Системы автоматического управления и контроля

Рассчитываем условный диаметр регулирующего органа по формуле :

 

   мм

   где  Ду – диаметр регулирующего органа, мм

Gмах – максимальный расход среды, т/ч,

ρ – плотность среды, т/м3;

ν – скорость среды, м/с ;

ρ - определяем по термодинамическим таблицам.

Gmax=1,2 Gном  ,

 

 где  Gmax- максимальный расход среды,

  Gном  -  номинальный  расход среды.

                                         

Gmax=1,2 х 10=12 т/ч

Ду=

   По расчетному  условному диаметру регулирующего  органа Ду  выбирается условный диаметр Ду в соответствии с ГОСТ, который должен быть больше или равен расчётному диаметру. Так как Ду=235,77 мм то Ду выбираем диаметром 250 мм.

   По диаметру, температуре, давлению и другим параметрам  и свойствам среды производится  выбор регулирующего органа. В  соответствии с параметрами производится  выбор поворотного клапана диск.

   Клапан поворотный, поэтому максимальный угол поворота 900(h мах). По Gmax и hmax строится расходная характеристика G = f (h)

 

G, кг/с

              3,33      

                                                                                                                                             

              2,66                                                                                                                       

                                                                                                            

              1,99                                                                                             

                                                                                 

              1,24                                                                        

                                                                              

              0,49                                                                                            

              0,11                                                                                            

                           10        30         50        70         90                      h, град.

 

  Рисунок 5.3 - Расходная  характеристика регулирующего органа

   Для расчета конструктивной  характеристики задаются несколькими  перемещениями затвора (hi) регулирующего органа (по расходной характеристике) и определяют соответствующий расход среды Gi. Производятся расчеты.

                                                   (5.6)

где Vi – средняя скорость потока среды, м/с;

       Ду – диаметр регулирующего органа, м.

                                  V1 = м/c

V2 = м/c

V3 = м/c

V4 = м/c

           V5 = м/

              V6 = м/c

Расчёт потерь давления на прямых участках трубопровода:

где ΔРпрi – потеря давления на прямых участках трубопровода, кгс/см2;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления трения;

l – длина прямых участков трубопровода;

g – ускорение свободного падения.

ΔР1 = 0,045 ·

ΔР2 = 0,045

ΔР3 = 0,045

ΔР4 = 0,045

ΔР5 = 0,045

ΔР6 = 0,045

Расчёт потерь давления в местных сопротивлениях:

  где ΔРмi – потеря давления в местных сопротивлениях, кгс/см             ζ – коэффициент местного гидравлического сопротивления;

 

ΔРмi = 2,1· = 0,00035

ΔРмi = 2,1· = 0,0069 
           ΔРмi = 2,1· = 0,044

ΔРмi = 2,1· = 0,115

ΔРмi = 2,1· = 0,206

        ΔРмi = 2,1· = 0,323

 

Потеря давления в линии определяется:

 

ΔРлин1 = 0,00015 + 0,00035 = 0,005

ΔРлин2 = 0,0029 + 0,0069 = 0,0098

ΔРлин3 = 0,019 + 0,044 = 0,063

ΔРлин4 = 0,049 + 0,115 = 0,164

ΔРлин5 = 0,088 + 0,206 = 0,294

ΔРлин6 = 0,138 + 0,323 = 0,461

Потеря давления на клапане определяется по формуле:

где

,

ΔР = 6,5

ΔРкл1 = 6,5 - 0,005 = 6,495

ΔРкл2= 6,5 – 0,0098 = 6,4902

ΔРкл3 = 6,5 - 0,063 = 6,437

ΔРкл4 = 6,5 - 0,164 = 6,336

  ΔРкл5 = 6,5 - 0,294 = 6,206

ΔРкл6 = 6,5 - 0,461 = 6,039

 

Для построения конструктивной характеристики рассчитывается площадь проходного сечения:

F =

где Fкл – площадь проходного сечения клапана;

       μкл – коэффициент расхода клапана, который обычно принимается в диапазоне 0,5 – 0,7;

       G – расход среды, определяемый из расходной характеристики

 

Fкл1 = 218,4

Fкл2 = 971,1

Fкл3 = 2474

Fкл4 = 4001

Fкл5 = 5404

Fкл6 = 6865

 

Все параметры сводятся в таблицу 5.3.                                                

Таблица 5.3 –Результаты расчёта

Обозначения		Численное значение
		1	2	3	4	5	6
h, град.		0	10	30	50	70	90
G	кг/с	0,11	0,49	1,24	1,99	2,66	3,33
	т/ч	0,396	1,764	4,464	7,164	9,576	12
V, м/с		1,47	6,54	16,55	26,56	35,51	44,45
∆Рпр, кг/см2		0,00015	0,0029	0,019	0,049	0,088	0,138
∆Рм, кг/см2		0,00035	0,0069	0,044	0,115	0,206	0,323
∆Рлин., кг/см2		0,005	0,0098	0,063	0,164	0,294	0,461
∆Ркл, кг/см2		6,495	6,4902	6,437	6,336	6,206	6,039
F,мм2		218,4	971,1	2474	4001	5404	6865

 

По данным расчета таблицы строится конструктивная характеристика регулирующего органа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F,мм

        6865

 

 

 

 

        5404

 

 

 

 

 

        4001

 

 

 

 

 

        2474

 

 

 

 

 

       971,1

 

 

       218,4

 

               10              30          50               70          90

                                                                                                          h, град

 

 

Рисунок 5.3 – Конструктивная характеристика регулирующего органа

 

6 Монтаж оборудования

 

6.1 Монтаж  ЗУ-50

 Схема подключения  устройства представлена на рисунке 6.

Устройство рассчитано на монтаж на вертикальной или наклонной плоскости в закрытом взрывобезопасном помещении. Окружающая среда не должна содержать агрессивных паров, газов, аэрозолей. Место установки должно быть освещено так, чтобы надпись на цифровом индикаторе хорошо читалась, к расположенному на задней стенке устройства штепсельному разъему должен быть обеспечен свободный доступ. Электрические соединения устройства с другими элементами системы автоматического регулирования и контроля выполняются в виде кабельных связей или жгутов вторичной коммутации.

Рекомендуемое сечение провода не менее 0,35 мм2.

Прокладка и разделка электрических соединений устройства с внешними приборами должна отвечать требованиям действующих "Правил устройства электроустановок потребителей (ПУЗ)".

Сопротивление изоляции между линиями силовых, входных и выходных цепей должно составлять не менее 40 МОм при испытательном напряжении 500 В.

При выборе определенного диапазона выходного сигнала потребитель должен руководствоваться рекомендациями, приведенными на рисунке 6.

 

 

Рисунок 6- Схема подключения устройства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе выполнения курсовой работы была спроектирована система автоматического регулирования давления пара в деаэраторе.

Руководствуясь данными, полученными при разработке структурной схемы, было разработана функциональная схема автоматической системы регулирования давления пара в деаэраторе. Параллельно этому процессу велась работа по выбору технических средств автоматизации. Далее была спроектирована принципиальная электрическая схема автоматической системы регулирования давления пара в деаэраторе, которая определяет полный состав приборов, линий связи и устройств, действие которых обеспечивает решение задачи автоматического регулирования данной системы.

В расчётной части выбран закон регулирования исходя из типа объекта и регулируемого параметра. Представлено обоснование выбранного закона регулирования рассчитаны параметры настройки регулятора. Автоматическая система регулирования проверена на устойчивость. Для этого были произведены расчеты и построена КЧХ разомкнутой системы, по графику которой сделан вывод об устойчивости системы.

В курсовой работе был проведен расчет регулирующего органа автоматической системы регулирования давления пара в деаэраторе, по результатам которого выбран регулирующий орган с линейной пропускной характеристикой .

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мухин В. С., Саков И. А. Приборы контроля и средства автоматики тепловых процессов: Учеб. Пособие для СПТУ. – М.: Высш. шк., 1988. – 256с.: ил.
2. Монахов А. С. Атомные электрические станции и их технологическое оборудование: Учеб. Пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 224с.: ил.
3. Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. Учебник для вузов по специальности «Тепловые электрические станции». Изд. 2-е перераб. и доп. М., «Энергия», 1976.
4. Маргулова Т. Х. Атомные электрические станции. Учебник для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1984. – 304с., ил.
5. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник Под одщ. ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина. – М.: Энергоиздат, 1982. – 624с., ил.
6. Ривкин С. Л. Термодинамические свойсва воды и водяного пара : справочник / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. - М. : Энергоатомиздат, 1984. -80 с.
7. Монтаж средств измерений и автоматизации : справочник / К. А. Алексеев и [и др.]; под ред. А. С. Клюева. – 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1988. – 488 с.
8. Наладка автоматических систем управления технологическими процессами: справочное пособие / А. С. Клюев [и др.]; под ред. А. С. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп. -  М. : Энергоатомиздат, 1989. - 368 с.
9. Плетнев Г. П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций : учебник для техникумов / Г. П. Плетнев. –  3-е изд., перераб. - М. : Энергоатомиздат, 1986. - 344 с.