Модернизация клапана подпитки парового котла

Содержание
Введение 4
1. Технологическая часть 6
1.1 Описание технологического процесса 6
1.2 Основные данные котла. Принцип действия. 9
1.3 Краткая характеристика котельной установки. Основное оборудование котельной 11
1.4 Необходимость внедрения системы 18
2. Проектно-конструкторская часть 19
2.1 Модернизация клапана подпитки парового котла. 19
3. Расчетная часть 41
4. Экономическая часть 43
4.1 Расчет стоимости оборудования 46
4.2 Расчет заработной платы 47
4.3 Расчет накладных расходов 48
4.4 Расчет себестоимости проекта 49
5. Организация и подготовка проведения монтажных работ 50
6. Техника безопасности 55
Заключение 56
Список используемых источников: 57

1.1 Описание технологического процесса

Котлы предназначены для получения насыщенного пара с давлением 12 бар и температурой 1920С. По требованию Ростехнадзора рабочее давление котла ограничено до 9 бар.

Рис.1 Котел GX 6000 жаротрубного типа

Котел GX 6000 жаротрубного типа, его корпус представляет собой горизонтально расположенный цилиндр. В корпусе встроена гофрированная жаровая труба, в которой происходит сгорание топлива. Затем топочные газы по двум пучкам 2-го газохода (левому и правому) дымогарных труб уходят в передние поворотные камеры, а затем также по двум другим пучкам труб 3-го газохода в сборную заднюю камеру и в газоход дымовой трубы.

Снаружи дымогарные трубки и жаровая труба омываются водой. Непосредственно к газоходу котла присоединен стальной экономайзер. Экономайзер имеет обводной газоход с шибером. За экономайзером так же имеется шибер для перекрытия потока уходящих газов через экономайзер.
Оба шибера имеют устройства фиксации в крайних положениях.
...

1.2 Основные данные котла. Принцип действия

Паровая часть
Паровые котлы работают в автоматическом режиме, давление насыщенного пара на выходе из котла поддерживается постоянным.
На трубопроводе подачи пара котлов установлен главный клапан пара Ду150 с электроприводом.
Для регулировки уровня воды в котлах предусмотрены регуляторы уровня, управляющие питательным клапаном Ду 50 с электроприводом. Предусмотрен возврат питательной воды через перепускной клапан в бак питательной воды.

Для защиты котлов от упуска воды установлены два прибора защиты. Дополнительно, предусмотрен прибор защиты, сигнализирующий нижний аварийный уровень воды в котле и верхний аварийный уровень воды. По верхнему аварийному уровню и по нижним аварийным происходит остановка котла.
Для защиты котлов от сверх расчетного давления на котлах установлено по два предохранительных клапана. Экономайзер котла выполнен заодно с котлом и не отключается по водяному тракту.
...

1.3 Краткая характеристика котельной установки. Основное оборудование котельной

Устанавливаемое оборудование обеспечивает:
Покрытия технологических нужд в паре и горячей воде, а так же нужд отопления потребителя; покрытие тепловых нагрузок на собственные нужды котельной.

По надежности отпуска потребителям котельная относится ко 2-ой категории. Пар на технологические нужды подается по паропроводу IV категории (насыщенный пар с температурой 197 0С и давлением 0,9 Мпа).
Теплоносителем тепла на нужды отопления вентиляции является горячая вода температурой по графику 110/70 0С; температурный график горячего водоснабжения 70/5 0С.
Кроме того, предусмотрено использование тепла от котлов-утилизаторов производства. Тепловая мощность сети утилизаторов – до 7 МВт с температурным графиком 110/70 0С.
...

1.4 Необходимость внедрения системы
Электрический регулирующий клапан установлен на трубопроводе подпитки и предназначен для подачи воды в паровой котел. Задача системы контроля (уровнемер/клапан) поддерживать рабочий уровень в паровом котле, равный 0,1 мм водяного столба.
Высота водяного столба 0,0 – 2,0 м соответствует выходу сигнала электронного уровнемера 4-20 мА и ходу штока клапана подпитки 60 мм.
В процессе работы парового котла потребление пара потребителями нестабильно, соответственно количество расхода пара колеблется от минимального к максимальному, это приводит к раскачиванию уровня, нестабильному процессу подачи воды и как следствие аварийному отключению котла по повышению уровня.
Одна из причин нестабильной подачи воды в паровой котел – это чашеобразная форма устройства клапана, характеристика которого не линейна. (ПИД регулятор).
...

2.1 Модернизация клапана подпитки парового котла

• Автоматика и КИП и А парового котла GX 6000
Автоматика и КИП и А газовой линии
Закрытие отсечного клапана на входе газопровода в котельную осуществляется автоматически по сигналу датчиков загазованности (по метану и по угарному газу) или при срабатывании сигнала пожара от пожарно-охранной сигнализации, а также при попадании электрического питания.
Для визуального контроля давления природного газа предусмотрено использование манометров обычного давления. Манометры в комплекте с трехходовым вентилем устанавливается на общем газопроводе при вводе газа в котельную, а также до и после регуляторов давления газа на газопроводах котлов.
Биметаллический термометр для визуального контроля температуры газа устанавливается на общем газопроводе при вводе газа в котельную.
...

3 Расчетная часть.

Электрический регулирующий клапан установлен на трубопроводе подпитки и предназначен для подачи воды в паровой котел. Задача системы контроля (уровнемер/клапан) поддерживать рабочий уровень в паровом котле, равный 0,1 мм водяного столба.
Высота водяного столба 0,0 – 2,0 м соответствует выходу сигнала электронного уровнемера 4-20 мА и ходу штока клапана подпитки 60 мм.
В процессе работы парового котла потребление пара потребителями нестабильно, соответственно количество расхода пара колеблется от минимального к максимальному, это приводит к раскачиванию уровня, нестабильному процессу подачи воды и как следствие аварийному отключению котла по повышению уровня.
Одна из причин нестабильной подачи воды в паровой котел – это чашеобразная форма устройства клапана, характеристика которого не линейна. (ПИД регулятор)

.
Рис.
...

4 Экономическая часть
В экономической части данного дипломного проекта я произвел расчет себестоимости проекта по модернизация клапана подпитки парового котла по следующим статьям расходов:
С = Ск.т. + См. + Си. + Со. + Сз.п. + Сд.з.п. + Сн.с.с. + Сн.р. + Сэ.э. + См.н.,
где Ск.т. – затраты на канцелярские товары,
См. – затраты на материалы,
Си. – затраты на инструменты, приспособления,
Со. – затраты на оборудование,
Сз.п. – основная заработная плата,
Сд.з.п. – дополнительная заработная плата,
Сн.с.с. – начисление на социальное страхование,
Сн.р. – накладные расходы,
Сэ.э. – затраты на электроэнергию,
См.н. – затраты на монтаж и наладку.

Затраты на канцелярские товары, таблица 5.
Таблица 5 – Спецификация на канцелярские товары
№
Название
Единицы измерения
Количество
Стоимость 1шт.
Стоимость (руб.)
1
Бумага офисная, формат А4
пачка
1
350,00
350,00
2
Бумага А1
шт.
...

4.4 Расчет себестоимости проекта
Таким образом, расходы на модернизацию клапана подпитки парового котла составили:

С = 3150+ 229400+ 283 + 342755 + 60000 + 6000 + 9000 + 10227 + 317 + 6818 = 667950 рублей.

В результате модернизации клапана подпитки парового котла, мы смогли с экономить на самом регулирующем клапане ценой в 25620,00 рублей. При изменении чашеобразной части клапана на конусную форму и замене материал рабочей части клапана на фторопласт вместо стального, это приведет к линейной зависимости работы системы контроля подпитки и стабилизирует подачу воды в паровой котел. (ПИД регулятор).
В результате частота работы клапана снизится и колебания штока в режиме (открыт/закрыт), а также уменьшится нагрузка на механическую часть регулирующего клапана (редуктора), в итоге уменьшиться нагрузка на трубопровод подпиточной воды и на стенки водяной части парового котла.

5. Монтаж линейного электропривода PSL

5.1.
...

6 Техника безопасности
Котельная установка является автоматизированной и при ее работе не требуется постоянного присутствия обслуживающего персонала в помещении котельного зала.
Для организации обслуживания в процессе работы необходимо наличие одного оператора, находящегося в диспетчерском помещении.
Уровень автоматизации, контроля и сигнализации позволяет одно посещение котельного зала в смену для осмотра оборудования, регистрации необходимых показателей контрольных приборов и счетчиков расхода газа, воды и пара; для обслуживания установок умягчения.
...

Заключение
В дипломном проекте был модернизирован клапан подпитки парового котла. Дипломный проект актуален для завода ООО НЛМК-«Калуга», так как при изменении чашеобразной части клапана на конусную форму и замене материал рабочей части клапана на фторопласт вместо стального, это привело к линейной зависимости работы системы контроля подпитки и стабилизации подачи воды в паровой котел.
При разработке системы я успешно применил теоретические и практические знания, полученные в техникуме и за время прохождения практики на предприятии.
В дипломном проекте дано описание технологического процесса, разработаны схемы: принципиальная электрическая, комбинированная функциональная, щит. Обоснован выбор средств автоматизации и представлена спецификация на них. Произведен расчет по замене чашеобразной части клапана на конусную форму. Рассчитана себестоимость проекта.
...