Система автоматизации теплового пункта

Правительство Казахстана в постановке целей по повышению энергоэффективности и энергосбережения ставит количественные цели именно исходя из показателей энергоемкости. Так, в программе «Энергосбережение 2020» поставлены цели по снижению энергоемкости ВВП на 30% к 2015 году и не менее чем на 40% к 2020 году от уровня 2008 года. Представляем Вашему вниманию «Обзор государственной политики Республики Казахстан в области энергосбережения и повышения энергоэффективности». Обзор подготовлен Секретариатом Энергетической Хартий и Ассоциацией KAZENERGY при поддержке Центра по энергетике АО «Казахский институт нефти и газа» и АО «KEGOC».
Цель дипломного проекта: спроектировать систему автоматизации теплового пункта, рассчитать сужающее устройство.
Объект дипломного проектирования- тепловой пункт.
Предметом исследования является проектирование системы автоматизации теплового пункта.
Основными задачами ТП являются:
Преобразование вида теплоносителя
Контроль и регулирование параметров теплоносителя
Распределение теплоносителя по системам теплопотребления
Отключение систем теплопотребления
Защита систем теплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя
ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды ТП:
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП)
Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.
Центральный тепловой пункт (ЦТП).
Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.
Блочный тепловой пункт (БТП).
Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.
В типичном ТП возможно присоединение следующих систем снабжения потребителей тепловой энергией:
Система горячего водоснабжения (ГВС).
Предназначена для снабжения потребителей горячей водой. Различают закрытые и открытые системы горячего водоснабжения. В открытых системах ГВС, вода поступающая к потребителю берется непосредственно из тепловой сети. В закрытых системах, на потребителя подается водопроводная вода, нагретая через теплообменный аппарат без смешения с сетевой водой. Выбор типа системы зависит как правило от качества сетевой воды, подаваемой районной котельной. Часто тепло из системы ГВС используется потребителями для частичного отопления помещений, например, через полотенцесушитель ванных комнат, в многоквартирных жилых домах.

Система отопления (СО).
Предназначена для обогрева помещений с целью поддержания в них заданной температуры воздуха. Различают зависимые и независимые схемы присоединения систем отопления. В зависимых системах, вода поступающая в нагревательные приборы берется непосредственно из тепловой сети. При независимом устанавливается теплообменный аппарат, система делится на 2 контура - греющий и нагреваемый, тем самым, теплоноситель, циркулирующий по СО греется от воды, поступающий из котельной без смешения с ней.
Система вентиляции (СВ).
Предназначена для обеспечения подогрева поступающего в вентиляционные системы зданий наружного воздуха. Теплоснабжение системы вентиляции, также как и системы отопления может осуществляться по зависимой или независимой схеме.
Система теплого пола.
Предназначена для обогрева полов с целью поддержания в них заданной температуры поверхности. Как правило применяется в раздевалках, в группах детских садов.
Система водоподготовки бассейна.
Предназначена для поддержания требуемой температуры воды в плавательных бассейнах.
Задачи, решаемые при автоматизации тепловых пунктов
• При автоматизации системы отопления у потребителей подача тепловой энергии обеспечивается путём поддержания регулятором отопления заданного графика температур теплоносителя;
• Управление теплоснабжением объектов промышленности и ЖКХ осуществляется с учётом температуры наружного воздуха и динамики её изменения. Учёт тепловой инерции отдельного объекта позволяет выровнять температуру внутри отапливаемых помещений, а также уменьшает неравномерность нагрузки на тепловую сеть (ТС);
• Обеспечение качественного регулирования подачи теплоносителя в СО потребителей (для равномерного прогрева помещений внутри отдельных объектов). Количественно-качественное регулирование применяется в случаях отдельно согласовываемых с теплоснабжающей организацией;
• Улучшение функционирования системы теплоснабжения в целом. С этой целью предусматривается нормированное снижение нагрузки на отопление в периоды максимального водоразбора на ГВС с последующей компенсацией в часы минимального пользования ГВС. С целью защиты ТС от возможных гидроударов при массовом использовании АТП применяется плавное регулирование с исключением релейного и тем более старт – стопного регулирования и не допускается резкое изменение расхода теплоносителя из ТС. Не превышение договорного расхода теплоносителя из ТС является приоритетом, чтобы обеспечить теплоснабжение всех потребителей, как в начале, так и в конце ТС.
• Не создаются аварийные ситуации в системе отопления здания, как в штатном режиме работы ТП, так и при пропадании электропитания. Обеспечивается аварийная сигнализация и защита систем теплопотребления при превышении и понижении допустимых параметров теплоносителя по давлению и температуре.
Описание теплового пункта, подлежащего автоматизации
Общие сведения о тепловых пунктах:
Основными задачами ТП являются:
- Преобразование вида теплоносителя
- Контроль и регулирование параметров теплоносителя
- Распределение теплоносителя по системам теплопотребления
- Отключение систем теплопотребления
- Защита систем теплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя
ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды ТП:
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.
Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.
Блочный тепловой пункт (БТП). Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.
В типичном ТП возможно присоединение следующих систем снабжения потребителей тепловой энергией:
Система горячего водоснабжения (ГВС). Предназначена для снабжения потребителей горячей водой. Различают закрытые и открытые системы горячего водоснабжения. В открытых системах ГВС, вода поступающая к потребителю берется непосредственно из тепловой сети. В закрытых системах, на потребителя подается водопроводная вода, нагретая через теплообменный аппарат без смешения с сетевой водой. Выбор типа системы зависит как правило от качества сетевой воды, подаваемой районной котельной. Часто тепло из системы ГВС используется потребителями для частичного отопления помещений, например, через полотенцесушила ванных комнат, в многоквартирных жилых домах.
Система отопления (СО). Предназначена для обогрева помещений с целью поддержания в них заданной температуры воздуха. Различают зависимые и независимые схемы присоединения систем отопления. В зависимых системах, вода поступающая в нагревательные приборы берется непосредственно из тепловой сети. При независимом устанавливается теплообменный аппарат, система делится на 2 контура – греющий и нагреваемый, тем самым, теплоноситель, циркулирующий по СО греется от воды, поступающий из котельной без смешения с ней.
Система вентиляции (СВ). Предназначена для обеспечения подогрева поступающего в вентиляционные системы зданий наружного воздуха. Теплоснабжение системы вентиляции, также как и системы отопления может осуществляться по зависимой или независимой схеме.
Система теплого пола. Предназначена для обогрева полов с целью поддержания в них заданной температуры поверхности. Как правило применяется в раздевалках, в группах детских садов.
Система водоподготовки бассейна. Предназначена для поддержания требуемой температуры воды в плавательных бассейнах.

Введение
1 Общая часть
1.1 Общее устройство и принципы работы ТП

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1Разработка функциональной схемы системы автоматизации ТП
2.2 Выбор оборудования. Выбор двухходовых клапанов
2.3 Выбор электроприводов двухходовых клапанов.
2.4 Выбор датчиков температуры
2.5 Выбор контролеров
2.6 Выбор датчика давления
2.7 Выбор преобразователя частоты.
2.8 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры
2.9 Выбор средств сигнализации
2.10 Выбор электротехнического шкафа
2.11 Выбор кабельной продукции
2.12 Выбор провода и комплектующих щита управления

3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет сужающего устройства
3.1.1. Определение верхнего предела измерения
3.2. Конструктивные размеры сужающего устройства
3.3 Расчет потери напора
3.4. Расчет поправочного коэффициента на шероховатость
3.5. Расчет коэффициента на притупление входной кромки диафрагмы
3.6. Определение действительного расхода
3.7. Выбор дифманометра
3.8. Расчет погрешностей

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Расчет капитальных затрат на автоматизацию теплового пункта
4. 2 Смета затрат на проектные работы
4.3 Эксплуатационные затраты после установки системы автоматизации
4.4 Расчёт годового экономического эффекта и срока окупаемости

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА
5.1 Требования правил безопасности при обслуживании оборудования теплового пункта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Дипломная работа выполнена была защищена в 2017 году на оценку 5. К каждому выбору оборудования предоставлены визуальные изображения приборов. Имеется рамка. Все расчёты выполнялись вручную.

1. Киселев, Н.А. Котельные установка / Н.А. Киселев. - М.: Высшая школа, 2015. - 270 c.
2. Соколов, Б. А. Котельные установки и их эксплуатация / Б.А. Соколов. - М.: Academia, 2010. - 432 c.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Издательство МЭИ, 2001.
3. Правила устройства электроустановок от 24.10.2012
4.Экологический кодекс Республики Казахстан
5.Теплогенерирующие установки: учебно-методический комплекс / В.И. Шарапов, Е.В. Макарова; Ульян. Гос. Техн. Ун-т. – Ульяновск: УлГТУ, 2006г. – 266с.
6. Ривкин, С. Л. Теплотехнические свойства воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. А. Александров. М.: Энергия, 1980. 424 с.
7. Делягин, Г. Н. Теплогенерирующие установки: учебник для вузов / Г. Н. Делягин, В. И. Лебедев – М.: Стройиздат, 1986г
8. Сидельковский, Л. Н. Котельные установки промышленных предприятий / Л. Н. Сидельковский, В. Н. Юренев. – М.: Энергоатомиздат 1988г
9. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов – М.: Недра, 2003г
10. Тепловой расчет котельных агрегатов / под редакцией Н. В. Кузнецова и др. – М.: Энергия 1973г
11. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. В.Я. Гиршфельда. - М: Энергоатомиздат, 1987. - 328 с.
12. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций: Учебник для вузов / Д.П. Елизаров. - М.: Энергоиздат, 1982. - 264 с.

13. Белов М.П., Новиков В.А, Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для вузов. – М., Академия. 2004 .
14. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации. Белов М.П., Зементов О.И., Козярук А.Е., Редакторы Новиков В.А., Чернигов Л.М. 2006 .
15. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учеб. пособие для вузов. – Л., Энергоатомиздат. 1982 .
16. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием : учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Соколовский. – М.: «Академия», 2006. – 272 с.
17. Водовозов В.М. Теория и системы электропривода: Учеб. пособие. – СПб., Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 2004. 306 с.
18. Справочник по автоматизированному электроприводу. / Под ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского. – М., Энергоиздат. 1983. 616 с.
19. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода: Учебник для вузов. – М., Энергия. 1979 .
20. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. – СПб., Энергоатомиздат. 2000 .
21. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок.
22. Свод правил по проектированию тепловых пунктов. СП 41-101-95.
23. Правила устройства электроустановок.
24. Методическое пособие по технико-экономическому обоснованию, СПбГЭТУ, 2004, 45с.
25. Методическое пособие по безопасности жизнедеятельности, СПбГЭТУ, 2002, 36с.
26. www.danfoss.com – тепловая автоматика.
27. www.tehlit.ru – техническая документация, ГОСТы, СНиПы и т.д.
28. www.google.ru – поиск информации по теме дипломного проекта.
29. www.yandex.ru – поиск информации по теме дипломного проекта.
30. www.minimaks.ru – каталог электротехнической продукции.