и теоретических основ оптимизации процесса горения с помощью системы регулирования разрежения в дымососах на основе внедрения частотно-регулируемого электропривода, системы автоматизированного управления (САУ) и способов ее сопряжения с остальным оборудованием. Построена функциональная схема этой системы. По данным электродвигателя был выбран частотный преобразователь и датчик давления (разрежения), датчик-реле напора и контроллер. Было произведено исследование динамики системы. В разделе охраны труда были выявлены и рассмотрены опасные факторы производственного процесса в газовой котельной. Предложены меры по устранению негативных факторов производства газовой котельной. Произведен расчет защитного зануления. В организационно-экономическом разделе была оценена экономическая целесообразность и эффективность от внедрения электропривода (расчет капитальных вложений, снижение эксплуатационных расходов, годового экономического эффекта, срока окупаемости). В результате расчетов, проект показал, что применение разработанной системы автоматического регулирования давления (разряжения) в газовой котельной с использованием частотного преобразователя дает существенную экономию электроэнергии. Все выше сказанное позволяет сделать выводы о том, что разработанная система является целесообразной и перспективной.

1) Крылов, Ю.А. Особенности применения регулируемого электропривода на дымососах котлоагрегатов [Текст]: / Крылов Ю.А., Сапожников С.С. Промышленная энергетика. 2010. № 7. - с. 7 - 11. 2) Соколов, Б.А. Устройство и эксплуатация оборудования газомазутных котельных [Текст]: Учеб. пособие / Соколов Б.А. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 304 с. 3) Калмаков, А. А. Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции [Текст]: Учебник для вузов / Калмаков А.А., Кувшинов Ю.Я., Романова С.С., Щелкунов С.А., под ред. Богословского В.Н. — Москва: Стройиздат, 1986. — 479 с., ил. 4) Технические характеристики дымососа ДН-8. [Электронный ресурс] – Режим доступа: //http://ventorg.com/draft-machines/dymososy-dn/dymosos-dn-8/ 5) Сапожников, С.С. Разработка системы управления электроприводом водогрейного котла [Текст]: дис. канд. техн. наук: защищена 20.12.2013 / Сапожников Сергей Сергеевич. – Москва: НИУ «МЭИ», 2013. – 153 с. 6) Востриков, А.С. Теория автоматического регулирования [Текст]: Учебн. Пособие / Востриков А.С., Французова Г.В. – Новосибирск: НГТУ, 2006. – 368 с. 7) Крюков, О.В. Электрооборудование и автоматизация водооборотных систем предприятия с вентиляторными градирнями [Текст]: монография /Крюков О.В., Киянов Н.В.; Нижегород. Гос. Техн. Ун-т. – Нижний Новгород, 2007. – 260 с. 8) Фираго, Б.И. Регулируемые электроприводы переменного тока [Текст]: / Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. – Мн.: Техноперспектива, 2006 – 363 с. 9) ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия [Текст]. – Введ. 1976–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.norm-load.ru/ – Действует. 10) ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89). Cтепени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP) [Текст]. – Введ. 1997–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.norm-load.ru/ 11) ГОСТ 8865-70. Материалы электроизоляционные для электрических машин, трансформаторов и аппаратов. Классификация по нагревостойкости [Текст]. – Введ. 1971–07–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://meganorm.ru/ 12) ГОСТ 20815-93 (МЭК 34-14-82). Машины электрические вращающиеся. Механическая вибрация некоторых видов машин с высотой оси вращения 56 мм и более. Измерение, оценка и допустимые значения [Текст]. – Введ. 1997–07–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://meganorm.ru/ 13) ГОСТ 16372-93 (МЭК 34-9-90). Машины электрические вращающиеся. Допустимые уровни шума [Текст]. – Введ. 1995–07–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://meganorm.ru/ 14) ГОСТ 2479-79 (МЭК 34-7). Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа [Текст]. – Введ. 1981–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.promtrud.ru/ 15) Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-ое издание [Текст]. – Введ. 2003–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://meganorm.ru/ 16) Симаков, Г.Н. Системы Управления электроприводами: Учеб. пособие по курсовому проектированию. [Текст] – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 120 с. 17) Ящура, А. И. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. Справочник. [Текст] – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 504 с., ил. 18) Отраслевое тарифное соглашение в жилищно-коммунальном хозяйстве Российской Федерации на 2014 - 2016 годы [Текст]. – Введ. 2013– 11–07. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.garant.ru/ 19) Pro-персонал. Информационный портал для специалистов по кадрам и управлению персонала. Оплата труда промышленно-производственного персонала. [Текст]. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.pro-personal.ru/ 20) Производственный календарь на 2015 год. [Текст]. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.garant.ru/calendar/ 21) Приказ № 101-ЭЭ Департамента по тарифам Новосибирской области от 30.06.2015г. «О корректировке на 2015 год единых (котловых) тарифов на услуги по передаче электрической энергии по сетям Новосибирской области, поставляемой потребителям, не относящимся к населению…»[Текст]. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.tarif.nso.ru/sites/tarif.nso.ru/wodby_files/files/page_84/prikaz_no_101-ee_ot_30.06.2015.pdf/ 22) ГОСТ 12.0.002-80. Система стандартов безопасности труда. Термины и определения [Текст]. – Введ. 2002–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://vsegost.com/catalog/ 23) Князевский, Б.А. Охрана труда в энергетике. Учебник [Текст] – Москва: Изд-во Энергоатомиздат, 1985.– 374 с. 24) ГОСТ12.0.003-74. Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация [Текст]. – Введ. 1976–01–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://vsegost.com/catalog/ 25) ГОСТ 12.1.038-82. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов [Текст]. – Введ. 1983–07–01. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://vsegost.com/catalog/ 26) Каталог продукции 2014. ОАО «Московский завод тепловой автоматики», М. – 2015. – 100 с. – [Электрон. ресурс] – Режим доступа: http://mzta/catalog/