АСУ ТП Мартенеовской печи

Вывод.doc

Целью выполнения дипломного проекта было проведение изучения системы контроля и регулирования расхода топлива и газов на мартеновскую печь №3.
В ходе реализации поставленной задачи был рассмотрен технологический процесс агрегата изучена конструкция агрегата и технология производства.
Рассмотрены задачи управления технологическим процессом и
объект автоматизации.
В следствий чего описаны решения по автоматизации структура АСУ ТП. В графической части дипломного проекта описаны функциональная принципиальная монтажно – коммутационная схема и щит КИПиА автоматизации технологического процесса мартеновской печи.
Для контура контроля и регулирования расхода мазута и печь описан монтаж приборов КИПиА.
В расчетной части проведен расчет сужающего устройства и регулирующего клапана мартеновской печи №3. На основании расчета был выбран тип и вид сужающего устройства и регулирующего органа.
Также изложены вопросы организационного экономической части и охраны труда.

Содержание.doc

1. Краткая характеристика тех. процесса и агрегата.
1.1 Конструкция агрегата.
1.2 Технология производства.
2 Постановка и обоснование задач управления
технологическим процессом .
3 Технологический процесс – как объект автоматизации.
4 Основные решения по автоматизации.
4.1 Выбор структуры и типа АСУТП.
4.2 Описание функциональной схемы автоматизации.
4.3 Описание принципиальной электрической схемы.
1. Расчет элементов схемы автоматизации.
1.1. Расчет сужающего устройства.
1.2. Расчет регулирующего органа.
2. Монтаж и наладка средств автоматизаций.
3. Разработка и описание схем для монтажа. 2.3.1. Монтажно-коммутационная схема.2.3.2. Щит КИП и А.
Организационно – экономическая часть.
1 Организация производства.
1.1 Организация работ по текущей эксплуатации приборов и средств автоматизации.
1.2 Расчёт годового фонда времени рабочих.
1.3 Определение штата слесарей обслуживающих предлагаемую систему контроля и регулирования.
1.4 Организация ремонтных работ и работ по проверке приборов.
2 Экономика производства.
2.1 Расчёт капитальных затрат.
2.2 Определение эксплуатационных расходов по
обслуживанию и содержанию предлагаемой системы
контроля и автоматического регулирования.
2.2.1 Расчет фонда заработной платы.
2.2.2 Затраты на текущий ремонт КИП и автоматики.
2.2.3 Определение амортизационных отчислений. 3.2.2.4 Прочие цеховые расходы.
2.2.5 Определение энергозатрат. 3.2.2.6 Общие эксплуатационные расходы.
3 Экономическая эффективность предлагаемой системы.
4 Технико-экономические показатели.
1. Предъявляемые требования к технике безопасности на рабочем месте.
2 Вентиляция помещения КИП и А.
2.1. Удаление избыточного тепла.
2.2. Расчет количества воздуха для удаления
2.3 Удаление вредных веществ.
3. Освещение рабочего помещения.
4 Охрана окружающей среды на комбинате.
Список использованной литературы

Список используемой литературы.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Капустин Е.А. Куземко Р.Д. Киселёв В.Е. Лепорский С.В. Кржеминский О.Г. Рациональное сжигание природного газа в мартеновских печах. «Сталь» №9 1973.
Глинков Г.М. Маковский В.А. Лотман С.Л. «Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов» М. 1970 год;
Глинков Г.М. Маковский В.А. «АСУ ТП агломерационных и сталеплавильных цехах» М. 1981 г.
Зуев Б.П. Грызлов Е.Г. Жерновский В.С. Федюкин А.А. «Повышение производительности большегрузных мартеновских печей» Д 1973 г.
Бринза В.Н. Зиньковский М.М. Охрана труда в черной металлургии. – М.: Металлургия 1982 336 с.
Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. – М.: Металлургия 1975 256 с.
Типовые правила пожарной безопасности для промышленных предприятий. М.: Стройиздат 1976 62 с.
Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат 1984 823 с.
Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами (РД 50-213-80) – М.: Издательство стандартов 1982 – 319 с.
Банный Н.П. Технико-экономические расчеты в черной металлургии. – М.:Металлургия 1979г. – 393с.
Таб В.И. и др. Экономическая эффективность автоматизации металлургического производства. – К.:Техника 1978. – 62с.
СниП П-4-79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. Светотехника №101979.
Кнорринг Г.М. Справочная книга по проектированию электрического освещения. М.:“Энергия” Ленинград 1976.

1.1. Описание техю процесса.docx

1ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА..
1.1.Конструкция печи.
Конструкция стационарной мартеновской печи отапливаемой топливом с высокой теплотой сгорания показана на рисунке 1. Печь можно условно разделить на верхнее (выше рабочей площадки 16) и нижнее (ниже рабочей площадки) строения. Верхнее строение печи состоит из рабочего пространств 8 горелок 6 вертикальных каналов 4. Нижнее строение печи включает в себя регенераторы 2 шлаковики 3 и борова 1.
Рис. 1. – Конструкция мартеновской печи.
В передней стенке рабочего пространства предусмотрены завалочные окна 15 обрамлённые с обеих сторон арматурами 14. Завалочные окна служат для завалки шихты в печь заливки чугуна и скачивание шлака. Число окон обычно нечётное (от 3 для малых печей до 7 для больших). В задней стенке 11 расположены отверстия для выпуска стали и шлака. Среднее окно предназначено также для обслуживания сталевыпускного отверстия. На некоторых печах жидкий чугун заливают через отверстие находящееся в задней стенке рабочего пространства. Стены печи наклонены для того чтобы при заправке с них не ссыпались заправочные материалы.
Нижняя часть рабочего пространства ограниченная подиной 10 и откосами 7 и 9 печи (нижней частью передней задней и торцевых стенок) называется ванной. Ванна вмещает весь жидкий металл и шлак. Верхним уровнем ванны являются пороги – стальные плиты образующие нижнюю часть завалочных окон. Сверху рабочее пространство ограждено арочным сводом 13. В своде есть отверстия через которые в печь вводят кислородные фурмы 12 для продувки ванны кислородом.
С торцевых сторон к рабочему пространству примыкают головки печи. Головки служат для подвода топлива в печь при помощи горелок 5 смешения его с воздухом и подготовки к сжиганию а также для отвода из печи продуктов сгорания топлива и технологических газов. Поэтому требования предъявляемые к ним противоречивы. С одной стороны когда через головку в печь подаются топливо и воздух для создания больших скоростей истечения газов т.е. для хорошего перемешивания топлива с воздухом и получения жёсткого факела необходима небольшая площадь сечения газовых каналов. С другой стороны каналы малого сечения характеризуются больших гидравлическим сопротивлением в тот период когда головка служит для отвода газа из печи. Правильный выбор конструктивных размеров головок печи особенно усложняется для печей отапливаемых низкокалорийным топливом и следовательно оборудованных газовыми (для подогрева газообразного топлива) и воздушными (для подогрева воздуха) регенераторами. В этом случае головки должны быть так сконструированы и иметь такие размеры окон для выхода газа и воздуха чтобы обеспечить правильное распределение проходящих через них продуктов сгорания между воздушными и газовыми регенераторами.
Газ и воздух поступая из вертикальных каналов и проходя через постоянно сужающийся газовый и воздушный пролёты приобретают большую скорость (кинетическую энергию) что способствует интенсивному перемешиванию ванны и быстрому сгоранию топлива с правильным направлением факела.
Применение таких высококалорийных топлив как природный газ и мазут упрощает конструкцию головки и всей печи в целом так как исключается потребность в регенераторах для подогрева топлива. Печи с такими головками имеют только одну пару регенераторов для подогрева воздуха. Мартеновские печи работающие на природном газе мазуте или смеси мазута с природным газом могут быть оборудованы двух и одноканальными головками.
Как уже отмечалось факел мартеновской печи должен обладать достаточной светимостью т.е. иметь хорошую излучательную способность. Если печь отапливается мазутом то дополнительных мер принимать не надо так как мазутный факел обладает достаточной светимостью. При отоплении печей газообразным топливом обеспечение должной светимости может быть достигнут двумя способами: добавками мазута или смолы (искусственная карбюризация факела) или созданием таких условий работы горелки при которых обеспечивается самокарбюризация факела за счёт разложения углеводородов топлива.
Вертикальные каналы мартеновских печей служат для соединения рабочего пространства со шлаковиками.
К нижнему строению печи относятся шлаковики регенераторы дымовые борова перекидные устройства. Шлаковики предназначены для очистки газов уходящих из рабочего пространства от крупной пыли. Очистка основана на том что газы попадая в шлаковик теряют свою скорость вследствие резкого и внезапного расширения канала. Газы движущиеся с небольшой скоростью не могут увлечь за собой крупные частицы пыли и последние оседают на дно шлаковика. Частично очищенные газы изменяют на 90 направление своего движения и поступают в регенераторы где отдают своё тепло огнеупорной насадке. Объём шлаковика должен быть таким чтобы в нём умещалась пыль оседающая за время межремонтного периода (2 – 3 месяца).
Проходя через регенераторы дымовые газы охлаждаются с 1500-1600 до 800- 600С. После перекидки клапанов когда через разогретую насадку регенераторов пропускается воздух или газ тепло насадки передаётся им в результате чего температура воздуха или газа поднимается до 850-1150С. Борова предназначены для отвода продуктов сгорания из регенераторов и подвода к ним газа или воздуха. Переключение регенераторов с нагрева на охлаждение и наоборот осуществляется с помощью перекидных устройств – клапанов тарельчатого и золотникового типов и шиберов. Перекидка клапанов осуществляется автоматически а в необходимых случаях вручную.
Футеровка печи особенно рабочего пространства работает в очень тяжёлых условиях. Механические удары и истирание химическое взаимодействие плавильной пыли и шлаков высокие температуры являются причиной использования для кладки мартеновских печей высококачественных огнеупорных материалов. Чтобы предотвратить разъедание кладки основными оксидами шлака рабочее пространство выкладывают из основных огнеупоров. Под печи заднюю и переднюю стенки а также откосы выполняют из магнезитового кирпича. В качестве тепловой изоляции служит шамотный и пеношамотный кирпич который обычно применяют для кладки наружных слоёв. Внутреннюю поверхность пода покрывают толстым слоем магнезитовой наварки.
Для свода печи применяют термостойкий магнезитохромитовый кирпич. В процессе кладки свода между отдельными кирпичами устанавливают тонкие металлические прокладки. При сильном разогреве свода эти прокладки расплавляются и отдельные кирпичи свариваются между собой.
Головки и стены вертикальных каналов выкладываются из хромомагнезитового кирпича стены шлаковиков и верхнюю часть стен регенераторов – из динасового кирпича с облицовкой хромомагнезитом. Облицовка защищает кладку от вредного воздействия плавильной пыли. Нижнюю часть стен и большую часть насадки регенераторов выполняют из шамотного кирпича; верхние ряды насадки регенераторов – из форстеритовых или высокоглинозёмистых огнеупоров более устойчивых против агрессивного действия плавильной пыли. Борова и внутреннюю часть дымовой трубы футеруют шамотным кирпичом.
Современная мартеновская печь обычно оборудована котлом-утилизатором позволяющим использовать до 50 % тепла дымовых газов для получения пара установкой для очистки дымовых газов от пыли комплектом контрольно-измерительных приборов и приборов автоматического управления тепловым режимом печи. Печь снабжена также системой испарительного охлаждения (СИО).
Мартеновские печи ёмкостью 650 и 900 тонн одноканальные с основной футеровкой. Свод из периклазо-хромитового кирпича толщиной 460 мм.
Мартеновские печи отапливаются стационарными горелками с водоохлаждаемым кессоном установленными в торцевых стенах головок.
Для отопления печей используется два вида топлива: природный газ и мазут. Мазут подаётся для увеличения светимости факела поскольку природный газ таким свойством не обладает. Лучшее соотношение газ-мазут по светимости при доле мазута 15-20 % от общей тепловой нагрузки. Калорийность 1 м3 природного газа – 8000±50 ккал и 1 кг мазута – 9700±100 ккал.
Полнота сгорания мазута обеспечивается за счёт распыления его компрессорным воздухом. Допускается в зимний период для распыления мазута использовать перегретый пар давлением не менее 4 атмосфер и температурой не ниже 250ºС. Допускается применение мазута с содержанием S до 40 %.
Для интенсификации горения топлива и повышения температуры факела в нижней части горелки под факел подаётся кислород. Его концентрация должна составлять 90-95 %.
Воздух необходимый для горения топлива подаётся от вентилятора по воздушному коллектору. Для полного сгорания топлива соотношение топливо-воздух должно составлять в твёрдые периоды плавки 1:110 в жидкие периоды 1:115.
Факел должен иметь жёсткость и располагать не далее середины печи. Продувка ванны осуществляется сводовыми 6-сопельными кислородными фурмами. Во время продувки срез кислородных фурм должен устанавливаться на границе шлак-металл. При дожигании CO выделяемого из ванны расположение среза фурмы должно быть на высоте 12-15 м над уровнем порогов завалочных окон.
1.2. Технология производства.
1.2.1 Сортамент выплавляемой стали
В мартеновской печи выплавляются следующие стали:
Углеродистые кипящие:
Сталь 1кп 2кп 3кп 4кп и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 380 ГОСТ 14637 ГОСТ 5521.
Сталь 08кпВГ 08кпВГ для эмалирования 03кп 10кп 15кп 20кп и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 9045 ГОСТ 4041 ГОСТ 24244 ГОСТ 1050.
Углеродистые полуспокойные:
Сталь ОВпсВГ 08пс 10пс 20пс 25пс и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 9045 ГОСТ 4041 ГОСТ 1050.
Сталь 1пс 2пс 3пс 4пс 3Гпс и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 380 ГОСТ 5521.
Углеродистые спокойные:
Сталь 1сп 2сп 3сп 4сп 5сп и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 380 ГОСТ 5521.
Сталь 08сп 10сп 15 20 25 30 35 40 45 и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 1050 ГОСТ 4041.
Сталь 15к 20к и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 5520.
Сталь 16Д и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 6713.
Низколегированные стали:
Сталь 09Г2 09Г2С 09Г2Д 12ГС 16-17ГС 17Г1С 14Г2 10Г2С1 и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 19281.
Сталь 09Г2 09Г2С 10Г2С1Д 10ХСНД и другие – по внутризаводскому регламенту ГОСТ 5521 ГОСТ 5520 ГОСТ 6713.
Началом периода заправки считать начало выпуска предыдущей плавки.
В период заправки не допускать остуживание печи т. к. это приведет к удлинению очередной плавки.
Во избежание задержек подавать первую порцию шихты и устанавливать у печи заправочную машину до начала выпуска плавки.
Заправка печи выше уровня шлака совмещается с периодом доводки при этом не допускается загущение шлака заправочными материалами. Участки находящиеся ниже уровня шлака заправлять по мере обнажения стен и откосов при выпуске плавки.
Заправка печи в период чистого кипения категорически запрещается.
Заправка верха задней стенки производится торкретмашиной.
При длительном сходе металла по желобу заправка печи во время выпуска запрещается.
При использовании отработанной угольной футеровки заправка печи осуществляется при максимальной тепловой нагрузке соответствующей данному периоду.
В случае срыва наварки пода или откосов сопровождающегося резким увеличением вязкости шлака и скачкообразным уменьшением скорости выгорания углерода плавки на экспорт и АЭ не назначать.
Сушку и заделку сталевыпускного отверстия следует производить после тщательного осмотра подины и откосов мастером производства и сталеваром печи которые определяют пригодность ее к проведению очередной плавки.
Перед сушкой отверстия давать на него руду агломерат или сварочный шлак в количестве обеспечивающем качественную заделку.
Форма и размеры сталевыпускного отверстия должны обеспечить нормальный выпуск плавки.
1.2.3 Тепловой режим печи и продувка ванны кислородом
Мартеновские печи отапливаются природным газом и мазутом.
Подаваемый в факел мазут должен соответствовать требованиям ГОСТ 14298 марки МП. Содержание серы в мазуте должно быть не более 05 % и влаги – не более 50 %.
Тепловой режим печи должен вестись в соответствии с положением по тепловому и кислородному режиму:
)подача кислорода в периоды завалки и прогрева осуществляется только в факел в количествах установленных теплотехнической инструкцией ТИ 227СТМ07;
)продувку ванны кислородом начинать после заливки не менее половины чугуна и производить на протяжении всего периода плавления.
Одновременная подача кислорода через сводовые фурмы и в факел запрещается.
В начале продувки головку фурмы располагать над поверхностью шихты на 200-300 мм. По мере снижения уровня ванны фурмы следует опускать до границы раздела шлак-металл и поддерживать на этом уровне в течение всей продувки.
Уровень положения фурмы определяется визуально.
Продувка ванны кислородом производится в периоды плавления и доводки плавки через многосопловые сводовые фурмы с центральным охлаждением головки. Применять кислород чистовой не менее 95 %.
Продолжительность беспродувочного периода (от выключения подачи кислорода через сводовые фурмы до раскисления или выпуска при раскислении в ковше) в зависимости от содержания углерода
При низком давлении природного газа (менее 25 атм) разрешается производить выплавку стали с сокращенным беспродувочным периодом.
При этом температура металла на выпуске повышается на 10°С кипящей стали для эмалирования спокойной и низколегированной стали и на 5°С для кипящего и полуспокойного металла всех назначений.
С целью предотвращения выбросов металла и шлака сталевар обязан:
)не допускать перегрева шлака и металла переокисления шлака;
)производить завалку сыпучих материалов с послойным их прогревом не допуская оплавления и закозления;
)завалка известняка (извести) на подину запрещается;
)не допускать начала завалки в холодную печь с наличием глубоких застоев на подине.
При резком вскипании ванны или усилении барботажа когда можно ожидать выброс металла необходимо поднимать фурмы с прекращением продувки до оседания ванны а затем продолжать нормальную продувку.
Для корректировки температуры металла и наведения шлака разрешается присадка окалины сваршлака и железной руды по ходу плавления и доводки а также снижение тепловых нагрузок во время продувки ванны.
1.2.4 Завалка шихты.
Перед началом завалки сталевару вручается отвесная с указанием количества и вида лома сыпучих материалов.
После каждой завалки шихты производится взвешивание тары.
Расчет шихты производится мастером по отвесным квитанциям на лом окислители известняк (известь) и корректируется с учетом изменения количества и химсостава чугуна железной руды и качества лома.
В период завалки контролируют:
) правильность выбора печи для выплавки стали заданной марки;
) соблюдение установленного порядка завалки шихтовых материалов в печь;
) количество и качество шихтовых материалов загружаемых в печь – по документам и личным осмотром;
Составы с сыпучими материалами – окислителями и известняком (известью) – подаются к печи не позднее чем за 10 минут до выпуска плавки.
Устанавливается следующий порядок завалки сыпучих материалов:
)первый слой – железная руда или другие окислители с равномерным распределением по всей поверхности подины. В случае когда количество заваливаемых окислителей недостаточно (одна – две мульды на отверстие) для покрытия подины разрешается завалка на подину чистого легковесного лома в количестве не менее 7 % от его общей массы;
)второй слой – известняк (известь) по одной мульде 1 2 3 5 6 7 окна и одну – две мульды в 4 окно;
)третий слой – остальная часть известняка (извести) – по одной мульде в окно преимущественно под слив чугуна. Прогрев от 5 до 8 минут.
Завалка на остуженную подину запрещается. Во время завалки и прогрева сыпучих материалов не допускать их оплавление и закозление.
Допускается послойная завалка легковесного лома и известняка (извести). Для получения жидкоподвижного шлака по расплавлении разрешается заваливать между слоями известняка боксит шлак производства вторичного алюминия или другие разжижители.
Завалка лома начинается по окончании прогрева сыпучих и производится последовательно и равномерно в каждое окно при этом тяжеловесный лом с каждого состава заваливается в последнюю очередь в средние окна ближе к задней стенке.
Промежуточных прогревов лома исключая прогрев во время смены составов не производить. Перерывы при смене составов с шихтой не должны превышать 15 минут.
Продолжительность завалки лома должна быть минимальной и составлять не более 2 час 00 мин – для 650 т и 2 час 30 мин – 900 т печей. Во время завалки держать максимально возможные тепловые нагрузки с тем чтобы печь заметно не охлаждалась и свод был нагрет не ниже 1450°С.
При продувке ванны кислородом тяжеловесный лом заваливать в последнюю очередь в подфурменную зону.
Завалку металлического лома производить 2-3 завалочными машинами с максимальной скоростью.
При работе без продувки ванны кислородом:
Расход окислителей в завалку должен обеспечить рекомендуемое получение к моменту расплавления ванны. Содержание углерода в ней на 03-07 % выше среднезаданного в готовом металле.
Расход железной руды или сварочного шлака в завалку рекомендуется 85-100 кгт стали при расходе жидкого чугуна около 600 кгт стали.
При отсутствии лома и длительной завалке расход окислителей в завалку снижается.
Расход известняка в завалку должен составлять 60-65 кгт стали что позволит к моменту расплавления ванны получить шлак необходимой основности.
)первый слой: на подину руда – 7 мульд по одной мульде в каждое окно;
)второй слой: известняк 7 мульд по одной мульде в каждое окно прогрев 5-7мин.;
)третий слой: железная руда – 2 мульды во 2 и 6 окна по одной мульде прогрев 4-5 мин.;
)четвёртый слой: известняк – 4 мульды в 2 3 5 6 окна по одной мульде прогрев 5-10 мин. шуровка прогрев 5-10 мин.
Продолжительность завалки и прогрева сыпучих должны быть не менее 60 мин.
Разрешается завалка на подину чистого легковесного лома. Рекомендуется с целью ускорения процесса шлакообразования после второго слоя заваливать 1-2 мульды боксита или других разжижителей.
Перерывы при смене составов не должны превышать 30 минут.
Общая продолжительность завалки (включая и завалку сыпучих материалов) должна быть не менее 4 часов 30 минут.
1.2.5. Прогрев шихты заливка чугуна
Продолжительность прогрева лома должна быть не более 1 часа для 650 т и 1 час 20 мин – для 900 т печей. Во время прогрева лома во избежание бурных реакций при сливе чугуна и плавления не допускать «закозления» шихты и местных расплавлений.
Прогрев следует считать законченным если на поверхности лома нет темных пятен кромки лома слегка оплавлены и шихта незначительно осела.
После окончания завалки производится подсыпка порогов обожженным (ОСТ 1485) и сырым (ОСТ 1484) доломитом. Длительность подсыпки порогов не должна превышать 30 минут.
Подача кислорода в периоды завалки и прогрева осуществляется только в факел.
При работе печей с повышенной интенсивностью продувки и длительностью начальных периодов до 4 час 00 мин допускается подача кислорода через сводовые фурмы в конце периода прогрева за 10-15 мин. до начала заливки чугуна.
До окончания завалки должны быть установлены с передней стороны две шлаковые чаши и две чаши под шлаковые отверстия задней стенки. Объем шлаковых чаш составляет 16 м3.
Заливка чугуна при отсутствии шлаковых чаш под печами запрещается.
Желоба для заливки чугуна устанавливать не позднее чем за 10 мин до начала заливки. Установку желобов следует производить преимущественно во 2 и 6 окна.
Заливку чугуна рекомендуется производить возможно быстрее двумя ковшами одновременно. Общее время заливки должно быть для печей емкостью 900 т не более 50 минут для печей емкостью 650 т – не более 45 минут. Необходимо учитывать что сокращение времени заливки чугуна приводит к уменьшению продолжительности плавки увеличению количества спускаемого первичного шлака и улучшению условий для удаления серы по ходу плавки.
В период заливки чугуна контролируют:
) окончание прогрева шихты – личным осмотром;
) заливку чугуна (состав чугуна начало и окончание заливки и количество заливаемого чугуна) – по документам и личным наблюдением.
Продолжительность прогрева лома должна определяться временем подготовки печи к заливке чугуна и быть не более 1 час 30 мин.
До заливки чугуна под рабочей площадкой и под шлаковыми летками должны быть установлены 4 шлаковые чаши.
Заливку чугуна рекомендуется производить двумя ковшами одновременно преимущественно во 2 и 6 окна. Слив чугуна должен продолжаться не более 45 минут.
Во время плавления должно быть удалено максимальное количество шлака. Энергичный и своевременный спуск шлака является основным условием для удаления фосфора и серы из ванны во время плавления получения шлака к моменту расплавления необходимой основности и снижения расхода шлакообразующих в завалку и доводку.
На плавках с использованием отходов угольной футеровки возможно получение пенистого шлака. В случае вспенивания шлака необходимо увеличить расход мазута до 30 % от общей тепловой нагрузки соответственно сократить расход природного газа.
Спуск первичного шлака должен начинаться во время слива не позднее чем через 10-15 мин. после окончания слива чугуна.
Продолжительность спуска шлака считая от конца заливки чугуна должна быть не более 40 минут с таким расчетом чтобы к моменту всплытия известняка спуск первичного шлака был закончен.
В течение этого времени рекомендуется спускать шлак не менее 15 чаши на 900 т и 1 чаши на 650 т печах (из расчета не менее 4 м3 хорошо осаженного шлака на каждые 100 т жидкого чугуна в шихте).
Начинать спуск первичного шлака через шлаковые отверстия в задней стенке и заканчивать через пороги завалочных окон учитывая что при понижение уровня шлака можно соответственно разделать насыпной порог.
После окончания спуска первичного шлака в период плавления необходимо следить за его состоянием в печи. Густые шлаки исправлять бокситом окалиной или шлаком производства вторичного алюминия жидкие – известью (известняком) не ожидая расплавления ванны.
Допускается работа без удаления первичного шлака если при этом обеспечивается получение содержания серы и фосфора в готовом металле в пределах установленных внутризаводским регламентом.
В конце плавления (когда ванна «села») следует отобрать пробу металла для определения содержания углерода серы и фосфора.
В случае когда результат анализа предварительной пробы металла показывает предпосылки расплавления ванны с содержанием углерода ниже предусмотренного допускается добавка углеродсодержащих материалов или доливка чугуна не более 5% от массы садки до расплавления и начала полировки. Количество добавляемого в печь чугуна недолжно вызывать перегруз печи и сталеразливочных ковшей. При этом должна быть обеспечена полировка плавки окалиной (железной рудой) в количестве не менее 1 мульды или продувка ванны кислородом по установленным режимам. В случаях когда доливка чугуна невозможна или не обеспечивает необходимое содержание углерода по расплавлении производится переназначение плавки на менее ответственный заказ и не для экспорта.
В период плавления контролируют:
) спуск первичного шлака (время начала спуска и его продолжительность количество спущенного шлака на переднюю сторону и через летки) – личным наблюдением;
) исправление шлака количество и время ввода в печь извести боксита и др. шлакообразующих – личным наблюдением;
) время и условия отбора проб шлака и металла – личным наблюдением;
) длительность и интенсивность продувки ванны кислородом – по показаниям приборов и личным наблюдением;
) доливка чугуна его количество и химсостав – по документам и личным наблюдением.
1.2.7. Раскисление и легирование стали.
При выплавке стали для раскисления или легирования марганец применяется в виде ферромарганца силикомарганца и металлического марганца. При этом марганецсодержащие добавки рекомендуется вводить в ковш.
Раскисление и легирование стали кремнием производится преимущественно в ковше 45 65 75 % или в печи 25 % ферросилицием.
При выплавке стали легированной хромом последний может быть введен в виде феррохрома ферросиликохрома и других комплексных сплавов.
Для лучшей усвояемости хрома шлак к моменту ввода хромсодержащих материалов должен быть жидкоподвижным.
При введении феррохрома в печь необходимо соблюдать следующие правила:
)феррохром рекомендуется прокаливать до красного каления;
)присадку феррохрома в печь производить через 510 мин. после предварительного раскисления рассредоточенного равномерно во все окна в 12 приема с интервалом 10-15 минут;
)выдержка металла в печи после дачи последней порции феррохрома составляет от 20 до 30 минут при содержании хрома в готовой стали до 2 %;
)при содержании хрома в готовой стали более 2 % феррохром присаживается в несколько приёмов с интервалом 16-15 минут; выдержка металла после дачи последней порции феррохрома должна быть не менее 30 минут и не более 1 часа.
)силикохром или другие комплексные сплавы могут быть присажены как в печь так и в ковш. Присадка силикохрома в печь должна исключать использование кремнийсодержащих ферросплавов для предварительного раскисления.
При выплавке стали легированной никелем максимальное количество никеля необходимо вводить в завалку в виде никельсодержащих отходов или чистого никеля. Недостающее количество никеля следует вводить в печь по расплавлении (после скачивания шлака) с расчетом на нижний предел его содержания в готовой стали
При этом должно быть нормальное расплавление по вредным примесям (содержание серы и др.).
Окончательная корректировка содержания никеля но не более чем на 02 % допускается в период чистого кипения не позднее чем за 30 минут до раскисления
Запрещается присадка в доводку прессованного никеля.
Никель или ферроникель присаживаемые в доводку должны быть предварительно прокалены.
При выплавке медьсодержащей стали медь следует вводить в шихту в виде медьсодержащих отходов не загрязненных оловом мышьяком цинком или в виде чистой меди.
Недостающее количество меди вводится в печь по расплавлении (после скачивания шлака).
Окончательная корректировка содержания меди может быть произведена во время доводки не позднее чем за 30 минут до раскисления.
Легирование стали фосфором производится присадкой феррофосфора фосфористого ферромарганца или ферромарганфосфора в ковш после ввода в металл марганца и кремния.
Алюминий вводится в ковш после присадки кремнийсодержащих ферросплавов в виде кускового или жидкого алюминия ферроалюминия или комплексных сплавов.
Ферротитан вводится в ковш под струю металла по ходу выпуска из бункера. Разрешается присадка титана в виде титановой губки или титансодержащих отходов.
При совместном легировании стали алюминием и титаном допускается одновременный ввод алюминия и сплавов (отходов) титана в ковш.
Содержащиеся в ферросплавах элементы не должны выводить сталь за пределы заданного химсостава удорожать ее себестоимость и приводить к организационным осложнениям.
Раскислители и легирующие добавки вводятся в металл при достижении необходимого (в зависимости от содержания углерода в готовой стали) содержания углерода.
Для обеспечения однородного состава металла присадку ферросплавов в ковш необходимо начинать при наполнении ковша металлом на одну пятую высоты производить ввод ферросплавов равномерно и заканчивать при наполнении одной второй высоты ковша. После введения силикомарганца (ферромарганца) ферросилиция в ковш вводится алюминий и при необходимости ферротитан в количествах обеспечивающих требования внутризаводского регламента химсостава стали.
Раскислению и легированию в ковше марганецсодержащими ферросплавами подлежат все марки стали по ГОСТ 380 ГОСТ 9045 ГОСТ 4041 ГОСТ 1050 ГОСТ 5520 ГОСТ 5521 ГОСТ 6713 и по специальным ТУ.
В период раскисления стали контролируют:
) нагрев металла – по показаниям термопары постоянного замера термопары погружения (кратковременный замер) по сливу металла на плиту стальным шомполом;
) химический состав металла и шлака к моменту раскисления – по данным анализа проб;
) ввод в печь ферросплавов (время химический состав количество прокаливание) – по взвешиванию по данным сертификатов и личным наблюдением;
) раскисление полуспокойной спокойной и низколегированной стали – по количеству кремния вводимого ферросплавами при предварительном раскислении – на основании взвешивания расчета и личным наблюдением;
) время закипания ванны после присадки ферромарганца при раскислении кипящей стали – личным наблюдением;
) длительность выдержки металла в печи с ферросплавами до выпуска – личным наблюдением.
1.2.8. Выпуск металла
Выпускной желоб устанавливается на печь до заливки чугуна. Желоб должен быть тщательно отфутерован хорошо очищен от гребешков и настылей огнеупорной глины мусора и хорошо просушен к моменту выпуска плавки.
После установки желоба следует проверить исправность и надежность работы механизма стопоркового регулирования скорости истечения металла по рукавам желоба. Проверить исправность затворов на бункерах для ввода ферросплавов в ковш.
Ковш для принятия металла должен быть тщательно очищен внутри и снаружи от настылей металла и шлака глины мусора. После очистки ковш продувается сжатым воздухом.
Ковш должен быть установлен под плавку не позднее чем за 1 час до начала выпуска.
Применение ковшей с новой футеровкой под выпуск стали выплавляемой по ГОСТ 5521 ГОСТ 9045 ГОСТ 24244; ГОСТ 5520; запрещается.
Запрещается приступать к разделке сталевыпускного отверстия при отсутствии ковша под желобом и до установки и приемки в разливочном пролете состава с изложницами.
Выпускное отверстие печи к моменту выпуска плавки должно быть разделано до полного его сечения и очищено от заправочных материалов.
Продолжительность выпуска металла из печи должна быть не более 30 минут для 650 т печей и не более 40 минут – для 900 т печей.
Во время выпуска металла из печи необходимо строго следить и принимать своевременные меры по обеспечению равномерного наполнения ковшей металлом от начала до конца выпуска для получения однородного химсостава металла по ковшам а также одинаковую температуру его.
Для улучшения качества металла рекомендуется производить обработку спокойной углеродистой и низколегированной стали твердой шлакообразующей смесью следующего состава %:
шлак производства вторичного алюминия – 10;
Твердая шлакообразующая смесь даётся под струю металла и заканчивается при наполнении ковша на 05 высоты расход ТШС не менее 10 кгт стали.
В целях снижения активности шлака предотвращения вторичных реакций и повышения стойкости ковшей по ходу выпуска стали в ковш с появлением шлака рекомендуется равномерно вводить сухую свежеобожженную известь обожженный доломит кусковую хромистую руду бой хромистого кирпича хромистые шлаки. Допускается присадка в ковш сухого боя шамотного кирпича конечного мартеновского шлака гранулированного доменного шлака.
Присадку нейтрализующих материалов следует производить из бункеров или специально установленных коробок равномерно не допуская попадания значительных количеств под струю.
Категорически запрещается ввод сырых материалов а также извести «пушонки» и «недопала».
Выдержка металла в ковшах считая от момента схода шлака до начала разливки должна быть минимальной и не превышать 15 минут.
В период выпуска стали из печи и раскисления в ковше контролируют:
)состояние ковша – согласно технологической инструкции по футеровке и личным наблюдением;
)состояние сталевыпускного отверстия выпускного желоба его присоединение – контролируется сталеваром мастером производства бригадиром каменных работ согласно инструкции и личным наблюдением;
)состояние выпускного жёлоба его чистота – согласно инструкции по футеровке желобов и личным наблюдением;
)длительность схода металла по желобу и распределение его по ковшам – по времени и личным наблюдением;
)температура металла на выпуске – по показаниям термопары постоянного замера и термопары погружения;
)наименование просаленность соблюдение порядка ввода (время и последовательность) и растворение ферросплавов в ковше – личным наблюдением а количество и химсостав ферросплавов вводимых в ковш – по документам и личным наблюдением;
)кусковатость и соблюдение порядка ввода алюминия в ковш (время и последовательность) – личным наблюдением а количество алюминия введенного в ковш – по расчету;
)наименование и количество добавок присаживаемых в ковш для нейтрализации шлака – согласно настоящей инструкции и личным наблюдением.
Указанные пункты контроля отмечаются в плавильном паспорте формы М16 или МП06.
В соответствии со ступенчатой системой контроля кроме осуществляемого ОТК непрерывного контроля технологии выборочно контролируется технология выплавки руководством ОТК и цеха а также производится проверка знаний технологических инструкций подчиненного персонала которая вменяется в обязанности ИТР.
Результаты выборочного контроля и проверки знаний технологических инструкций записываются в журналах шихтового двора миксерного отделения и печного пролета.
В разливочный пролёт мартеновского цеха по железнодорожному пути подаётся состав платформ с изложницами готовыми к разливке стали. Сталь в изложницы разливают сверху.
При такой разливке стали сталеразливочный ковш поднимают над изложницей и открывают шиберный затвор ковша. Чтобы избежать выброса стали из изложницы и равномерное её заполнение на неё устанавливаю воронку. Преимущества: более простая схема установки; отсутствие потерь на ледники; температура металла может быть ниже. Недостатки: образование на поверхности плёнки; большая длительность разливки.
После разливки стали в изложницы она охлаждается и застывает. Далее платформы с изложницами поступают в отделение раздевания слитков. Где из изложниц извлекают готовые слитки которые потом поступают на склад слитков.

1.2 1.3.doc

1.2 ПОСТАНОВКА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ
Мартеновская печь – это пламенная регенеративная печь предназначенная для переработки чугуна и стального лома в сталь заданного химического состава и качества.
Технологические требования предъявляемые к мартеновскому процессу:
)получение стали заданным химическим составом и температурой;
)минимальный угар металла;
)минимальная продолжительность плавки;
)минимальные энергозатраты.
В связи с этим задачами контроля и управления мартеновской плавки являются:
)регулирование соотношением топливо-кислородоносители;
)регулирование давление в рабочем пространстве;
)контроль химического состава стали;
)контроль температуры стали;
)контроль разряжения в дымовом борове;
)контроль температуры насадок регенераторов;
)контроль температуры отходящих дымовых газов.
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС – КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ
Для управления технологическим процессом необходимо определить входные и выходные параметры мартеновской плавки. Контролируя расход и значения этих параметров можно управлять технологическим процессом т.к. существует взаимосвязь между входными и выходными параметрами.
Рис. 2 – Управляемые и контролируемые параметры
Анализируя технологический процесс в мартеновской печи как объект автоматического управления можно выделить следующие управляемые величины возмущающие и управляющие воздействия (рисунок 4).
)Основные выходные (управляемые) величины. К ним относят те параметры получение конечных значений которых является целью технологического процесса производства стали:
a)химический состав стали;
b)температура стали перед выпуском плавки;
c)масса стали в ковше;
d)температура стали в ковше.
)Дополнительные выходные величины т. е. величины значение которых не является целью управления процессом:
a)масса скаченного шлака.
)Контролируемые возмущающие воздействия (значения которых измеряются и известны в ходе протекания процесса):
a)содержание углерода в стали и других легирующих добавок;
b)температура стали;
c)масса чугуна при сливе его в мартеновскую печь.
d)температура насадок регенераторов;
e)температура дымовых газов в борове;
f)содержание CO или O2 в продуктах горения;
g)давление в рабочем пространстве печи;
h)разряжение в дымовом борове.
)Управляющие воздействия (они призваны обеспечить реализацию целей управления):
a)расход теплоносителей (природного газа и мазута);
b)расход кислородоносителей (сжатый воздух вентиляторный воздух кислород в факел);
c)расход кислорода в ванну;
d)масса углеродосодержащих и легирующих добавок.
Оценка мартеновского процесса и печи как объектов автоматического управления крайне сложна так как технологический процесс характеризуется большим количеством разнообразных параметров а печь можно разделить на несколько взаимосвязанных участков (ванна кладка факел регенераторы и т.д.) с различными статическими и динамическими характеристиками.

1.4. Структурва ФС ПС.docx

1.4 ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ
4.1 Выбор структуры и типа АСУТП
На данный момент времени наиболее приемлемым вариантом является создание систем супервизорного типа. Этот режим характеризуется тем что ЭВМ включаясь в замкнутый контур автоматического управления вырабатывает управляющие воздействия в виде заданий локальным системам автоматического регулирования.
Основной задачей является автоматическое поддержание технологического процесса вблизи оптимальной рабочей точки путем оперативного воздействия на него. Именно в этом одно из главных преимуществ данного вида систем так как исключаются флуктуации связанные с качеством работы разных операторов квалификация каждого из которых обязательно сказывается на качестве выбора установок. Вместе с тем возможности таких систем ограничены.
Рис. 3 – Структурная схема АСУ ТП
Рассмотрим подробнее влияние этих ограничений на применимость супервизорного управления. В принципе регуляторы в функциональной структуре системы могут рассматриваться как микроаналоговые или цифровые ЭВМ. Они при отклонении регулируемой величины от заданного значения рассчитывают и формируют управляющее воздействие на исполнительный механизм. Эффективность решения этой задачи в значительной мере определяется качеством выбора структуры и настроечных коэффициентов регулятора отражающих степень учета статических и динамических характеристик объекта. Естественно изменяя параметры настройки а иногда и структуру многие современные регуляторы можно приспособить для решения достаточно сложных задач. Однако непременным условием при этом является стационарность статических и динамических характеристик каналов регулирования. При невыполнении этого условия эффективность решения основной задачи находится в прямой зависимости от своевременности и качества настройки используемого регулятора.
Избежать этих трудностей можно применив концепцию прямого цифрового управления которая позволяет заменить совокупность регуляторов с задаваемыми им установками на вычислительный комплекс.
На рисунке 4 приведена структурная схема АСУ ТП мартеновской печи супервизорного типа. Структурная схема автоматизации представляет собой двухуровневую систему состоящую из следующих уровней:
Уровень измерительных средств локальных средств контроля и регулирования. Состоит из датчиков сигнализаторов значений параметров измерительных преобразователей. Он предназначен для преобразования технологических величин (значений расходов температур давления и т.д.) в электрические величины. На этом уровне осуществляется контроль и регулирование параметров процесса при помощи средств контроля и регулирования. Все эти средства расположены на щитах участков КИПиА и представляют собой: вторичные приборы задатчики станции управления аналоговые регулирующие устройства (регуляторы РП4-У-М1) цифровые регулирующие устройства ЭВМ. Также на этом уровне расположены средства диспетчерской связи и производственной громкоговорящей связи. На этом уровне система выполняет следующие функции: контроль параметров измерительное преобразование контроль и сигнализация измерительных параметров выбор режимов работы регистрация параметров. На верхней ступени этого уровня сталевар который через пульт управления непосредственно контролирует и регулирует определенные параметры процесса.
На этом уровне расположена ЭВМ выполняющая следующие функции: ручной ввод данных регистрация параметров на внешних запоминающих устройствах расчет показателей работы за смену на основе поступающих данных в течении смены расчет технико-экономических показателей. На высшей степени этого уровня располагается оператор который и производит контроль за работой ЭВМ. Уровень связан с предыдущим уровнем при помощи диспетчерской связи.
4.2 Описание функциональной схемы автоматизации
В графической части проекта отображена функциональная схема автоматизации реализованная для мартеновской печи. Функциональная схема автоматизации является основным чертежом определяющим характер построения системы автоматизации объекта управления.
Вышеперечисленные параметры технологического процесса непосредственно представлены в виде следующих контуров:
– контроля и управления расходом природного газа;
– контроля и управления расходом мазута;
– контроля расхода вентиляторного воздуха;
– контроля и управления расходом кислорода ;
- контур контроля расхода сжатого воздуха на печь
Контур контроля расхода сжатого воздуха на печь
Измерение расхода сжатого воздуха на печь производится методом переменного перепада давления; для чего датчик разности давлений САПФИР-22ДД выдающий унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА подключается к сужающему устройству в виде диафрагмы установленной на трубопроводе. Прибор САПФИР -22ДД предназначен для работы в системах контроля регулирования и управления технологическими процессами путем непрерывного преобразования разности давления среды в стандартный токовый выходной сигнал 4 – 20 мА с передачей его на вторичную аппаратуру или исполнительные механизмы. Выходной токовый сигнал 4 – 20 мА с датчика поступает на БИК-1. Блоки извлечения корня (БИК) предназначены для линеаризации статической характеристики и питания дифманометров комплекта преобразователей “САПФИР” при измерении расхода газообразных и жидких сред. Питание блоков осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Входное сопротивление блоков для сигнала 4 – 20 мА – не более 200 Ом. Блоки обеспечивают работу с нагрузкой имеющей для сигнала 4 – 20 мА сопротивление не более 1 кОм. Линейный токовый сигнал 4 – 20 мА с БИКа поступает на прибор ДИСК-250. Прибор показывающий и регистрирующий ДИСК-250 предназначен для измерения и регистрации активного сопротивления силы и напряжения постоянного тока а также неэлектрических величин преобразованных в указанные сигналы. Суммарное сопротивление линии связи и внутреннего сопротивления преобразователей термоэлектрических не должно превышать 200 Ом. Сопротивление каждого провода линии связи термопреобразователей сопротивления с приборами не должно превышать 5 Ом.
Контур контроля расхода природного газа на печь
Измерение расхода природного газа на печь производится методомьпеременного перепада давления. Датчик САПФИР-22ДД подключается к диафрагме. С него унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА поступает на БИК а после на ДИСК-250. Параллельно с БИКа токовый сигнал 4 – 20 мА идёт на РП4-У. Устройство регулирующее РП4-У с импульсным выходным сигналом предназначено для формирования динамических свойств П ПИ а с внешним дифференциатором – ПИД –законов регулирования автоматических регуляторов содержащих электрические исполнительные механизмы постоянной скорости. К РП4-У приходит сигнал с РЗД-22. Задатчики ручные РЗД рассчитаны на применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) и предназначены для выполнения операций: ручная установка сигналов задания для стабилизирующих регуляторов и регуляторов соотношения преобразование одного вида унифицированного сигнала постоянного тока или напряжения в другой. С РП4-У сигнал поступает на ПБР-2М. Пускатель бесконтактный реверсивный (ПБР) предназначен для бесконтактного управления электрическим исполнительным механизмом по ГОСТ 7192-80 с однофазным конденсаторным электродвигателем. С ПБРа сигнал поступает на МЭО. Механизмы исполнительные электрические однооборотные постоянной скорости МЭО предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования в соответствии с командными сигналами поступающими от регулирующих и управляющих устройств. Для видимости перемещения регулирующего органа сигнал от МЭО передаётся на ДУП. Дистанционный указатель положения предназначен для работы в системах автоматического регулирования технологическими процессами и служит для дистанционного определения положения выходного вала электрического исполнительного механизма имеющего реостатный или индуктивный датчик.
Контур контроля расхода мазута на печь
Расход мазута на печь измеряется и регистрируется при помощи ультразвукового расходомера-счетчика УВР-011. Ультразвуковой расходомер-счетчик УВР-011 Предназначен для измерения в напорных трубопроводах расхода жидкостей условно “чистых” таких как хоз.-питьевая вода речная вода растворы кислот и щелочей а также жидкостей типа аммиак селитра нефть нефтепродукты и т.п. Адаптирован для работы в составе АСУ но может применяться и в автономном режиме.
Имеется переносное исполнение расходомера УВР-011 для проведения оперативных замеров расхода жидкости на трубопроводах диаметром от 50 мм. до 1600 мм. С УВРа линейный токовый сигнал 4 – 20 мА поступает на КСД - 3. Параллельно с УВРа токовый сигнал идёт на РП4-У. РЗД-22 посылает сигнал задания 4 – 20 мА на РП4-У. ПБР-2М принимает токовый сигнал с РП4-У и руководит работой МЭО. Для видимости перемещения регулирующего органа сигнал от МЭО передаётся на ДУП.
Контур контроля расхода вентиляторного воздуха на печь
Измерение расхода вентиляторного воздуха на печь производится методом переменного перепада давления. Датчик САПФИР-22ДД подключается к диафрагме. С него унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА поступает на БИК а после на ДИСК-250. Параллельно с БИКа токовый сигнал 4 – 20 мА идёт на РП4-У. К РП4-У приходит сигнал с РЗД-22. С РП4-У сигнал поступает на ПБР-2М. С ПБРа сигнал поступает на МЭО. Для видимости перемещения регулирующего органа сигнал от МЭО передаётся на ДУП.
Контур контроля расхода кислорода на печь
Измерение расхода кислорода на печь производится методом переменного перепада давления. Датчик САПФИР-22ДД подключается к диафрагме. С него унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА поступает на БИК а после на ДИСК-250. Параллельно с БИКа токовый сигнал 4 – 20 мА идёт на РП4-У. К РП4-У приходит сигнал с РЗД-22. С РП4-У сигнал поступает на ПБР-2М. С ПБРа сигнал поступает на МЭО. Для видимости перемещения регулирующего органа сигнал от МЭО передаётся на ДУП.
4.3 Описание принципиальной электрической схемы.
Принципиально-электрическая схема представлена в графической части проекта.
Рассмотрим построение принципиально-электрической схемы для контура контроля и регулирования расхода мазута на печь.
Расход мазута на печь измеряется и регистрируется при помощи ультразвукового расходомера-счетчика УВР-011 (поз 22б). С УВРа (поз. 22б) линейный токовый сигнал 4 – 20 мА поступает на регистрирующий прибор КСД – 3 (поз. 22в) . Параллельно с КСД – 3 (поз. 22в) токовый сигнал идёт на регулятор РП4-У (поз. 22д). Задание на регулятор поступает из пульта сталевара при задатчика РЗД-22 ( поз. 22 г) который посылает сигнал задания 4 – 20 мА на РП4-У (поз. 22д). Пускатель ПБР-2М (поз. КМ 3) принимает токовый сигнал с РП4-У(поз. 22д) и руководит работой МЭО- 1625 (поз.22к). Для видимости перемещения регулирующего органа сигнал от МЭО- 1625 (поз. 22к) сигнал передаётся на ДУП-М (поз. 22 е). В схема также предусмотрен ручной режим работы при помощи ключей управления SA 4 SA 5 SA 6 – руководят работой МЭО (поз.22к) и ПРБ -2М(поз. КМ 3). Устанавливания дистанционный режим и среднюю точку.

введение.doc

Мартеновское производство производство в мартеновских печах металлургических или машиностроительных заводов литой стали заданного химического состава. Сталь получается путём окислительной плавки загруженных в печь железосодержащих материалов – чугуна стального лома железной руды и флюсов в результате сложных физико-химических процессов взаимодействия между металлом шлаком и газовой средой печи. Мартеновский процесс наряду с другими видами производства стали (кислородно-конвертерный процесс электросталеплавильное производство) – второе звено в общем производственном цикле чёрной металлургии; два других основных звена – выплавка чугуна в доменных печах и прокатка стальных слитков или заготовок.
Благодаря преимуществам которыми мартеновский процесс отличался от других способов массового получения стали (большая гибкость и возможность применять его при любых масштабах производства; менее строгие требования к исходным материалам; относительная простота контроля и управления ходом плавки; высокое качество и широкий ассортимент выплавляемой стали; сравнительно небольшая стоимость передела) в конце 19 века и 1-й половины 20 века он был основным сталеплавильным процессом (в 1940-55 этим способом изготовлялось около 80 % производимой в мире стали). Однако в связи с бурным развитием в 60-х годах 20 века кислородно-конвертерного производства строительство мартеновских цехов практически прекратилось; относительная доля мартеновской стали непрерывно уменьшается. В 1970 в мартеновских печах выплавлено в мире ~240 млн. т стали (~40 %) в СССР – 84 млн. т (~72 %). Мартеновские печи – основной потребитель стального лома (около 50 %).
В настоящее время ведущая роль в повышении эффективности сталеплавильного производства и улучшении качества металла придаётся техническому перевооружению и изменению структуры выплавляемой стали за счёт преимущественного развития кислородно-конвертерного и электросталеплавильного производства в комплексе с устройствами внепечной обработки и непрерывной разливки стали.
Совершенствование метрологического обеспечения существующего мартеновского производства позволит повысить его эффективность. Анализ технико-экономических показателей работы крупных мартеновских цехов и качества выплавляемого металла показал что по ряду важнейших показателей имеют место большие различия при сходных условиях работы сравниваемых агрегатов и предприятий даже в условиях одного производства. Очевидно что отступления от оптимального технологического режима работы печей обуславливающие изменения длительности плавок удельных расходов топлив и кислорода в первую очередь связаны с недостаточностью информации о состоянии печи и ванны в ходе плавки. Кроме указанных отрицательных последствий снижается стойкость печи и возрастают затраты на ремонты. Для ускорения плавок прибегают к повышенному расходу кислорода в факел и ванну что способствует ускоренному износу огнеупорной кладки рабочего пространства и заносу ячеек регенераторов. При этом ухудшается экология и условия труда в цехе из-за выбросов дымовых газов через рабочие окна. Совершенствование метрологического обеспечения мартеновского производства имеет также организационный и социальный эффект за счёт облегчения и улучшения управления технологическим процессом повышения надёжности работы агрегатов передачи ряда утомительных функций контроля приборами объективности принимаемых решений по управлению повышения техники безопасности.
Автоматизация мартеновского процесса обеспечивает снижение расходов сырья материалов увеличение выхода годного улучшение качества продукции а также повышает культуру производства в целом.

РО.docx

2.1.2. Расчет регулирующего органа.
Каждая система автоматического регулирования имеет регулирующий орган непосредственно воздействующий на регулируемый параметр и соответствующий исполнительный механизм т.е. привод который управляется регулятором или микропроцессорным контролером .
Комплект состоящий из регулирующего органа (РО) и исполнительного механизма (ИМ) называется исполнительным устройством (ИУ).
В качестве исполнительных устройств чаще всего применяются различного рода клапана заслонки задвижки и иные конструкции объединяемые общим термином регулирующая арматура”. Все подобные устройства по своему принципу действия являются переменными гидравлическими сопротивлениями изменяющими в соответствии с сигналами регулятора свою величину т.е. свое переходное сечение а следовательно и расход (количество) проходящего через это сечение вещества. Поэтому исполнительные устройства указанных конструкций называют регулирующими дробильными органами.
При расчете предполагается что ИУ встраивается в существующий трубопровод но влияние такового на работу РО не принимается во внимание. Этот вариант является наиболее простым и чаще всего встречающимся на практике. Он полностью пригоден например при коротких прямых ответвлениях от магистрального трубопровода причём диаметр последнего больше диаметра трубопровода ответвления. Отказ от учёта влияния трубопровода на работу ИУ допустим если отношение потерь давления в трубопроводе к потерям давления на ИУ при максимальном расходе среды – не менее 025.
Исходные данные для расчета:
Регулируемая среда – мазут.
Максимальная пропускная способность РО определяется по формуле 1
Кv макс = ·Qмакс (1)
где Кv макс – максимальная пропускная способность РО м3ч;
Qмакс – максимальный расход мазута м3ч;
ρ – плотность мазута гсм3;
Δрмин – перепад давления на ИУ при максимальном расходе кгссм2;
– коэффициент запаса.
Qмакс = 2 м3ч; ρ = 09 гсм3; Δрm = 15;
Кv макс = 15·2 = 29 м3ч.
По таблице подбираем регулирующий орган с пропускной способность Кv.у = 3 м3ч и Dу = 25 мм притом что выполняется условие Кvу ≥ Кv макс
Проверка влияния вязкости на Кvу. по формуле 2
Определение числа Рейнольдса для выбранного Dу если Re ≥ 2000 то влияние вязкости не учитывается.
Re = 3530·QмаксDу· (2)
где Re – число Рейнольдса;
Dу – диаметр трубопровода мм;
– вязкость нестабильного бензина см2с.
Qмакс = 2 м3ч; Dу = 25 мм; = 0012 см2с;
Re = 3530·225·0012 = 23533.
Условие Re ≥ 2000 для выбранного Dу выполняется.
Проверка на возможность возникновения кавитации для выбранного ИУ по формуле 3 определяется коэффициент гидравлического сопротивления
где – коэффициент гидравлического сопротивления;
Кvу – условная пропускная способность м3ч.
Dу = 25 см; Кvу = 3 м3ч;
Определение коэффициента кавитации Кс в зависимости от по расчетным таблицам.
Кс = 03; Кс max = 04.
Определение перепада давления на ИУ при котором возникает кавитация по формуле 4
Δркав = Кс·(р1-рп) (4)
Δркав – перепад давления на ИУ МПа;
Кс – коэффициент кавитации;
р1 – абсолютное давление среды при максимально расходе до ИУ МПа;
рп – абсолютное давление среды при максимально расходе после ИУ определяется по кривым МПа.
Кс = 03; р1 = 11 МПа; рп = 03 МПа;
Δркав = 03·(11 – 03) = 024 МПа.
4 15 если Δркав Δрмин то определяется Δркав макс.
Проверка возможности пропуска максимального расхода среды при окончательно выбранной величине Δркав макс по формуле 5
Δркав макс = Кс макс·(р1-рп) (5)
Кс макс·= 04; р1 = 11 МПа; рп = 03 МПа;
Δркав макс = 04·(11 – 03) = 032 МПа.
Определение максимальной пропускной способности при Δркав макс = 032 МПа по формуле 6
Кv макс = ·Qмакс (6)
·= 15; Qмакс = 2 м3ч; ρ = 09 p = 032 МПа;
Кv макс = 15·2 = 16.
К р = 16 ≤ К в=29 следовательно расчет можно считать законченным.
По расчетному К у и Qmin расхода среды осуществляется выбор типа РО.
Тип клапана 25с201нж:
Тºокр. = -30 до 50°С.
Материал корпуса – сталь 25.
Уплотнение шпендиля – сальниковое.
Присоединение – фланцевое.
Тип исполнительного механизма 25с989НЖ3 .

СУ.docx

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1. Расчет сужающего устройства.
Регулятор соотношения топливо — кислородонасителя предназначен для автоматического изменения количества воздуха и кислорода в зависимости от подаваемого количества топлива.
При помощи этой системы в течение всего периода нагрева и плавки можно регулировать коэффициент избытка воздуха благодаря чему достигаются оптимальные условия для сжигания топлива и следовательно минимально возможный расход топлива. Кроме того при помощи этой системы регулирования контролируют состав отходящих газов в борове что позволяет следить за эффективностью работы данной системы автоматизации.
На щите теплового контроля имеется ключ для дистанционного управления при помощи которого можно отключить регулятор и осуществить ручное управление исполнительным механизмом необходимого регулирующего клапана. Расход газа кислорода и воздуха измеряют при помощи датчика САПФИР-22ДД а регистрацию производит ДИСК -250. Расход мазута измеряется и регистрируется с помощью расходомерного комплекса УВР -011.
Существующие регуляторы соотношения топливо — воздух можно применять при условии если весь воздух прошедший через измерительную диафрагму участвует в процессе горения топлива. Их также можно использовать при потерях воздуха но только в том случае когда величина их известна и постоянна.
1.1.1. Расчёт контура контроля расхода сжатого воздуха на печь.
Измерение расхода сжатого воздуха на печь производится методом переменного перепада давления. Для чего изначально необходимо выбрать сужающее устройство в виде диафрагмы которая устанавливается на трубопроводе и подключается к датчику.
Среднее барометрическое давление .
Внутренний диаметр:
Для рабочих условий: Qmax=Qн(PнTK(P-фPвпм)Tн)
Т. к. измеряемая среда – воздух то скорость в рабочих условиях принимаем V=15мс. . Тогда:
Округляем расчетное значение диаметра трубопровода к ближайшему стандартному значению: .
Средняя абсолютная температура .
Среднее избыточное давление .
Допустимые потери давления
Относительная влажность .
Поправочный коэффициент на тепловое расширение:.
Средняя абсолютная температура:
Среднее абсолютное давление:
Расчётные допустимые потери давления:
Плотность сухого газа в нормальном состоянии:
Максимально возможное давление водяного пара при температуре t=25oC:
Максимально возможная плотность водяного пара при температуре t=25oC:
Относительная влажность в нормальных условиях: .
Относительная влажность в рабочих условиях:
где - максимально возможная плотность водяного пара при температуре ;
Коэффициент сжимаемости: K = 1.
Промежуточная величина:
Плотность влажного газа в рабочем состоянии:
Плотность сухой части газа:
Показатель адиабаты:.
Динамическая вязкость: .
Для регулирования расхода используется расходомерный комплект: диафрагма бескамерная ; дифференциальный датчик давления САПФИР-22-ДД-2430 выдающий унифицированный сигнал 4 – 20 мА. Этот дискретный сигнал с выходного дискретного модуля контроллера приходит на вторичный регистрирующий прибор ДИСК -250 на котором отображается текущее значение расхода.
1.1.2.Расчёт контура контроля расхода природного газа на печь
Т. к. измеряемая среда – природный газ то скорость в рабочих условиях принимаем .
Округляем расчетное значение диаметра трубопровода к стандартному ближайшему значению: .
Средняя температура .
Поправочный коэффициент на тепловое расширение: .
Составляющие природного газа:
Плотности составляющих:
Найдем плотность природного газа по формуле:
Максимально возможное давление водяного пара при температуре :
Максимально возможная плотность водяного пара при температуре :
Для регулирования расхода используется расходомерный комплект: диафрагма бескамерная ; дифференциальный датчик давления САПФИР-22-ДД-243 выдающий унифицированный сигнал 4 – 20 мА. Этот дискретный сигнал с выходного дискретного модуля контроллера приходит на вторичный регистрирующий прибор ДИСК - 250 на котором отображается текущее значение расхода.
1.1.3.Расчёт контура контроля расхода мазута на печь.
Расход мазута измеряется с помощью ультразвукового расходомера УВР - 011 и регистрируется вторичным регистрирующим прибором ДИСК -250. Этот сигнал поступает на аналоговый модуль регулятора. Текущее значение расхода отображается на циферблате расходомерного комплекса.
1.1.4.Расчёт контура контроля расхода вентиляторного воздуха на печь
Среднее барометрическое давление местности рб =100000 Па
Внутренний диаметр D20 = 1000 мм.
Материал сталь 12 Х 13
максимальный: Q0 max = 20000 м3ч.
средний: Q0 ср = 13000 м3ч.
минимальный: Q0 min = 6000 м3ч
Средняя температура t = 30ºС.
Среднее избыточное давление Ри = 4800 Па.
Допустимые потери давления Р`п.д. = 1500 Па.
Относительная влажность φ` = 0.6
Плотность в нормальных условиях ρн = 1205 кгм3.
Объемный расход газа приведенный к нормальному состоянию ( 20ºС 101325 Па) Qном = 17500 м3ч.
Поправочный коэффициент на тепловое расширение К``t = 1.
Внутренний диаметр D = 1000 мм.
Максимальный Qпр = 20000 м3ч
Средний Qср = 13000 м3ч
Минимальный Qmin = 6000 м3ч
Средняя абсолютная температура Т = 303 К.
Среднее абсолютно давление р = 104800 Па.
Расчетная допустимая потеря давления Рп.д. = 2500 Па
Плотность сухого газа в нормальном состоянии ρн = 1205 кгм3.
Максимально возможное давление водяного пара при температуре t = 30ºС:
Максимально возможная плотность водяного пара при температуре t = 30ºС:
ρв.п.м. = 003036 кгм3.
Относительная влажность в долях единицы φ` = 06.
Относительная влажность в рабочем состоянии φ = 03417.
Коэффициент сжимаемости К = 1.
Промежуточная величина для определения z = 3411168.
Плотность сухой части газа в рабочем состоянии ρс.г. = 11657 кгм3.
Плотность влажного газа в рабочем состоянии ρ = 154 кгм3.
Показатель адиабаты = 14.
Динамическая вязкость = 118*10-5 Па*с.
Число Рейнольдса Re = 6238528.
Среднее число Рейнольдса Reср = 4055043.
Для регулирования расхода используется расходомерный комплект: диафрагма бескамерная; дифференциальный датчик давления САПФИР-22-ДД-2410 выдающий унифицированный сигнал 4 – 20 мА. Этот дискретный сигнал с выходного дискретного модуля приходит на ДИСК -250 на котором отображается текущее значение расхода.
1.1.5.Расчёт контура контроля расхода кислорода на печь.
Т. к. измеряемая среда – кислород то скорость в рабочих условиях принимаем . .
Найдем плотность газа по формуле:

Монтажная текст.docx

2.2. МОНТАЖ И НАЛАДКА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
2.1.Указатель положения дистанционный ДУП-М.
Указатель положения дистанционный ДУП-М предназначен для дистанционного указания положения выходного вала электрического исполнительного механизма имеющего реостатный или индуктивный датчик.
Рис.4. Внешний вид устройства.
Перед установкой убедиться в отсутствий механических повреждений указателя.
Указатель предназначен для крепления на щитах из магнитных или немагнитных материалов (габаритно- присоединительные размеры на рис..).
Схема внешних соединений указана на рис..
Сопротивлений линии связи указателя с исполнительным механизмом должно быть не более 10ОМ на каждый провод.
Силовые и измерительные цепи должны прокладываться отдельными проводами.
Настройку указателя производить следующим образом. Установить выходной вал исполнительного механизма в начальное положение. Вращение оси регулировочного резистора «0» расположенного на корпусе указателя установить стрелку измерительного прибора на отметку шкалы 0%. Переместить выходной вал исполнительного механизма в конечное положение . Вращение оси регулировочного резистора «100» стрелку измерительного прибора установить на 100% шкалы.
Если при перемещений выходного вала из начального положения в конечное показания указателя уменьшаются необходимо изменить полярность подключения.
Рис.5. Габаритные и установочные размеры.
Рис. Габаритные и установочные размеры ДУП –М.
Рис.6. Схема внешних соединений.
2.2. Устройство регулирующее РП4-М1.
Устройство регулирующее РП4-У-М1 с импульсным выходным сигналом предназначено для формирования динамических свойств П ПИ а с внешним дифференциатором – ПИД -законов регулирования автоматических регуляторов содержащих электрические исполнительные механизмы постоянной скорости.
Рис.7. Внешний вид регулятора.
Порядок установки и монтажа
Устройство регулирующее РП4-М1 рассчитаны на утопленный монтаж на вертикальной панели щита в закрытом взрывобезопасном и пожаробезопасном помещении. Окружающая среда не должна содержать агрессивных паров и газов. Каждое устройство должно быть защищено от влияния внешних магнитных полей с напряженностью более 400 Аm поэтому устанавливать его следует на расстоянии не менее 1 м от элементов и устройств генерирующих сильные магнитные поля. Не допускается вибрации устройств с частотой выше 25 Гц и с амплитудой более 01 мм. Место установки должно быть хорошо освещено и удобно для обслуживания. С передней стороны щита необходимо предусмотреть свободное пространство глубиной не менее 550 мм для извлечения шасси из корпуса устройства. Габаритные размеры и вырез в щите представлены на рис. 8 .
Внешние соединения устройства с другими элементами системы регулирования выполняются в виде кабельных связей или в виде жгутов вторичной коммутации. Прокладка и разделка кабеля и жгутов вторичной коммутации должны отвечать требованиям действующих “Правил устройства электроустановок” (ПУЭ). Допускается непосредственное присоединение кабельных жил к коммутационным зажимам клеммной колодки устройства.
Рис.8. Габаритные размеры вырез в щите.
Все измерительные цепи устройства могут быть объединены в один общий кабель. Силовые выходные цепи и цепи дискретной подстройки должны быть выделены в отдельные кабели. Заземление устройства осуществляется через клемму 3 и болт заземления.
Схемы внешних соединений.
Схема внешних соединений устройства регулирующего РП4-У-М1 приведена на рис. 9.
Рис. 9. Схема внешних соединений РП4-У-М1.
Устройство рассчитано на подключение четырех датчиков унифицированных токовых сигналов 0-5 мА или 0-20 мА 4-20 мА. Для исполнения устройства на входной ток 0-5 мА предусмотрено также суммирование двух сигналов по напряжению 0-10 В и сравнения этих
сигналов с сигналом внутреннего задатчика. При этом токовый сигнал рассогласования с выхода внутреннего задатчика (клеммы 27 29) заводится
на вход 1 (клеммы 12 14).
С целью устранения разрыва токовых цепей при извлечении работающих устройств для технического обслуживания и ремонта предусмотрено присоединение с внешней стороны к токовым входам защитных устройств.
Все неиспользуемые клеммы предназначенные для подключения входных сигналов и других внешних элементов остаются свободными.
Специального технического обслуживания данные устройства не требуют. Для обеспечения нормальной работы рекомендуется выполнять в установленные сроки следующие мероприятия:
Проверять правильность действия в составе средств автоматического регулирования по показаниям контрольно-измерительных приборов фиксирующих протекание технологического процесса.
При работе устройства в условиях повышенной запыленности сдувать сухим чистым воздухом пыль с внешних клеммных колодок.
-Сдувать сухим и чистым сжатым воздухом пыль с внешних клеммных колодок.
- При выключенном напряжении питания проверить надежность крепления устройства и его внешних электрических соединений.
Один раз в три года а также в период капитального ремонта основного оборудования и после ремонта устройства.
Производить проверку технического состояния и измерение параметров устройства в лабораторных условиях.
2.3. Задатчик ручной РЗД-22
Рис. 10. Внешний вид задатчика.
Задатчики ручные РЗД предназначены на применение в АСУ ТП для выполнения операций по ручной установке сигналов задания для стабилизирующих регуляторов и регуляторов соотношения преобразование одного вида унифицированного сигнала постоянного тока или напряжения в другой.
Задатчик РЗД-22 конструктивно состоит из передней панели и пластмассового корпуса рассчитан на установку на пульте или щите крепление к которому осуществляется со стороны передней панели. Имеется винт для заземления задатчика.
Задатчик РЗД-22 рассчитан на утопленный монтаж в вертикальной горизонтальной или наклонной плоскости пульта панели щита в закрытом взрывобезопасном и пожаробезопасном помещении. Окружающая среда не должна содержать примесей агрессивных паров и газов физические параметры окружающей среды должны отвечать условиям эксплуатации.
Рис. 11. Габаритные и установочные размеры задатчика РЗД-22
Место установки РЗД-22 должно быть освещено и удобно для обслуживания. Габаритные и установочные размеры задатчика приведены в рис 11.Схема подключения рисунок 12.
Рис. 12. Схемы подключения входа РЗД – 22 для преобразования входных сигналов.
Техническое обслуживание
Специального технического обслуживания задатчик ручной РЗД-22 не требует. Для обеспечения нормальной работы рекомендуется выполнять в установленные сроки следующие мероприятия:
Проверить правильность действия РЗД-22 в составе средств автоматического регулирования по показаниям контрольно-измерительных приборов фиксирующих протекание технологического процесса.
При работе задатчика РЗД-22 в условиях повышенной запыленности сдувать сухим чистым сжатым воздухом пыль с внешнего контактного разъема.
Сдувать сухим и чистым сжатым воздухом пыль с внешнего контактного разъема.
- Один раз в год а также в период капитального ремонта основного оборудования и после ремонта задатчика ручного РЗД-22 производить проверку технического состояния и функционирования
2.4. Пускатель бесконтактный ПРБ -2М
Пускатель предназначен для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами в приводе которых используются трехфазные электродвигатели. Пускатель рассчитан на утопленный монтаж на панели щита. Габаритные и установочные размеры монтажа изображены на рис. 13.
Рис.13. Габаритные и установочные размеры.
Схемы внешних соединений пускателя приведены на рис. 14 и рис. 15.
Рис. 14. Схема внешних соединений пускателя ПБР – 2М
Рис. 15. Схема внешних соединений пускателя ПБР – 2М с механизмами имеющими электромагнитный тормоз.
2.5. Регистрирующий прибор КСД -3.
Прибор КДС -3 представляет собой стационарный одноточечный показывающий и регистрирующий прибор с записью на диаграммном диске.
Предназначен для автоматического контроля и регулирования таких неэлектрических величин как: давление расход уровень напор. Для работы с невзаимозаменяемыми первичными датчиками в приборе предусмотрен блок делителя напряжения. В качестве компенсирующего элемента в приборе используется дифтрансформаторная катушка с перемещающимся в ней сердечником.
Рис.16. Внешний вид КСД – 3.
Порядок установки прибора.
Прибор должен быть установлен в хорошо освещенном помещении с чистым и сухих воздухом с незначительно изменяющейся температурой.
Желательно иметь вокруг щита на котором установлен прибор застекленную перегородку отделяющего его от остальной части помещения.
Для монтажа прибора в панели щита делают вырез 304*304 мм.
Габаритные и присоедениетельные размеры приведены на рисунке 17.
Предварительно сняв боковые струбицы прибор вставить в вырез до упора. Навесить струбицы не зажимая их болтами нажать на стубицы вниз до упора и затянуть болты.
Для удобства обслуживания прибор должен быть вставлен на щите так чтобы ось указателя находилась на уровне 14 м -16 м от уровня пола.
Желательно эксплуатировать прибор при температуре не выше 40ºС.
Нельзя располагать прибор вблизи источников мощных электромагнитных полей.
Основные межузловые электрические соединения прибора выполнены гибким жгутом с цифровой индикацией проводов.
Схема внешних электрических соединений приведена на рис. 18.
Заземление присоединять к отдельной клемме корпуса.
Питание к прибору подается через разъем типа РША установленной на задней стенке корпуса к клеммам 5 7.
Для предохранение от механических повреждений прокладывать провода в гибких металлических шлангах или трубках которые должны быть надежно заземлены.
Техническое обслуживание.
Обслуживание прибора сводиться к следующим периодическим операциям: замене диаграммного диска протирке стекла и крышки прибора заливке чернил чистке капилляра и промывке чернильницы и пера смазке подшипников и трущихся деталей механизма проверке градуировки прибора регулировке чувствительности.
Рис. 17. Габаритные и присоединительные размеры прибора.
Рис. 18. Схема электрическая подключения прибора.
I – первичная обмотка; II – вторичная обмотка; III – обмотка дифтрансформатора первичного прибора.
2.6. Исполнительный механизм МЭО
Механизмы исполнительные электрические однооборотные постоянной скорости МЭО предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования в соответствии с командными сигналами поступающими от регулирующих и управляющих устройств.
Управление механизмами как бесконтактное с помощью пускателя бесконтактного ПБР-2М так и контактное.
Рис.19. Общий вид механизма
Механизмы должны устанавливаться с горизонтальным расположением выходного вала. Допускается расположение вала наклонно под углом 15 º к горизонтали. Прежде чем приступить к монтажу необходимо осмотреть механизмы и убедиться в отсутствии внешних повреждения. Крепление механизмов производить четырьмя болтами. Предусмотреть место для обслуживания механизмов со стороны датчика и ручного привода.
Габаритно-присоединительные размеры механизмов приведены в рисунке 20.
Рис.20. Габаритный чертеж механизма.
Электрическое подключение механизмов производить через штуцерный ввод. Для подключения необходимо снять крышку гайку заглушку и резиновое кольцо штуцерного ввода затем пропустить провод через резиновое уплотнительное кольцо и все в сборе установить в гнездо штуцерного вала.
Подсоединить провода к клеммным колодкам согласно рисунок 21.
Установить крышку на место. При этом обратить внимание на наличие всех крепежных элементов и их равномерную эатяжку.
Место присоединения заземляющего проводника должно быть тщательно зачищено и предохранено после присоединения заземляющего проводника от коррозии путем нанесения слоя консистентной смазки. По окончании монтажа с помощью мегомметра проверить величину сопротивления изоляции которая должна быть не менее 20 МОм и сопротивление заземляющего устройства к которому подсоединен механизм. Оно должно быть не более 10 Ом.
Рис.21. Схема внешних соединений.

Монтажная текст.docx

2.3. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ СХЕМ ДЛЯ МОНТАЖА
3.1. Монтажно-коммутационная схема.
Монтажно-коммутационная схема для контура регулирования расхода мазута мартеновской печи представлена в графической части дипломного проекта.
На монтажно-коммутационной схеме (МКС) отображён задний вид щита КИП и А панели №4 для контура регулирования расхода мазута.
На этой схеме отображаются клеммные колодки щита к каким присоединяются приборы данного контура автоматизации а также клеммник внешних связей щита.
Приборы на монтажно-коммутационной схеме размещаются так как указано на щите. Приборы между собой связаны линиями связи которые нумеруются.
Для подвода питания и информационных сигналов к щиту КИП и А используется скрытая электропроводка (трубная проводка) а для развода сигналов на каждый прибор провод из трубы заводится на клеммную колодку и только затем подаётся на входные клеммы прибора.
Позиции указанные на приборах соответствуют позициям на общем виде щитов КИП и А которая представлена в графической части проекта.
Щиты систем автоматизации предназначены для размещения на них средств контроля и управления технологическим процессом контрольно-измерительных приборов сигнальных устройств аппаратуры управления автоматического регулирования защиты блокировки линии связи между ними (трубная и электрическая коммутация). Щиты автоматизации группы ячеек установлены в пирометрической группы.
В графической части приведен внешний вид щита КИП и А
На щите панели №4 расположены приборы для контроля и регулирования:
Расхода природного газа.
Расхода вентиляторного воздуха.
Расхода сжатоговоздуха.
Для этого выбраны стандартные размеры щита 2200х600 мм.
На высоте 2000 мм расположен блок питания 22БП -36 мс индикацией о наличии напряжения..
На высоте 1345 мм и 1765 мм расположен самопищущий регистрирующий прибор ДИСК 250 и КСД 3 для регистрации показаний УВР.
На высоте 1050 мм расположены приборы БИК 1 и РП4У .
На высоте 900 мм расположены приборы индикации РО ДУП – М.
На высоте 760 мм расположены ключи ручного управления SA 2 SA 3 SA 4 SA 5 SA 7 SA 8.

Экономическая часть.doc

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Организация производства
1.1 Организация работ по текущей эксплуатации приборов и средств автоматизации.
Цех КИП и А является самостоятельным структурным подразделением предприятия и должен находиться в подчинении заместителя главного инженера по автоматизации и механизации или главного энергетика или главного метролога в зависимости от принятой структуры предприятия.
Цех выполняет работы по ремонту и обслуживанию средств автоматического контроля регулирования и управления технологическими процессами организует работы по монтажу и внедрению новых систем автоматического контроля регулирования и ВТ в зависимости от развития АСУ ТП.
Для обслуживания средств и систем автоматизации в отдельных крупных цехах оснащенных системами автоматизации с применением управляющих вычислительных машин могут быть организованы цеховые службы АСУ ТП производства (например сталеплавильного прокатного и т.п.) в состав которых входят участи КИП и А.
Цех КИП и А осуществляет следующие функции:
)техническое обслуживание (ТО) и ремонт (Р) рабочих средств измерений (СИ) средств и систем автоматизации (СА);
)обеспечение ведомственного метрологического надзора за состоянием применяемой на предприятии измерительной техники (по закрепленным видам измерений);
)разработку и внедрение новых СИ СА агрегатов и цехов (на предприятиях где организована самостоятельная ЦЛАМ эти работы выполняются ею);
)участие в разборе причин брака и аварий на технологических агрегатах связанных с работой СИ и СА;
)совершенствование методов ремонта и обслуживания СИ и СА;
)ведение технологической документации и анализ отказов защит для повышения качества работы СА;
)внедрение новых методов контроля совершенствование схем защит и автоматизации;
)контроль за проектированием и монтажом СА и приемка из монтажа этих устройств на вновь пускаемом оборудовании;
)участие в обеспечении аппаратурой испытаний проводимых на предприятии; и т.д.
На участке штат КИП состоит из дежурных слесарей-прибористов и слесарей-наладчиков. Дежурный слесарь прибывает на работу за 10-15 мин до начала смены и занимается ознакомлением с записями в журнале приема - сдачи смены принимает приборы и оборудование. Уход с дежурства без сдачи смены запрещается. В исключительных случаях оставление рабочего места допускается с разрешения вышестоящего лица из числа оперативных работников.
В обязанности дежурного входит выполнение работ состав которых определен в нормативах времени по текущему обслуживанию средств измерений и автоматики.
В течении дневной смены дежурный персонал обязан:
произвести осмотры работающего оборудования КИП и А;
выполнять работы но техническому обслуживанию согласно должностной инструкции;
фиксировать в оперативно- эксплуатационном журнале время причину или остановку механизма;ра6оты но устранению неисправностей и техническому обслуживанию.
Ремонтный персонал обязан:
оформить приемку средств КИП и А в ремонт;
выполнить все запланированные изменения в конструкции и схемах эксплуатируемого оборудования;
оформить ремонт в паспорте дефектной карте ремонтном журнале.
При получении приборов и оборудования КИП и А из ремонта представитель участка по эксплуатации предъявляет контрольный талон и расписывается в дефектной карте.
Для слесаря КИП предоставлен отдельный шкаф для запчастей и инструментов ключ от которого передается по смене. Необходимым условием является наличие резервного запаса приборов не более 3 % от числа находящихся в эксплуатации приборов. Этот запас находится в распоряжении дежурного слесаря.
Слесарь-наладчик осуществляет наладку приборов и выполнение текущего ремонта по месячному графику а также отправку в ремонт и получение из ремонта приборов принимает участие в работах по поверке и внедрению новых приборов. Эти работы выполняются только в первую смену. Периодичность выполнения планово-предупредительных ремонтов по типам приборов на участке устанавливается исходя из конкретных условий работы.
График планово-предупредительных ремонтов на участке составляет мастер участка. Он согласуется с графиком работы технологического оборудования. Утверждается график начальником цеха и начальником цеха КИП.
На основании цехового графика планово-предупредительных ремонтов составляются месячные заявки на ремонт для данного участка которые должны быть выполнены ремонтным отделением цеха КИП.
График выхода на работу и режим труда должны полностью соответствовать условиям технологического процесса обеспечивать эффективное использование всех средств производства и создавать возможность для проведения ремонтов. При составлении графиков исходят из того что рабочее время каждого рабочего должно отвечать месячной норме и годовой норме.
Эксплуатация СИ СА и систем автоматизации заключается в их использовании по назначению в своевременном достаточном и качественном проведении ТО и ППР осуществлении за ними должного технического и метрологического контроля.
Техническое обслуживание СИ СА и систем автоматизации в производственных цехах предприятия выполняется в три смены персоналом эксплуатационных участков.
ТО – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению хранении и транспортировании.
Персонал эксплуатационных участков выполняющий ТО СИ СА и систем автоматизации должен быть аттестован и иметь квалификационную группу по технике безопасности согласно ПТЭ и ПТБ.
Все СИ и СА находящиеся в эксплуатации должны быть закреплены за бригадами или отдельными лицами которые несут ответственность за их техническое состояние. Дежурный персонал эксплуатационных участков также отвечает в течение смены за работоспособность всех СИ и СА на участке независимо от их закрепления.
Основные работы по ТО (регламентированное и сезонное ТО большая часть восстановительных работ демонтажи подготовка СИ и СА к ремонту и периодическим поверкам) выполняет персонал эксплуатационных участков как правило в дневную смену.
Дежурный персонал вечерней и ночной смен осуществляет контроль за техническим состоянием СИ СА и систем автоматизации а также при необходимости восстановительные работы и замену использованных материалов.
1.2 Расчёт годового фонда времени рабочих.
Для определения штата дежурных электрослесарей по эксплуатации и электрослесарей по текущему ремонту необходимо руководствоваться трудоемкостью обслуживания систем контроля и автоматического регулирования и фондом времени которое должен отработать рабочий каждого разряда в соответствии с графиком работы.
Время которое рабочий должен отработать за год или месяц называется номинальным.
Для непрерывного (4-х бригадного) графика нерабочее время (выходные дни) считается по формуле:
где ВД – выходные дни;
КВ – календарное время (365 дней);
Номинальное время считают по формуле:
Праздничные дни при 4-х бригадном графике отсутствуют.
Длительность отпуска принимаем 40 дней: О=40 дней.
Невыходы по причине болезни принимаем 3 % от номинального времени:
Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимают 05 % от номинального времени:
Действительный годовой фонд времени слесарей определяется по формуле:
Коэффициент списочности определяется по формуле:
Для прерывного графика работы номинальное время считается по формуле:
где КВ – календарное время (365 дней);
ВД – выходные дни (104 дня);
ПД – праздничные дни (10 дней).
Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимаем 05 % от номинального времени:
Действительный годовой фонд времени слесарей определяется:
Коэффициент списочности определяется:
Плановый баланс использования рабочего времени за год для дежурных слесарей по эксплуатации приборов работающих по непрерывному четырех бригадному графику работы и слесарей по текущему ремонту работающих по пятидневной рабочей неделе приведен в таблице 1.
Табл. 1. – Плановый баланс использования рабочего времени
Дни отдыха по графику
Выполнение государственных и общественных обязанностей
Фактическое время отработки
Коэффициент списочности
1.3 Определение штата слесарей обслуживающих предлагаемую систему контроля и автоматического регулирования.
Численность слесарей определяется в зависимости от объема и сложности работ то есть от количества установленных приборов их размещения на участке конструкции типа приборов и средств автоматизации по укрупненным нормативам времени на работы по текущему обслуживанию.
Для определения количества слесарей составим таблицу 2 затрат времени на обслуживание КИП и А.
Табл. 2 – Затраты времени на обслуживание предлагаемой системы.
Трудоёмкость одного прибора у.п.е.
Общий коэффициент трудоёмкости у.п.е.
Общую трудоемкость необходимо умножить на коэффициент 115 включающий выполнение неучтенных работ.
Определяем необходимое количество увеличения персонала по формуле:
где П – количество рабочих (чел.);
SТ – суммарная трудоёмкость обслуживания приборов с учётом неучтенных работ (у.п.е.);
Ноб – норматив обслуживания на одну прибороединицу (0041 чел);
Ксп – коэффициент списочности.
Из этого следует что количество рабочих необходимых для обслуживания предлагаемой системы автоматизации увеличить на 1 ремонтника 5-го разряда.
Таким образом на участке КИП и А мартеновского цеха работает 24 человека: 6 разряд – 6 человек 5 разряд – 18 человек в том числе ремонтного персонала.
1.4 Организация ремонтных работ и работ по проверке приборов.
Основными документами разрабатываемыми при планировании то ремонтов и периодических поверок являются:
)годовые графики ремонтов и периодических поверок по эксплуатационным участкам;
)месячные планы работ эксплуатационных участков;
)сводный годовой график ведомственных поверок по предприятию;
)сводный годовой график государственных поверок по предприятию;
)годовой план ремонтов для ремонтного участка и основных агрегатов обслуживаемого цеха;
)план внедрения новой измерительной и испытательной техники средств автоматического контроля и регулирования.
При составлении графиков следует:
)максимально привязывать сроки ремонтов СИ и СА к срокам проведения ремонтов и модернизации технологического оборудования;
)совмещать сроки проведения ремонтов со сроками выполнения очередных периодических поверок;
)равномерно распределять трудоемкость работ по ремонту в течение года;
)координировать сроки проведения средних и капитальных ремонтов по эксплуатационным участкам таким образом чтобы уменьшить необходимое количество резервных СИ и СА. Для этого стремятся избегать совмещения сроков проведения СР и КР одноименных СИ и СА на разных эксплуатационных участках.
Исходными документами при составлении годовых графиков эксплуатационных участков являются:
)перечни эксплуатируемых СИ и СА;
)графики ремонтов технологического оборудования на планируемый год;
)годовые графики эксплуатационных участков за предшествующие планируемому годы;
)установленные на конкретные типы СИ периодичности поверок.
По годовым графикам эксплуатационных участков тех. бюро подразделения КИПиА составляет годовой план ремонтов для ремонтного участка а подразделение (группа) ведомственной поверки ЦМЛ – сводные годовые графики ВП и ГП по предприятию.
План ремонтов служит основой для составления годовой сметы расходов на ремонт СИ и СА позволяет оценить трудозатраты потребность в запасных частях и материалах.
Основанием для составления месячных планов работы эксплуатационных участков служат:
)месячные графики ремонта технологического оборудования;
)инструкции по эксплуатации СИ и СА;
)руководящий технический материал РТМ 14-13-11-82;
)план внедрения новой измерительной и испытательной техники средств автоматического контроля и регулирования;
)предписания инспектирующих органов на замену ремонт поверку и дополнительную установку СИ и СА;
)записи в оперативно-эксплуатационных журналах персонала о результатах осмотра и технадзора эксплуатируемых СИ и СА.
В месячном плане указывают номенклатуру СИ и СА подлежащих в течение месяца ТО и Р ВП и ГП; сроки провидения работ по каждому СИ и СА; заявки на выполнение работ другими подразделениями.
Исходя из утвержденного месячного плана руководители эксплуатационных и ремонтных участков оформляют и выдают ежедневно задания персоналу.
Для СИ и СА предусматривается проведение трех видов ремонтов: текущий средний и капитальный.
Текущий ремонт для различных типов приборов производится через 1-4 месяца средний через 4-8 месяцев капитальный ремонт – через 1-3 года.
Для надёжной и безотказной работы приборов необходимо проведение хорошо организованных работ по поверке и ремонту приборов. Для достижения этой цели разрабатывается график планово-предупредительных ремонтов приборов (ППР). График ППР составляется на основе установленной периодичности отдельных видов ремонтов которая определяется из накопленного опыта эксплуатации приборов и оборудования.
Система ППР состоит из:
)межремонтного обслуживания которое осуществляет дежурный персонал путём круглосуточного надзора за состоянием приборов и устранения неисправностей в их работе;
)плановых ремонтов которые подразделяются по трудоемкости продолжительности и сложности на:
Как в процессе эксплуатации так и после ремонта приборы подвергаются поверке. График периодических поверок совпадает с графиком ППР.
Основным документом системы ППР является график который представлен в таблице 3.
Табл. 3. – График ППР и поверки приборов участка КИПиА мартеновского цеха
Т – текущий ремонт; С – средний ремонт; К – капитальный ремонт.
2 Экономика производства
2.1 Расчёт капитальных затрат
Стоимость контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации определяем по прейскурантам и ценникам. Капитальные затраты на вводимую систему автоматизации складываются из первоначальной или балансовой стоимости контрольно-измерительных приборов.
Первоначальная стоимость КИП включает в себя:
)прейскурантную цену;
)затраты на материалы;
)транспортные расходы.
Первоначальная стоимость приборов определяется по формуле:
где Цопт – оптовая цена;
Цтр – транспортные расходы;
Зм – затраты на монтаж.
Оптовые цены на приборы определяем на основании прайс-листов фирм-поставщиков. Затраты на монтаж можно принять 7 % от оптовых цен. Транспортные расходы принимают 8 % от оптовой цены прибора. Затраты на резервные КИП и средства автоматизации принимаем в размере 4 % от первоначальной стоимости установленных приборов. Затраты на вводимую систему отражены в таблице 4.
Табл. 4. – Капитальные затраты на вводимую систему.
Транспортные расходы 8 %
Капитальные вложения на внедрение новой системы автоматизации определяются суммой в 777139 грн.
2.2 Определение эксплуатационных расходов по обслуживанию и содержанию предлагаемой системы контроля и автоматического регулирования
2.2.1 Расчет фонда заработной платы
В основу расчета заработной платы принимаются тарифные сетки часовые тарифные ставки годовые фонды времени рабочих количество рабочих обязательные положения о доплатах и гарантиях предусмотренные трудовым законодательством.
Для оплаты труда рабочих участка КИП и А применяется шестиразрядная тарификация. Оплата труда персонала электрослесарей по эксплуатации системы автоматизации мартеновской плавки и слесарей КИП и А производится по повременно – премиальной системе. При данной системе оплаты труда рабочие премируются за своевременное и качественное выполнение работы при отсутствии простоев и аварий оборудования по вине рабочего и при условии выполнения месячного плана обслуживаемым участком.
При расчете используем следующие данные:
В цехе работают: 6 разряд – 6 человек 5 разряд – 18 человек в том числе ремонтный персонал.
Для ремонтников 6 разряда тарифная ставка 1331 грн премия 30 % а 5 разряда 1127 грн премия 30 % доплата за вредность 12 %.
Первая ремонтники работают 1663 часа в месяц а первая смена 1825 чмес. из них ночные – 608 часа вечерние – 304 часов праздничные – 5 часов переработка 107 часов.
Премия (Зп) производится в размере 30 %:
Доплата отпусков определяется по формуле:
где ЗS – сумма всех вышеперечисленных элементов основной зарплаты грн.;
О – длительность отпуска дней;
ФВ – фонд времени дней.
Доплата за выполнение государственных и общественных обязанностей определяется по формуле:
где Г – длительность выполнения государственных и общественных обязанностей дней.
Результаты расчета фонда заработной платы приведены в таблице 5.
Табл. 5. – Результаты расчёта заработной платы для одного рабочего (ремонтника).
Элементы заработной платы
Итого ремонтного персонала
Списочное кол-во рабочих
Кол-во выходов на 1-го рабочего час
Процент за вредность
Основная заработная плата грн
Дополнительная зарплата грн
Итого ФОЗ на 1-го чел.
Оплата гос. Обязанностей
Общий фонд годовой зарплаты грн
Среднемесячная заработная плата грн
2.2.2 Затраты на текущий ремонт КИП и автоматики.
Определяем затраты на текущий ремонт и содержание КИП и А. Эти затраты состоят из заработной платы дежурного и ремонтного персонала вместе с отчислениями на социальное страхование и затраты на материалы и запасные части для содержания и ремонта КИП и А. Затраты на материалы и запасные части принимаем в размере 6 % от суммы капитальных вложений в систему автоматизации. Таким образом определяем затраты на текущий ремонт и содержание КИПиА по формуле:
где Ккап.вл. – капитальные вложения в систему автоматизации грн;
СЭВМ – стоимость ЭВМ грн.
2.2.3 Определение амортизационных отчислений
Амортизационные отчисления производятся от первоначальной стоимости приборов и средств автоматизации по формуле:
где А – сумма амортизационных отчислений в год грн;
На – годовая норма амортизации 25 %;
Кперв. – первоначальная стоимость приборов грн.
2.2.4 Прочие цеховые расходы
В прочие цеховые расходы включаются расходы на рационализацию изобретательство охрану труда технику безопасности спецпитание спецодежду и др. Величину этих расходов принимаем укрупнено 10 % от суммы зп всего персонала:
2.2.5 Определение энергозатрат
Затраты на электроэнергию потребляемую приборами в процессе эксплуатации в течение года определяются исходя из мощности приборов действительного годового фонда времени работы оборудования и стоимости 1 кВтч электроэнергии.
Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:
где N – мощность группы приборов кВт;
T – действительный годовой фонд времени работы оборудования час;
К – коэффициент учитывающий использование годового действительного фонда времени (07);
Цэл. – стоимость 1 кВтч электроэнергии (065 грн).
Энергозатраты новой системы (таблица 6).
Табл. 6. – Энергозатраты новой системы автоматизации.
Мощность одного прибора Вт.
Общая мощность приборов Вт.
2.2.6 Общие эксплуатационные расходы
В результате всех выполненных расчетов определим сумму дополнительных эксплуатационных расходов связанных с внедрением системы контроля и автоматического регулирования.
3 Экономическая эффективность предлагаемой системы
Оценка экономической эффективности основывается на сопоставлении экономического эффекта создаваемого внедряемой системой и затратами на осуществление проекта.
Автоматизация как и всякое техническое мероприятие может считаться экономически эффективной если в результате ее осуществления:
)уменьшаются эксплуатационные затраты и сокращаются капитальные затраты в народное хозяйство на производство единицы продукции;
)уменьшаются эксплуатационные затраты при неизменных капитальные затратах;
)возрастают капитальные затраты и сокращаются эксплуатационные затраты причем в степени позволяющей компенсировать дополнительные капитальные затраты в сроки меньше нормативных;
)сокращаются капитальные затраты при неизменных эксплуатационных затратах;
)все технике – экономические показатели работы цеха остаются неизменными но существенно облегчается труд и улучшается техника безопасности.
В связи с включением в систему контуров автоматического регулирования соотношением топлива – кислородоносители давления в рабочем пространстве достигается экономия топлива (природного газа и мазута) и кислорода. Объём производства остался на прежнем уровне.
Экономия в результате реконструкции определяется сопоставлением норм расхода на единицу продукции до и после внедрения и рассчитывается на годовой объем производства.
В связи с уменьшением расхода природного газа рассчитаем годовой объём экономии:
где DМпр.г. – годовая экономия;
Нр1 и Нр2 – норма расхода природного газа на единицу продукции до и после внедрения системы (Нр1=631 м3т и Нр2=625 м3т);
Цпр.г. – цена топлива (2457 грнм3);
В – годовой объём производства после внедрения (6016534 т);
В связи с уменьшением расхода мазута рассчитаем годовой объём экономии:
где DМм. – годовая экономия;
Нр1 и Нр2 – норма расхода мазута на единицу продукции до и после внедрения системы (Нр1=1908 лт и Нр2=185 лт);
Цм. – цена топлива (22 грнл);
В связи с уменьшением расхода кислорода рассчитаем годовой объём экономии:
где DМкис. – годовая экономия;
Нр1 и Нр2 – норма расхода кислорода на единицу продукции до и после внедрения системы (Нр1=767 м3т и Нр2=755 м3т);
Цкис. – цена топлива (1213 грнм3);
Общая годовая экономия:
Определим суммарный экономический эффект от внедрения системы автоматизации за вычетом затрат:
Так как объемы производства остались прежними то экономия на условно-постоянных расходах отсутствует.
Снижение себестоимости на единицу продукции равно:
Себестоимость единицы продукции после реконструкции системы определяется по формуле:
где С1 и С2 – себестоимость единицы продукции до и после автоматизации (С1=60121 грн.)
По данным расчета себестоимости продукции после внедрения определяем годовой экономический эффект:
где Ен – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности (Ен=033).
Целесообразность внедрения системы определяем по расчетам показателей срока окупаемости и коэффициента эффективности.
Срок окупаемости внедряемой системы определяем по формуле:
Коэффициент эффективности определяем по формуле:
4 Технико-экономические показатели
В заключение всех расчетов выведем технико-экономические показатели характеризующие качество проекта в таблицу 7.
Табл. 7. – Технико-экономические показатели.
Капитальные вложения в систему автоматизации
Годовой экономический эффект
Коэффициент эффективности капитальных вложений

Вариант 1 выбор.doc

1 Предъявляемые требования к технике безопасности на рабочем месте работника КИП и А.
При работе под насадками в мартеновских печах выполняй следующие правила:
Опускаться под насадку разрешается только с разрешением мастера обслуживаемого цеха или сталевара печи. Замену термопар и другие ремонтные работы на дымовых трактах мартеновской печи котлах-утилизаторах газоочистках проводить только в период завалки печи и при прогреве шихты.
Не допускается опускаться под насадку при сливе чугуна и кипения плавки на данной печи. Все работы производить в спецодежде суконных рукавицах касках ботинках.
Не допускается работать на площадке мартеновских печей во время слива чугуна во избежание ожогов.
В мартеновском цехе не допускается находиться между завалочной машиной и движущимся составом с чугуновозными котлами.
При измерении температуры жидкой стали с помощью термопар во избежание ожогов брызгами металла работы необходимо производить только в положенной спецодежде и защитных приспособлениях.
Если проходы к установке постоянного замера температуры жидкого металла засыпаны шлаком доломитом или мусором потребуй от сталевара уборки этого мусора или шлака очистить площадку от амбразуры.
Очистить от мусора и других предметов место для укладки термопары кратковременного замера на рабочей площадке у печи.
Проверь работу механической электрической части и водяного охлаждения установки постоянного замера температуры жидкого металла.
Проверь состояние амбразуры.
Убедись в наличии компрессорного воздуха для обдувания амбразуры.
При слабом обдуве и выбрасывании пламени из амбразуры не допустимо производить какие-либо работы на установке постоянного замера во избежание ожогов.
Не допустимо вводить установке из в рабочее производство печи при заметалленной амбразуре. Сталевар обязан держать амбразуру в чистом состоянии.
Подготовку установки пз к работе производить при закрытой крышке амбразуры.
Запрещается загромождать во время работы рабочее место и проходы посторонними предметами.
Не допустимо проходить под желобами во время слива шлака из печи.
Не допускается находиться возле установки измерения температуры жидкого металла и на площадке у амбразуры во время слива чугуна или шлака кантовки газа от начала заливки чугуна до полного расплава плавки.
Замену термопар на установке постоянного замера слесарь КИП обязан производить во время прогрева шихты при полностью закрытой амбразуре. По заявке слесаря КИП сталевар печи обязан во время замены термопары ключ автоматической перекидки клапанов (кантовки) поставить в положение «Полуавтомат» (кантовка в это время запрещается) выдавать бирку слесарю КИП.
Не допускается производить работы около неогражденной установки.
Ввод установки пз в ванну мартеновской печи слесарь КИП производить совместно со сталеваром по команде мастера печи при полном расплаве. При этом перекидка клапанов не допускается. В этот период не допускается производить какие-либо работы по раскислению и полировке стали уборки доломита завалочной машиной по передней линии печи.
Введенная в металл установка должна быть закреплена страховочной цепью.
Во всех случаях слесарь КИП обязан предупредить сталевара печи о производстве работ на установке пзамера.
Все работы связанные с подготовкой установки пзамера ее вводом и выводом из печи должны выполняться в суконной спецодежде ботинках каске и синих светозащитных очках т.к. установка находится в зоне повышенною тепловою излучения большой загазованности и запыленности.
Подготовку и затяжку в водоохлаждаемую фурму выполнять согласно инструкции.
После окончания замера на установке очистить от шлака фурму-термопару. Вычистить стакан от асбеста кварца и порошка. Смотать провода и аккуратно уложить их на раму. Замер температуры верха регенераторов оптическим пирометром производить только в период прогрева шихты.
Муфельная печь для прокаливания адуидового порошка или трехслойных наконечников должна быть обязательно заземлена.
Работу под насадками мартеновских печей можно производить только с разрешения сталевара или мастера печей.
При измерении температуры жилкой стали с помощью термопар кратковременного погружения необходимо предупредить машиниста завалочной машины.
Инструмент покрытый маслом и способный вызвать искру при соприкосновении с О² воспламеняется.
После работы с кислородными приборами необходимо одежду проветрить на 15-20 минут выйдя из помещения на открытый воздух.
В помещении стенда кислородных датчиков курить запрещено.
На миксерах 1-2 в период слива-залива жидкого чугуна запрещается находиться на рабочей площадке производить какие-либо работы.
2 Вентиляция помещения КИП и А.
Перечислить основные виды вентиляции их назначение и классификацию. Произвести расчёт потребного количества воздуха необходимого для создания нормальных условий труда в производственных помещениях.
Расчёты производить согласно примера:
В основных металлургических цехах необходимость интенсивного воздухообмена обусловлена выделением большого количества избыточного тепла и газов.
Потребное количество воздуха необходимое для создания нормальных условий труда в производственных помещениях в данном случае для помещения КИПиА мартеновского цеха определяется для летних условий по следующим показателям:
–удаление избыточного тепла;
–удаление избытков влаги.
2.1 Удаление избыточного тепла
Расчет количества воздуха необходимого для удаления избытков явного тепла выполняется по формуле:
Gm – количество воздуха удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами который затрачивается на технологические нужды; для помещения КИПиА Gm = 0 м3с;
GИЗБ – избытки явного тепла в помещении кДжс;
СВ – массовая удельная теплоемкость воздуха; СВ = 1.00695 кДжкг·°С;
rВ – плотность поступающего воздуха; rВ = 1.2 кгм3;
tП – температура воздуха подаваемого в помещение; tП = 22 0С;
tУХ – температура воздуха удаляемого из помещения за пределы рабочей зоны 26 0С
tР.З. – температура в рабочей зоне; tР.З. = 25 0С;
m – коэффициент учитывающий расход тепла на нагрев воздуха в рабочей зоне; m = 045;
Q1 – тепловыделение от работающих людей кВт;
Q2 –тепловыделение от работающего электромеханического оборудования кВт.
Рассчитаем тепловыделение от работающего электрооборудования. Расчет производится по формуле:
i – КПД i-го электродвигателя.
Учитывая что в помещении КИП и А находятся 3 компьютера мощностью 700 Вт и имеющих КПД 0.8.
Рассчитаем тепловыделение от работающих людей. Расчет производится по формуле:
n – число работающих в наиболее многочисленной смене;
qч – тепловыделение от одного человека при данной температуре в цехе и конкретном характере работы qч = 0.081.
Исходя из вычисленных данных определяем Qизб и G:
2.2 Расчет количества воздуха для удаления избытков влаги.
Расчетная формула для определения количества воздуха необходимого для удаления избытков влаги до содержания ее регламентируемого санитарными нормами проектирования промышленных предприятий:
LB– количество воздуха необходимого для удаления избытка влаги м3с;
Ly– расчетное содержание влаги в удаляемом воздухе
Lн– расчетное влагосодержание приточно-наружного воздуха Lн = 12 гм3;
W – суммарное влаговыделение в помещении гс. Суммарное влаговыделение рассчитывается по формуле:
Где W1 – влаговыделение работающих людей гс. Влаговыделение работающих людей можно рассчитать по формуле:
w – влаговыделение одного рабочего в зависимости от тяжести выполняемых работ и температуры воздуха гс.
По найденным данным определяем W и LB:
Общий расход воздуха вычисляется по формуле:
Lo = 0.109+ 0.0228 = 0.1317 м3c.
Таким образом систему вентиляции помещения КИП и А мартеновского цеха можно классифицировать как общеобменную механическую приточно-вытяжную (для удаления тепло- и влагоизбытков и для подготовки воздуха по влажности соответственно). Предполагается применение двух кондиционеров с водяным охлаждением КТА-1-4-01.
2.3. Удаление вредных веществ.
Расход воздуха для удаления из помещения вредных веществ (газов паров пыли влаги) производится для всех рабочих помещений по каждому вредному веществу по формуле:
qi – концентрация i-го вещества в приточном воздухе мгм3.
Часовое выделение в помещение вредных веществ определяющих воздухообмен определяется по формуле:
m=1071 тч – часовое производство основной продукции.
железосодержащая пыль – 80 мгт;
Рассчитаем часовое выделение в помещение вредных веществ:
Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещения мгм3
Концентрации веществ в приточном воздухе мгм3
Расходы воздуха для удаления из помещения вредных веществ:
Для предусмотренной в проекте общеобменной естественной вентиляции помещения цеха принимаем наибольшее полученное расчетом значение расхода воздуха L=21857 м3ч.
3 Освещение рабочего помещения.
Одним из важнейших параметров производственной обстановки является освещение. Рациональное освещение обеспечивает достаточные условия для осуществления работающими своих функциональных обязанностей. Высокое качество освещения достигается постоянством освещенности во времени рациональностью направления светового потока без наличия резких теней.
Требования к искусственному освещению:
достаточная освещенность рабочих поверхностей;
ограничение прямой и отраженной блескости;
рациональное направление света и степень его диффузии;
постоянство освещенности во времени;
надежность бесперебойность и длительность работы осветительной установки в данных условиях среды;
пожарная и электрическая безопасность осветительных устройств;
удобство управления осветительной установкой;
экономичность сооружения и эксплуатации установки.
В связи с тем что стены и потолок помещения лаборатории имеют большой коэффициент отражения принимаем метод расчета по коэффициенту использования светового потока.
Этот метод используется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей производственных помещений при отсутствии затемнений.
Расчет освещения методом коэффициента использования выполняется по формуле:
Ф - необходимый световой поток ламп в каждом светильнике лм;
Е - нормативная минимальная освещенность лк;
k - коэффициент запаса;
S - освещаемая площадь кв м;
z - коэффициент минимальной освещенности величина которого находится в пределах от 1.1 до 1.5 (при оптимальных отношениях расстояния между светильниками к расчетной высоте для ламп накаливания и ДРЛ z=1.15 и для люминесцентных ламп z=1.1);
N - число светильников в помещении;
h - коэффициент использования светового потока.
Для освещения помещения применяем газоразрядные лампы.
Освещаемая площадь помещения определяется по формуле:
S - освещаемая площадь м2;
A - длина помещения м;
B - ширина помещения м.
Размещение светильников в помещении при системе общего освещения зависит от рассчитанной высоты их подвеса h которая обычно задается размерами помещений. Соотношение расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса:
принимается по [3] в зависимости от типовой кривой силы света светильника. Для люминесцентных ламп при косинусоидальной типовой кривой выбираем = 1.4.
Находим расчетную высоту подвеса по следующей формуле:
H - высота помещения м;
h1 - высота свеса светильника (от перекрытия) м;
h2 - высота рабочей поверхности над полом м.
Расстояние между светильниками определяем по формуле
Определяем количество светильников для установки в помещении:
Для определения коэффициента использования h находим индекс помещения i:
A - ширина помещения м;
B - длина помещения м;
h - расчетная высота подвеса м.
Полученное значение i округляем до ближайшего табличного значения и принимаем i=1.5.
Оцениваем коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка – 70 % стен – 50 % рабочей поверхности – 30 %.
По полученным значениям определяем величину коэффициента использования светового потока для выбранного светильника. Выбираем светильник типа ПВЛМ - Д для которого h=73%.
Определяем необходимый световой поток ламп в каждом светильнике:
В соответствии с выбираем необходимую лампу. наиболее рациональным является светильник типа ШОД. Количество ламп в светильнике две мощность каждой 40 Вт световой поток одной лампы 3440 лм.
Рис. 22. – Схема расположения светильников
После получения расчетных данных устанавливаем наибольшее количество светильников для создания требуемой освещенности в одной из контрольной точек. Количество светильников U = 8 шт.
Затем определим длину ряда светильников:
U - количество светильников в ряду;
р - длина светильника мм.
ZР = 12408 =9920 мм = 992 м
Так как длина ряда светильников меньше длины линии то светильники в ряду располагаются с одинаковыми разрывами по длине. Продолжительность разрыва равна :
4 Охрана окружающей среды на комбинате.
Использование мартеновских печей оказывает большое влияние на загрязнение окружающей среды а именно атмосферного воздуха – сжиганием топлива.
При сжигании топлива в мартеновских печах образуется большое количество окиси азота. Образование окиси азота увеличивается с ростом температуры и избытка воздуха в печи. Образовавшаяся окись азота в конвективных газах частично окисляется до двуокиси азота (1—2%). В атмосфере распадается на окись азота и атмосферный кислород. Затем в результате реагирования с углеводородами (выхлопным газом) вновь образуется двуокись азота. Это соединение является не только токсичным но и влияет на дыхательные пути человека.
Количество оксидов азота образующихся при горении зависит от уровня и распределения температур т.е. от соотношения скорости горения и скорости отвода теплоты от факела.
Наибольший выход оксидов азота образуется при горении высококалорийного топлива (природного газа). В воде окись азота практически не растворяется. Очистка продуктов питания от него технически сложна и в большинстве случаев экономически не рентабельна.
Образование оксидов азота в процессе горения топлива значительно уменьшается при снижении температуры горения при сокращении времени пребывания азота и кислорода высокотемпературной части факела а так же при уменьшении свободного кислорода в факеле. Радикальным качеством снижения образования оксидов азота является организация двухступенчатого сжигания топлива.
По этому методу в первичную зону горения подается 50—70% необходимого для горения воздуха 50—30% поступает во вторую зону где происходит дожигание топлива. Отвод тепла из первичной зоны горения делается достаточно большим
чтобы заключительная стадия процесса горения происходила при более низких температурах.
Одним из основных средств уменьшения загрязнения атмосферы вредными примесями выбрасываемыми через дымовые трубы является уменьшение рассеивания дымовых газов посредством увеличения количества труб и их высоты.
При большой высоте труб дымовые газы вынесенные в высокие слои атмосферы продолжают распространятся в них в следствие чего резко снижается концентрация вредных примесей в приземном воздухе. При этом в неблагоприятных атмосферных условиях дымовой факел может прорваться в верхние слои инверсионной зоны атмосферы и таким же образом окажется изолированным от контакта с нижними слоями атмосферы.

Документ Microsoft Office Word.docx

Блок извлечения корня БИК - 1
Регулирования расхода природного газа
Регистрирующий прибор ДИСК - 250
Индикатор положення ДУП - М
Регистрирующий прибор КСД -3
Регулирования расхода мазута.
Индикатор положения ДУП –М
Контроля и регулирования расхода вентиляторного воздуха
Контроля и регулирования расхода
вентиляторного воздуха
Индикатор положения ДУП –М
Блок питания 22БП - 36
Регулирования расхода сжатого

Функциональная схема_2002.dwg

ММК им. Ильича. ЛПЦ "3000". Методическая нагревательная печь. Функциональная схема автоматизации.
Давление в рабочем пространстве печи
Сигнализация аварийных состояний
Температура отходящих газов
Параметры воздуха в общем трубопроводе (давление
Щит преобразователей
Контроллер (Siemens Simatic S7-300)
ЭВМ (IBM PC Pentium IV)
Температура в зоне 1 печи
Расход прир. газа в зону 1 печи
Соотношение природный газ-воздух в зоне 1 печи
Температура воздуха на горелку в зоне 1 печи
Расход прир. газа в зоны 2-7 печи
Температура в зонах 2-7 печи
Соотношение природный газ-воздух в зонах 2-7 печи
Температура воздуха на горелку в зонах 2-7 печи
Параметры природного газа в общем трубопроводе (температура
Анализ отходящих газов на О2
ММК им. Ильича. Мартеновский цех. Мартеновская печь №3. Функциональная схема автоматизации.
Сжатый воздух на печь
Природный газ на печь
Вентиляторный воздух на печь