Разработка АСУ ТП приготовления органоводоугольных суспензий при переводе угольного котла на композиционное топливо

Косинцев, Андрей Георгиевич Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В рамках выполнения ВКР разработана система управления процессом приготовления органоводоугольных суспензий для сжигания в котле. Автоматизированная система поддерживает необходимый уровень в резервуаре готового топлива для обеспечения непрерывной подачи топлива в топку котла. Выполнены экспериментальные исследования по определению стабильности органоводоугольных топлив, а также минимальных температур
зажигания и максимальных температур горения топлив.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 12
1 Экспериментальные исследования ……………………………………………………… 19
2 Проектирование АСУ топливоприготовления …………………………………….. 29
2.1 Анализ объекта автоматизации ……………………………………………………… 29
2.2 Разработка структуры комплекса технических средств АСУ …………. 34
2.3 Разработка функциональной схемы АСУ расходом топлива ………….. 39
2.4 Выбор технических средств и составление заказной спецификации . 42
2.4.1 Выбор регулирующего устройства ………………………………………….. 42
2.4.2 Выбор технических средств сигнализации уровня……………………. 45
2.4.3 Выбор датчика уровня …………………………………………………………….. 46
2.4.4 Выбор датчиков температуры ………………………………………………….. 48
2.4.5 Выбор исполнительного механизма…………………………………………. 49
2.4.6 Выбор блока управления исполнительным механизмом …………… 50
2.4.7 Выбор насоса ………………………………………………………………………….. 51
3 Схема взаимосвязи оборудования верхнего и полевого уровней………….. 53
4 Разработка документации АСУ топливоприготовления ………………………. 56
4.1 Перечни входных и выходных сигналов………………………………………… 56
4.2 Разработка принципиальной схемы АСУ топливоприготовления…… 58
4.3 Разработка монтажной схемы АСУ топливоприготовления …………… 60
4.4 Разработка чертежа общего вида щитовой конструкции САУ ……….. 62
4.5 Разработка фрагментов математического, программного и
информационного обеспечений …………………………………………………………….. 63
4.5.1 Математическое обеспечение ………………………………………………….. 63
4.5.2 Программное обеспечение ………………………………………………………. 64
4.5.3 Информационное обеспечение ………………………………………………… 66
5 Расчет параметров настройки регулятора ……………………………………………. 68
5.1 Идентификация объекта управления ……………………………………………… 68
5.2 Расчет параметров настройки регулятора………………………………………. 71
6 Видеокадр мнемосхемы АСУ ……………………………………………………………… 77
7 Финансовый менеджмент …………………………………………………………………… 81
7.1 Перечень работ и оценивание времени их выполнения ………………….. 82
7.1.1 Смета затрат на проект ……………………………………………………………. 84
7.1.2 Материальные затраты ……………………………………………………………. 84
7.1.3 Амортизация компьютерной техники ………………………………………. 85
7.1.4 Затраты на заработную плату ………………………………………………….. 85
7.1.5 Затраты на социальные нужды ………………………………………………… 86
7.1.6 Прочие затраты ……………………………………………………………………….. 86
7.1.7 Накладные расходы…………………………………………………………………. 87
7.2 Смета затрат на оборудование и монтажные работы ……………………… 87
7.3 Определение экономической эффективности проекта ……………………. 89
8 Социальная ответственность ………………………………………………………………. 97
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности … 98
8.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создавать
объект исследования……………………………………………………………………………. 101
8.2.1 Повышенный уровень шума ………………………………………………….. 101
8.2.2 Поражение электрическим током …………………………………………… 103
8.2.3 Повышенный уровень вибраций ……………………………………………. 104
8.2.4 Отклонение показателей микроклимата …………………………………. 105
8.2.5 Пожаровзрывооопасность ……………………………………………………… 106
8.2.6 Испарения нефтепродуктов……………………………………………………. 108
8.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………….. 110
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………….. 112
8.5 Заключение по разделу «Социальная ответственность» ……………….. 114
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 115
Основные публикации автора магистерской диссертации: ………………………. 116
Список использованных источников ………………………………………………………. 117
Приложение А. Заказная спецификация средств автоматизации ……………… 125
Приложение Б. Experimental research on the ignition of coal-water slurries …. 126
Графический материал: на отдельных листах
ФЮРА.421000.007 С1 Схема структурная
ФЮРА.421000.007 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.007 Э3 Схема принципиальная электрическая
ФЮРА.421000.007 С4 Схема монтажная
ФЮРА.421000.007 ВО Общий вид щита автоматизации

За последние 30 лет мировым научным сообществом разработана
группа технологий утилизации отходов переработки углей. В частности,
можно выделить приготовление органоводоугольных топливных (ОВУТ)
композиций и их сжигание в энергетических установках [1–7]. Также
большие объемы (миллионы тонн) формирующихся ежегодно отходов
переработки углей проблематично утилизировать при применении в
строительстве, химических или нефтехимических производствах. Одним из
перспективных направлений снижения технико-экономических проблем
вовлечения низкокачественных углей и отходов углеобогащения в топливно-
энергетический комплекс является применение на станциях
органоводоугольных технологий. Эти технологии предполагают сжигание
композиционных топлив вместо угля. Такие топлива, как правило, состоят из
трех основных компонентов [8–12]: низкокачественного угля или отхода
углеобогащения 40…50%, воды 30…40% (в том числе сточных или
технологических загрязненных вод) и отработанной горючей жидкости
5…20% (трансформаторные, турбинные, автомобильные масла и т.д.).
Процесс сжигания композиционного топлива характеризуется повышенными
экономическими показателями по сравнению с процессом сжигания твердого
натурального топлива [11, 12]. Помимо вопросов утилизации высокозольных
отходов углеобогащения современные ОВУТ позволяют решить ряд
экономических задач, что актуально в условиях нестабильности объемов
добычи и цен (рисунок 1) на жидкие и газообразные топлива [13] совместно с
возрастанием роли угля в теплоэнергетике в последнее время.
Рисунок 1 – Средняя стоимость твердых, жидких и газообразных
углеводородов

В рамках выпускной квалификационной работы разработана
автоматизированная система управления приготовлением топлива из отходов
углеобогащения, а также отработанного масла для последующего сжигания в
топке котла факельным способом.
Практическая реализация указанной АСУ ТП предполагает перевод
существующих котлов с твердого натурального топлива на перспективное
композиционное топливо, характеризующееся более высокими технико-
экономическими и экологическими показателями. Поэтому для учета
особенностей процессов приготовления, хранения и сжигания нового
топлива были выполнены соответствующие экспериментальные
исследования. На основании полученных результатов сформулированы
практические рекомендации, которые учтены при разработке АСУ ТП
топливоприготовления.
Спроектированная АСУ ТП является трехуровневой. Верхний уровень
представляет собой автоматизированное рабочее место оператора со SCADA-
системой, средний – щит управления с программируемым логическим
контроллером, полевой уровень включает в себя датчики расхода, удельной
теплоты сгорания, а также исполнительные механизмы и регулирующие
органы.
Для разработанной АСУ ТП определены параметры настройки ПИ-
регулятора, а именно – постоянная времени интегрирования, а также
коэффициент передачи регулятора, в качестве критерия качества
использовалась первая интегральная оценка. На основании переходного
процесса системы определены прямые оценки качества, включающие в себя
время регулирования tр=107 с, степень затухания =0,8 и др.
Также выполнены разделы «Социальная ответственность» и
«Менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение», в которых
соответственно перечислены основные опасные производственные факторы
и способы их предотвращения, рассчитана общая сумма затрат на
реализацию проекта, экономическая эффективность проекта. Установлена
достаточно быстрая для сектора энергетики окупаемость АСУ ТП
топливоприготовления.

Основные публикации автора магистерской диссертации:
1. Nyashina G. S., Kosintsev A. G., Shlegel N. E., Strizhak P. A. The influence
of droplet sizes of coal-water slurry containing petrocemicals on integral
ignition characteristics // JP Journal of Heat and Mass Transfer.– 2016.– V.
13.– P. 265-276.
2. Glushkov D. O., Kosintsev A. G., Strizhak P. A. and Vershinina K. Yu. The
influence of organic waste content on characteristics of inert heating and
ignition of composite liquid fuel droplets // JP Journal of Heat and Mass
Transfer.– 2016.– V. 13.– P. 81-92.
3. Kosintsev A. G., Medvedev V. V., Strizhak P. A. Change in ignition
characteristics of composite liquid fuel droplet while varying the
combustible liquid content // MATEC Web of Conferences.– 2015.– V. 37.–
P. 1-4.
4. Glushkov D. O., Kosintsev A. G., Shlegel N. E., Vershinina K. Yu. Heat and
mass transfer at hot surface ignition of coal particle // MATEC Web of
Conferences.– 2015.– V. 23.– P. 1-4.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Проектирование ТЭЦ мощностью 360 МВт в г. Томске
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка ПГУ-ТЭЦ на базе ГТУ SGT5-4000F
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Менеджер онлайн в Telegram Написать