Исследование влияния способов монтажа первичных измерительных преобразователей на качество работы АСУ пароперегревателем энергетического котла

Исследование влияния интегральных характеристик процесса теплопереноса в чувствительных элементах термопар на качество регулирования температуры перегретого пара в переходных режимах работы парогенератора.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 11
1 Способы повышения качества работы автоматизированной системы
регулирования температуры перегретого пара ………………………………………… 13
2 Методика параметрического синтеза системы регулирования ……………….. 17
3 Автоматическая система регулирования температуры перегретого пара … 20
4 Определение динамических характеристик термоэлектрических
преобразователей с использованием методов численного моделирования …. 25
5 Расчет переходных процессов автоматической системы регулирования
температуры перегретого пара ……………………………………………………………….. 34
6 Выбор технических средств автоматизированной системы управления
пароперегревателем ………………………………………………………………………………. 39
7 Разработка проектной и конструкторской документации ………………………. 48
8 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 59
9 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 83
Заключение …………………………………………………………………………………………… 97
Список использованных источников ………………………………………………………. 99
Приложение А Study on the influence of the method for installation of primary
measuring transducers on the quality of ACS operation with a superheater of a
power boiler …………………………………………………………………………………………. 108
Приложение Б Расчет статических и динамических характеристик
системы ………………………………………………………………………………………………. 121
Приложение В Построение переходных процессов и оценка качества
работы системы …………………………………………………………………………………… 132
Приложение Г Заказная спецификация приборов и средств
автоматизации …………………………………………………………………………………….. 138

Графический материал: на отдельных листах
ФЮРА.421000.004 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.004 Э3 Схема электрическая принципиальная
ФЮРА.421000.004 С4 Схема монтажная
ФЮРА.421000.004 СБ Общий вид щита управления

В соответствии с техническим заданием на выполнение выпускной
квалификационной работы выполнено исследование влияния инерционности
системы «термоэлектрический преобразователь – защитная гильза» на
качество работы системы регулирования температуры перегретого пара.
При определении динамических характеристик измерительного канала
температуры определялись значения постоянной времени системы
«термоэлектрический преобразователь – защитная гильза» с использованием
групп моделей теплопереноса в указанной системе. Определено, что на
величину постоянной времени оказывает существенное влияние не только
свойства буферного материала, заполняющего защитную гильзу, но и толщина
кольцевого зазора между внутренней поверхностью гильзы и чувствительным
элементом датчика температуры. В результате работы получены зависимости
постоянной времени от величины зазора и типа заполняющего гильзу
материала для типичных способов установки и размеров чувствительных
элементов датчиков.
В ходе исследования выполнен сравнительный анализ переходных
процессов в рассматриваемой АСР, полученных при использовании
параметров настройки регуляторов с учетом динамических характеристик
фактически применяемой измерительной системы температуры и с учетом
усредненных динамических характеристик, принятых на этапе
параметрического синтеза регулятора.
Результаты расчета переходных процессов в системе на примере АСР
температуры перегретого пара показали, что учет фактических условий
монтажа первичных преобразователей позволяет снизить перерегулирование
в системе в 1,1–2,8 раза, что может минимизировать продолжительность
работы оборудования при повышенной температуре.
Предложенный в работе подход заключается в уточнении модели
объекта и первичных измерительных преобразователей при настройке
регуляторов и может применяться в системах, использующих ПИ–, ПИД– и
другие законы регулирования. Кроме того, описанная методика использования
групп моделей теплопереноса может применяться не только в АСР
температуры перегретого пара, но и других системах, использующих в
качестве входных импульсов сигналы от датчиков температуры.
Для АСУ пароперегревателем выбраны технические средства
автоматизации, разработан комплект проектной и конструкторской
документации, включающий в себя трехуровневую структурную схему,
принципиальную электрическую и монтажную схемы, а также чертеж
щитовой конструкции.
При выполнении раздела «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» были определены
потенциальные потребители, первостепенными являются отрасли энергетики.
При анализе конкурентоспособности можно выделить явное превосходство
разработанного технического решения, относительно устоявшихся на рынке,
благодаря увеличению надежности и продлению срока службы оборудования.
Оценка абсолютной эффективности показала, что окупаемость проекта будет
уже в первый год проведения работ.
В рамках раздела «Социальная ответственность» были определены
вредные и опасные факторы. Согласно требований охраны труда, все эти
факторы строго контролируются и регламентируются. В работе были
предложены мероприятия по снижению воздействий на человека в процессе
работы. Такие как: перерывы при длительной работе за компьютером;
проветривание помещения; использование противошумных вкладышей, касок
и специальных костюмов; выбор режимов работы оборудования и
расположение рабочих мест.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 18–38–
00028.