Материал: Разработка конструкции лабораторной установки по влиянию магнитного поля на свойства газа в процессе его горения

На рисунке 3.20 показан ламинарный факел в сравнении с факелом горелки, где использовались немагнитные диски в модулях модификатора.

Рисунок 3.20 - Ламинарный факел с использованием немагнитных дисков

Согласно рисунку 3.20, можно отметить яркую светимость пламени и заметно просматриваемый конусный фронт. Заметны и четкие границы пламени, характерные для ламинарной формы.

На рисунке 3.21 показан турбулентный факел в сравнении с факелом горелки, где использовались магнитные диски в модулях модификатора.

Рисунок 3.21 - Турбулентный факел с использованием магнитных дисков

Согласно рисунку 3.21, можно отметить, что нет четкого конусного фронта горения, при этом видны отдельные частицы факела, которые раздроблены пульсациями пламени. Процесс горения протекает по всему объему, просматривается повышенная интенсивность горения пламени по аналогии с результатами в работах [21, 22].

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНОЙ АКТИВАЦИИ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА

.1 Магнитный активатор газового топлива

Для дальнейшего технико-экономического основания применения магнитной активации газового топлива, разрабатывалась конструкция, применимая на газовой лини котельной.

Рисунок 4.1 - Магнитный активатор газового топлива

- отверстие фланцевого соединения; 2 - постоянный магнит; 3 -съемные кассеты; 4 -газовое соединение

Согласно рисунку 4.1, магнитный активатор газового топлива состоит из корпуса с закрепленными постоянными магнитами 2. Они являются источником магнитного поля. Сплав магнитов может состоять из неодим-железо-бор. Количество и расположение магнитов зависит от диаметра газопровода. Внутри корпуса располагается модуль, собранный из съемных кассет 3, образовывающих проточный канал для магнитной обработки газа. Количество кассет в модуле зависит от размеров корпуса и диаметра газопровода. Соединение к газовой линии 4 может осуществляется с помощью отверстий для фланцевого соединения 1. Установка размещается на вводе к горелочному устройству газового котла.

На рисунке 4.2 показано место установки магнитного активатора газового топлива.

Рисунок 4.2 - Место установки магнитного активатора

Рисунок 4.3 - Возможный вариант магнитного активатора, устанавливаемого на газовой линии:

- блок управления; 2 - съемные кассеты; 3 - магнитный модуль

Согласно рисунку 4.3, магнитный активатор, установленный на газовой линии, имеет блок управления 1, который управляет параметрами магнитного модуля 3. Блок управления подключается к электрической сети 220 В.

4.2 Расчет экономии топлива при использовании магнитного активатора

Экономическую эффективность использования магнитной активации газового топлива определим по формуле:

где - тариф на природный газ, ;

 - работы котла в году, ;

 - удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии фактический, ;

 - удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии планируемый, .

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии фактический рассчитываем по формуле:

где - теплопроизводительность котла ЗИОСАБ - 1000, ;

 - низшая рабочая теплота сгорания топлива, ;

 - КПД котла ЗИОСАБ - 1000, .

.

Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии планируемый рассчитываем по формуле:

где - удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии фактический, ;

Снижение удельного расхода газового топлива на отпуск тепловой энергии вызвано технологией магнитной обработки.

,

.3 Расчет капиталовложения в мероприятие

К капитальным затратам относятся: затраты на строительство и оборудование новых предприятий, зданий и сооружений, и затраты на реконструкцию, расширение и техническое перевооружение действующих предприятий.

В мероприятия по установке магнитного активатора газового топлива входит стоимость:

оборудования - определяется согласно договорным ценам;

проектных работ - до 10% от стоимости строительно-монтажных работ;

строительно-монтажных работ - 25-30% от стоимости оборудования;

пуско-наладочных работ - 3-5% от стоимости оборудования.

В таблице 4.1 приведены основные укрупненные капиталовложения.

Таблица 4.1 - Укрупненные капиталовложения

.4 Расчет срока окупаемости магнитного активатора топлива

Срок окупаемости мероприятия по установке магнитного активатора газового топлива определяется по формуле:

где - капиталовложение мероприятия, ;

 - экономическая эффективность, ;

4.5 Разработка товарного знака магнитного активатора газового топлива

На рисунке 4.3 показан возможный вариант товарного знака Gas Magnetic для установки магнитного активатора газового топлива.

Рисунок 4.3 -Возможный вариант товарного знака Gas Magnetic

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ

.1 Основные положения

Автоматизация - это процесс, направленный на применение технических средств с частичным или полным освобождением человека из трудового процесса путем передачи его функций специальным системам. Автоматизация позволяет повысить уровень и производительность труда <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B4%D0%B0>, улучшить качество продукции <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8>, оптимизировать <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%80%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> процессы управления. Немаловажным является и ограждение человека от вредных и опасных для жизни работ.

Автоматизированная система - это совокупность устройств, которые выполняет функции по получению, преобразованию, хранению, использованию и передачу информации или материала в определенной последовательности и в режиме автоматического управления. В состав подобных систем входят различные датчики, сенсоры, контроллеры, устройства для ввода и вывода.

Создание автоматизированных систем управления технологическими процессами на ГРУ являются важнейшими факторами в качестве её работы. Особую роль уделяют монтажу и качеству основных использующихся устройств. А именно фильтрам, запорным устройствам, ПЗК, регуляторам давления.

К основным функция автоматизированных систем можно отнести:

Получение и регистрация данных с приборов.

Обработка и передача информации на пульт оператора.

Аварийная сигнализация о неиспрвности и отклонении параметров

Отслеживание газопотребления.

Занесение оптимальных параметров в процессе работы системы

Управление технологическими процессами дистанционно.

Диспетчер, ответственный за работу автоматизированной системы, может в любое время повлиять на выбранный параметр и получить данные о каждой зоне системы. В случае необходимости внести все возможные коррективы. Для управления и контроля применяются системы телемеханики.

Важную роль в эффективности автоматизации определяет вычислительный комплекс, который является центром обработки информации, поступающей от большого числа датчиков. Этот комплекс является быстродейственным и предполагает наличие большого объем оперативной и внешней памяти для реализации задач по указаниям оператора.

С развитием систем мобильной связи ГРУ оснащаются GSM-модемами для передачи данных. Они пришли на смену дорогой в обслуживании городской телефонной и радиорелейной линии передачи данных.

Шкаф контроля и управления газораспределительным установкам предназначен для дистанционного контроля. Он осуществляет сбор, регистрацию и передачу электрических сигналов с датчиков температуры, положения, давления, первичных и вторичных преобразователей, а также обеспечивает, при необходимости, формирование сигналов управления запорно-регулирующей арматурой, вентиляционной системой и другими устройствами.

Главной задачей телеметрии газорегуляторной установки является контроль технологического процесса на удаленном объекте, контроль газового хозяйства и введения диспетчерской службой работы по сбору, непрерывному контролю и архивированию состояния значений технологических параметров, с оповещением специалистов аварийно-диспетчерской службы по аварийно-пороговым показателям состоянии эксплуатируемого оборудования.

Газорегуляторные установки оснащаются самым современным оборудованием автоматизированного управления на базе контроллеров Compact Logix фирмы Allen-Bradley и I-8000 фирмы ICP DAS, Simatic S6-300 и др. По требованию заказчика газорегуляторные установки могут оснащаться:

Датчиком избыточного давления.

Датчиком перепада давления.

Датчик загозованности.

Другие датчики, выбранные заказчиком по каталогу.

Комплексная автоматизация позволяет снизить расходы энергии на 15-20 % и организовать единую эффективную информационную систему.

.2 Схема автоматизации

В дипломной работе разработана схема автоматизации газорегуляторной установки, в соответствии с разделом «Автоматизация» и с ГОСТ 21.208-2013 «Автоматизация технологических процессов».

На рисунке 5.1 показана схема автоматизации газорегуляторной установки.

Рисунок 5.1 - Схема автоматизации газорегуляторной установки

.3 Характеристика оборудования

Главной задачей телеметрии ГРУ является контроль технологического процесса на удаленном объекте и введения диспетчерской службой работы по сбору, непрерывному контролю и архивированию состояния значений технологических параметров, с оповещением специалистов аварийно-диспетчерской службы по аварийно-пороговым показателям состоянии эксплуатируемого оборудования.