Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО БАЛАНСА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ПОДАВАЕМОЙ В КОТЕЛЬНЫЙ ЦЕХ ТЕПЛОЭНЕРГОЦЕНТРАЛИ НА ОСНОВЕ SCADA СИСТЕМ

Авторы:
Город:
Самара
ВУЗ:
Дата:
26 июня 2016г.
Аммиачная обработка питательной воды применяется для предупреждения углекислотной коррозии элементов пароводяного тракта и поддержания рН в питательной воде в пределах 9,1 + 0,1. Аммиак является летучей щелочью, быстро распределяется по всему пароводяному тракту, повышая значение рН питательной воды и не изменяя ее солесодержание. Когда вода, обработанная аммиаком, попадает в котел бикарбонат и карбонат аммония разлагаются на NH3, CO2, переходят из воды в пар и вместе с ним удаляются из котла, не накапливаясь в котловой воде. В перегретом паре и NH3 и СО2 существуют не взаимодействуя между собой. При охлаждении и конденсации пара происходит распределение аммиака и углекислоты между паровой и жидкой фазами. Аммиак находится в жидкой фазе, в результате чего рН воды повышается. Независимо от того, в какую точку основного цикла начали вводить аммиак, вследствие его летучих свойств по истечении 1-2 часов он распространяется по всему пароводяному тракту. Благодаря этому углекислотная коррозия углеродистых сталей устраняется или скорость ее существенно снижается. Для поддержания в питательной воде рН необходима непрерывная подача аммиака в основной цикл. Так как отдельные элементы оборудования конденсатно-питательного тракта выполняются из медных сплавов, то создавая щелочную среду с помощью аммиака, необходимо соблюдать осторожность в отношении его дозирования. Увеличение концентрации приводит к усилению коррозии латунных трубок конденсаторов турбин и подогревателей низкого давления. Чем больше концентрация в воде кислорода и аммиака, тем быстрее протекает коррозия этих сплавов, содержание кислорода в турбинном конденсате должно быть не более 20 мкг/дм3, концентрация аммиака в питательной воде барабанных котлов не должна превышать 600 мкг/дм3. Технологическая схема дозирования аммиака представлена на Рисунке 1.
Из бака крепкого аммиака (БКА) нужное количество, насосом перекачки аммиака(НПА), перекачивается в любой из баков рабочего раствора аммиака (БРРА), затем разбавляется химически обессоленной водой до концентрации 0,1% - 1,0%, перемешивается циркуляционным насосом аммиака (ЦНА) и циркулирует от ОУ-2 до НДА № 1,2,3, находящихся в КТЦ под ПЭН № 12 и НДА № 4 под ПЭН № 15. В аварийных случаях, раствор аммиака может дозироваться в трубопроводы ХОБВ № 1,2,3, в здании ОУ-2, насосами- дозаторами НДА № 4а или НДА № 5а.

В первую очередь необходимо спроектировать структурную схему комплекса технических средств автоматического регулирования на основе SCADA систем. Основным исполнительным элементом разрабатываемой системы регулирования является автоматизированный электропривод управляемый программируемым логическим контроллером. Структурная схема комплекса технических средств автоматизации представлена на Рисунке 2.


После чего можно переходить к разработке программ контроля и управления разрабатываемой АСУ ТП. Система разработки TRACEMODE при проектировании АСУТП имеет преимущество перед другими SCADA- системами, заключающееся в возможности обеспечения единых инструментальных средств как для разработки операторских станций, так и для программирования контроллеров. Основным элементом разработки является блок схема. Входными данными для программы регулирования кислотно-щелочного баланса питательной воды являются уставка pHsp и измеренное значение pHE. В результате вычисления рассогласования, определяемого как разность между требуемым pHsp и измеренным pHE значениями, по ПИД-закону регулирования (f(∆pH) производится расчет требуемого расхода аммиака в трубопровод Fp, далее измеряется текущий расход аммиака FE.Вычисляется рассогласование ∆F и по функции (f(∆F)определяется требуемая скорость двигателя wp. Соответственно, выходным аргументом программы является расчетная (требуемая) частота вращения двигателя, Рисунок 3.




В TRACEMODE 6 написание необходимых программ можно осуществлять на любом из языков: IL, ST, FBD, SFC, LD. Наиболее популярными среди них являются язык FBD-диаграмм и язык структурированного текста ST. Более удобным для реализации программ управления, является язык FBD. В составе прикладного программного обеспечения разрабатываемой САР можно выделить программу регулирования подачи аммиака в трубопровод, написанную на языке функциональных блоков FBD. Программа предназначена для регулирования по ПИД-закону кислотно-щелочного баланса питательной воды, Рисунок 4.



Программа функционирует следующим образом. Блок вычитания «X-Y» служит для вычисления рассогласования по уставке и pH. Затем, по вычисленному значению рассогласования, блоком ПИД-регулятора

«PID» с заданными коэффициентами пропорциональной (П), интегральной (И) и дифференциальной (Д) составляющих выполняется расчет требуемого расхода аммиака. Блоком «t%» выходной сигнал ПИД-регулятора формирует в процентах максимальное и минимальное значение. Блок «OBJ» моделирует объект управления для отладки алгоритмов регулирования. Входы K, Tи, N используются для задания соответственно коэффициента усиления, постоянной времени и времени запаздывания. Выполним настройку данных аппаратных тегов в соответствии с документацией и перенесем данные группы тегов в соответствующие узлы, что  приведет к созданию в них каналов с привязкой к аппаратным тегам. Каналы, используемые для обмена данными между контроллером и АРМ оператора (передача уставок, параметров настройки регулятора и т.д.) создаются методом автопостроения по аргументам экранов и программ.

В разработанном проекте человеко-машинный интерфейс представлен одним экраном - основной мнемосхемой процесса, Рисунок 7.
По предварительно разработанному алгоритму функционирования на языке FBD международного стандарта МЭК 61131-3 были созданы управляющие и регулирующие программы. Диспетчерский контроль и управление были реализованы в виде экрана оператора с мнемосхемой процесса, средствами задания и отображения текущих параметров (и их трендов) и визуализацией аварийных ситуаций. На главном экране отображается мнемосхема процесса, его основные параметры и состояние устройств. В результате чего процесс регулирования кислотно- щелочного баланса питательной воды благодаря автоматизированной системе регулирования протекает с полным соответствием всех технологических параметров прописанных в техническом регламенте технологического процесса. Это ещё раз доказывает всем нам огромную роль информатики и вычислительной техники в управлении технологическими процессами.



Список литературы

1.     Автоматизированное управление технологическими процессами: Учеб. пособие для вузов. Под ред. Яковлева В.Б. Л.: Изд - во ЛГУ, 1988. - 224с.

2.     Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления / Пер. с англ. Б.И. Копылова. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. – 832 с.

3.     Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов: В 2 кн. - М.: Химия, 1995.

4.     Кангин В.В. Аппаратные и программные средства систем управления: промышленные сети и контроллеры: учеб. пособие для вузов/ В.В.Кангин,В.Н.Козлов.-М.:Бином. Лаборатория знаний, 2010.-418с.:ил.

5.     Молчанов А.Ю. Системное  программное обеспечение: учебник для вузов.-3-е изд.- СПб.:Питер,2010.- 400с.:ил.

6.     Емельянов А.И., Капник О.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.,1984.

7.     Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения: Разработка сложных программных систем: Учебник для вузов.- 3- е изд.-СПб.:Питер,2004.-527с.:ил.

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

9.     Щагин А.В. Основы  автоматизации техпроцессов: учеб.пособие для вузов/А.В. Щагин, В. И. Демкин,

В.Ю.Кононов,А.Б. Кабанова.- М.: Выш.образование,2009.- 163с.