УДК 533.6.001.8

Влияние коэффициента избытка окислителя на эффективность снижения концентрации промышленных выбросов в паровых котлах с помощью SCADA-системы

Ермекбаева А., Арыстанбаев К.

Южно – Казахстанский государственный университет

им. М.Ауезова, г. Шымкент

Целью данной работы является разработка программных средств для управления процессами реального времени. В нашем случае разрабатывается программное обеспечение для системы автоматизации процесса образования токсичных веществ в высокотемпературных областях паровых котлов на базе интегрированной среды LabVIEW.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами:

- Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.

- Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.

- Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.

- Обработка информации в реальном времени.

- Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

- Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.

Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES

SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре.

В данной работе для разработки программного обеспечения была выбрана интегрированная среда разработки зарубежного производителя National Instruments, под названием – LabVIEW.

В качестве объекта регулирования выбран Паровой котел ТГМЕ-464, предназначен для получения пара высокого давления при сжигании газа и мазута. Паровой котел, однобарабанный, с естественной циркуляцией, имеет П-образную компоновку поверхностей нагрева. Котел предназначен для работы под наддувом

В данной работе контролируемым параметром будет являться выброс в атмосферу окислителей CO и NO. Зависимость выбросов токсичных окислителей от воздуха – велика, поэтому будет логично регулировать именно этот параметр. Однако в связи со сложностью природы процессов, происходящих в газовом тракте, решить эти вопросы в настоящее время теоретически невозможно. Поэтому на данном этапе существует эмпирический подход к их изучению. В частности, это относится и к токсичным, коррозионно опасным и канцерогенным веществам, находящимся в составе продуктов горения. Следует отметить, что комплексные экспериментальные исследования данных процессов затруднены в связи с отсутствием методов и средств измерения или с неприспособленностью их к особенностям анализа продуктов горения топлива. Во время проведения экспериментальных исследований целесообразно выполнять измерения согласно методике с добавлением ряда оригинальных специальных замеров для получения более полной характеристики котельных установок по эколого-технико-экономическим показателям.

Зависимость концентраций оксида углерода и азота от коэффициента избытка окислителя показывает, что рациональное значение коэффициента избытка окислителя лежит в пределах α = 0,96-0,97 . Однако паровой котел ТГМЕ-464 работает при избытке окислителя 1,06. Следовательно, переход к режиму 0,96-0,97 приведет к увеличению энергосъема, экономии топлива и одновременному уменьшению суммарной предельно-допустимой концентрации оксидов углерода и азота на 15-20%.

Разработка интерфейса программы состоит из визуальной части и логической части. Интерфейс программы LabVIEW создается путем визуального программирования. Путем размещения готовых элементов на рабочей панели виртуального прибора. Прибор можно выбрать из стандартного набора компонентов программы либо загрузить в качестве подприбора созданный ранее проект.

На рисунке 1 представлен автоматизированный интерфейс данной работы.

Рисунок 1. Интерфейс программы

В ходе данной работы была разработана программа управления процессом выброса в окружающую среду вредных окислителей CO и NO. В этой работе была реализована система автоматизации процесса дожигания токсичных веществ на базе интегрированной среды LabVIEW. Для разработки программы применялась программная среда LabVIEW. С применением стандартных средств программного обеспечения, была создана программа управления процессом в реальном времени. Разработанная программа при соответствующем изменении и дополнении может быть преобразована в готовый продукт для рабочего предприятия.

Список использованных источников

1. Варнатц Ю.У. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты и образование загрязняющих веществ. - М.: Физматлит, 2003. - 352 с.

2. Росляков П.В. Контроль вредных выбросов ТЭС в атмосферу. - М.: Издательство МЭИ, 2004. -228 с.

3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC- М.: СОЛОН-Пресс, 2003.-736с.: ил.

4. Тревис Дж LabVIEW для всех/ Джериферс Тревис; пер. с англ. Клушин Н.А. – М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005.-544 с.: ил.