Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей Захаренко Дмитрий Михайлович

Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей
<
Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Захаренко Дмитрий Михайлович. Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей : диссертация ... кандидата технических наук : 01.04.14.- Красноярск, 2001.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1284-3

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса 8

1.1.. Общие положения 8

1.2. Основные показатели пожаровзрывоопасиости угольной пыли 9

1.3. Характеристика объекта исследований 12

1.4. Самовозгорание бурого угля 14

1.5. Использование кинетических параметров для оценки условий возникновения пожаров и взрывов 20

1.6. Компенсационностъ процессов самовозгорания бурых углей 28

1.7. Взрывы угольной пыли 32

1.8. Методы раннего обнаружения очагов самовозгорания и взрыва 35

1.9. Обоснование выбранного направления работы 43

2. Методика проведения экспериментов 45

2.1. Общие положения 45

2.2. Экспериментальная установка по определению условий самовозгорания 47

2.2.1. Технические характеристики, устройство и принцип действия 48

2.3. Экспериментальная установка по определению условий развития взрывов угольной пыли в протяженных каналах 54

2.4. Экспериментальная установка по определению условий развития взрывов угольной пыли в ограниченных объемах 57

3. Расчетно-экспериментальные исследования 62

3.1. Исследование процесса самовозгорания пыли бурых углей 62

3.2. Модель процесса самовозгорания бурого угля 87

3.3. Исследование развития взрыва пыли бурого угля в замкнутом объеме 91

3.4. Исследование характеристик распространения фронта взрыва пыли бурого угля в протяженном канале 97

3.5. Раннее обнаружение процессов самовозгорания и взрыва пыли бурого угля 102

3.6. Метод раннего обнаружения очагов самовозгорания и взрыва на базе модуляционного принципа регистрации ИК-излучения 115

4. Разработка технических решений по созданию системы раннего обнаружения очагов самовозгорания трактов углеподачи 117

4.1. Общая характеристика системы 117

4.1. Состав АСВПЗ и назначение компонентов 118

Основные результаты и выводы 126

Список использованных источников 128

Характеристика объекта исследований

Для оценки эффективности тех или иных способов предотвращения и ликвидации очагов самовозгорания бурого угля, прогноза условий самонагревания по мнению авторов [73,77,78] необходимо знать кинетические параметры: эффективную энергию активации Е и предэкспоненциальный множитель С, а также условия теплоотвода (параметр охлаждения По).

Самовозгорание углей вызывается окислением органических материалов кислородом атмосферного воздуха. Бурый уголь взаимодействует с кислородом с выделением теплоты уже при нормальных условиях. Особенность окислительных процессов при самовозгорании состоит в том, что они ускоряются. По мнению Киселева Я.С. [77] самоускорение вызывается накоплением промежуточных активных продуктов реакций (радикалов, атомов, активных молекул) по цепному или, так называемому, автокаталитическому механизму. Бурый уголь многокомпонентен, а его поверхность энергетически неоднородна. Вследствие этого реагирующая масса кинетически также неоднородна. По Киселеву характерной особенностью кинетической неоднородности является то, что высокой реакционной способностью обладает незначительная доля активных центров. Однако они с заметной скоростью реагируют при комнатной и даже при минусовой температуре, вызывая повышение температуры скопления угля. С повышением температуры в реакцию вступают менее активные на момент начала реакции центры, которых больше, чем самых активных. Это сопровождается дальнейшим самонагреванием и вовлечением все большего количества неактивных центров. Поэтому, несмотря на то, что в процессе самонагревания прореагировавшие центры выбывают из последующей реакции, реагирующая масса активизируется, при недостаточном отводе теплоты химическая реакция самоускоряется, что ведет к саморазогреванию [83]. При отсутствии теплоотвода в окружающую среду (адиабатические условия) температурная зависимость скорости самонагревания, как правило, описывается экспонентой вида:

Энергия активации (Е) имеет физический смысл минимума энергии, которой должны обладать соударяющиеся молекулы, чтобы происходило их химическое превращение. Совершенно очевидно, что при расширении области применения уравнения Аррениуса параметр Е не может иметь первоначальную физическую величину. Поэтому Е - это математический параметр, характеризующий температурную зависимость или эффективная (другое название - эмпирическая) энергия активации.

Предэкспоненциальный множитель адиабатической скорости самонагревания С - величина зависящая от ряда параметров и пропорциональная числу соударений молекул кислорода с поверхностью угля. С может оцениваться например по формуле [79]: где: Ко - константа скорости химической реакции; Q - тепловой эффект химической реакции, Дж; Sp - площадь активной поверхности, м2; С - концентрация кислорода; }- порядок химической реакции; Ср - объемная теплоемкость, Дж/м3с.

Пористые и волокнистые органические материалы, вследствие химической и энергетической неоднородности характеризуются различными значе 26 ниями кинетических параметров [81]. При этом для ископаемых углей, торфа, технического углерода, комбикорма, целлюлозных (древесных материалов) энергия активации Е колеблется в пределах от нескольких килоджоулей на моль, а предэкспонент С - в пределах нескольких порядков [77,78]. Такой большой разброс кинетических параметров самовозгорания может обуславливаться не только природой органических материалов, но и условиями проведения экспериментов.

Интенсивность теплоотвода определяется формой скопления угля, его теплофизическими свойствами, коэффициентом внешнего теплообмена, а также условиями хранения. Если уголь находится в виде неподвижного скопления (склад), то в этом случае наихудшие условия теплоотвода от физического центра. Если приток окислителя достаточен, то первоначальный очаг горения возникает в теплофизическом центре. Скорость охлаждения пропорциональна разности температур этого центра и окружающей среды .

Теплоотвод от наиболее нагретого элемента с распределенными внутренними источниками можно записать тем же уравнением, что и охлаждение инертного тела в стадии регулярного теплового режима первого рода. Из уравнения теплового баланса для реакционного сосуда Р+=П0АТ, (24) Следовательно, адиабатическую скорость самонагревания Р+ при различных температурах Т можно определить зная максимальный разогрев навески материала AT и параметр его охлаждения П0. Это позволяет по температурной зависимости рассчитать кинетические параметры Е и С. На рис 2 графически, в координатах Аррениуса, представлена температурная зависимость адиабатической скорости самонагревания от обратной температуры одной из проб угля, определенная по вышеописанному методу по данным [73].

Некоторые значения кинетических параметров процесса самовозгорания бурого угля ряда восточных месторождений представлены в табл. 3.

В.Г.Игишев [66] приводит значения энергии активации в ряду от бурых углей до антрацитов от 83,74 до 138,2 кДж/моль. Аналогичные значения энергии активации для углей приводят другие исследователи [104, 78].

По мнению авторов метода [77] определение условий возникновения пожаров и взрывов бурых углей по кинетическим параметрам процесса са-моразагрева, а также использование метода калориметрирования для определения теплофизических характеристик: энергии активации Е и предэспонен-циального множителя С, позволяет быстро и надежно условий возникновения пожаров и взрывов при добыче, транспортировке, хранении и переработке бурого угля.

Компенсационность процессов самовозгорания бурых углей Органические материалы, как правило, при самовозгорании характеризуются непостоянными кинетическими параметрами. Так, например, энергия активации Е процесса самовозгорания витаминной травяной муки может колебаться в пределах 50...160 кДж/моль, а предэкспоненциальный множитель С отличается в миллиарды раз. Еще больше изменяются кинетические параметры у измельченной древесины и технического углерода. Энергия активации зависит от марки угля и увеличивается в ряду от бурых углей до антрацитов от 28,7 до 138,2 кДж/моль. Это обстоятельство существенно осложняет профилактику самовозгорания.

Однако установлено, что параметры Е и С изменяются не хаотично, а строго по определенной закономерности [77,78]: E = RTc(\nC-\nPc), (28) где Тс - изокинетическая температура (температура компенсации), К; Рс - адиабатическая скорость самонагревания при температуре Тс, К/с.

Такого рода линейные зависимости энергии активации от логарифма предэкспоненциального множителя приводятся многими авторами [30, 41, 69, 98] не только для процессов сравнительно низкотемпературного окисления углей, но и для высокотемпературных процессов, в том числе и для факельного горения угольной пыли. Следует отметить, что такая зависимость кинетических характеристик некоторых экзотермических процессов, связанных с окислением, наиболее выражена для тех методов, где расчеты производятся на основе температурных измерений (например, при определении скорость тепловыделения).

Экспериментальная установка по определению условий самовозгорания

Исследование теплофизических характеристик процессов возникновения и развития самовозгорания и взрыва пыли бурых углей в настоящей работе проводилось для определения характерных факторов этих процессов, по которым возможна наиболее ранняя и эффективная их регистрация.

Процессы самовозгорания, тления и взрыва угольной пыли сопровождаются рядом факторов: увеличение температуры очага; изменение химического состава газовой среды; изменение оптических свойств газовой среды; увеличение мощности оптического излучения в инфракрасном диапазоне; Кроме того, процесс взрыва угольной пыли сопровождается ростом давления, что, в свою очередь, приводит к появлению характерных акустических шумов.

В настоящей работе основное внимание было уделено изучению тех теплофизических параметров, инерционность регистрации которых сравнительно мала. Таким образом, в работе не исследовались процессы, связанные с изменением оптических и химических свойств среды, так как время их регистрации зависит от процессов тепломассопереноса и, таким образом, не может соответствовать требованиям раннего обнаружения.

Для адекватного описания динамики самовозгорания пыли бурого угля необходимо было разработать математическую модель самовозгорания, учитывающую различные конкурирующие теплофизические процессы. Основное внимание было уделено проблеме раннего обнаружения источника зажигания, как потенциальной причины пожара или взрыва, в целях его своевременной локализации и ликвидации.

В интересующем нас случае основным источником зажигания является очаг самовозгорания угольной пыли, который при «взвихривании» может стать причиной, как обычного пожара, так и взрыва. До этого момента процесс самовозгорания угольной пыли проходит через ряд стадий, каждая из которых развивается по собственным кинетическим закономерностям.

Чтобы оценить возможности раннего обнаружения очагов пожара и взрыва угольной пыли, наиболее целесообразным представляется изучение в динамике различных факторов самовозгорания и взрыва угольной пыли по стадиям развития этих процессов.

Для проведения исследований, связанных с определением ряда теплофи-зических и оптических характеристик пыли бурых углей использовалось оборудование и программное обеспечение, входящее в состав контрольно-измерительного комплекса испытательной лаборатории Сибирского Филиала ВНИИПО МВД России. Достоверность проведенных измерений обеспечивается документами, подтверждающими метрологическую поверку измерительного комплекса и аттестацию испытательной лаборатории.

Контрольно-измерительный комплекс представляет собой территори-ально-распределенную систему сбора данных и управления [52]. Удаленные измерительные и управляющие модули (далее модули) объединены между собой и центральным компьютером посредством специальной четырехпроводной кабельной линии (две жилы используются для питания модулей 24В постоянного тока, две линии — витая пара для передачи цифровых данных). Для обмена данными используется стандартный протокол RS-485EIA. Модули расположены в непосредственной близости от установок, что позволяет использовать ограничить длину проводов термоэлектрических преобразователей.

Для обеспечения автоматизации измерений было разработано специальное математическое обеспечение, обеспечивающее работу контрольно-измерительного комплекса в целом и выполняющее следующие основные функции: - автоматическое управление режимами работы установок, в том числе поддержание заданных температурных режимов; - проведение измерений в реальном времени на нескольких установках; - автоматическое формирование протокола испытаний; - запись промежуточных измерений и хранение их на магнитных носителях; - визуализация процессов испытаний; - озвучивание событий при проведении испытаний, предупреждение при выходе контролируемых параметров за установленные пределы; - поддержание микроклимата (заданной температуры) в помещении испытательной лаборатории; - ведение базы данных.

Программное обеспечение и комплект оборудования вместе образуют автоматизированную систему управления контрольно-измерительным комплексом (АСУ КИК), которая обладает следующими преимуществами:

Кроме испытаний, проводимых в испытательной лаборатории, были проведены натурные испытания средств обнаружения пожаров на полигоне СФ ВНИИПО МВД РФ и на действующих предприятиях - Красноярской ТЭЦ-1 и Абаканской ТЭЦ. Используемый в экспериментах уголь (угольная пыль) подвергался предварительным исследованиям химического и гранулометрического состава в химической лаборатории ТЭЦ-3 АО «Красноярскэнерго».

Экспериментальная установка по определению условий самовозгорания Для определения критических условий процессов самовозгорания протекающих по тепловому механизму использовалась специальная экспериментальная установка (далее установка) (рис. 6.). Установка предназначена для определения кинетических параметров процессов самонагревания. Она позволяет регистрировать температуру в нескольких точках реакционного сосуда. Специальная оптическая приставка к установке позволяет регистрировать интегральную относительную оптическую мощность излучения в инфракрасном диапазоне.

Основу установки составляет суховоздушный термостат (рис.7) специальной конструкции, который позволяет: поддерживать температуру в реакционной камере в пределах 50 -300 С с точностью +1,0 С; - вносить испытываемый образец в реакционную камеру, практически не нарушая в ней температурного поля; - обеспечивать постоянную концентрацию кислорода в камере в процессе проведения испытаний; - проводить исследования при конечных значениях коэффициента теплоотдачи, соответствующих реальным условиям. Для регистрации температуры применялись модули ADAM-4018M, позволяющие проводить измерения температуры с высокой точностью. Характеристики модуля ADAM-4018 приведены в таблице 4.

Исследование развития взрыва пыли бурого угля в замкнутом объеме

Возникновение пожара и взрыва угольной пыли - процесс многостадийный. Наиболее эффективная борьба с этими явлениями возможна на самых ранних стадиях - самонагревания и самовозгорания. Как следует из экспериментальных данных п.3.1. и расчетов п.3.2., время развития этих стадий может достигать нескольких часов, но интенсивность проявления соответствующих факторов при этом очень мала. Максимальная температура не превышает 600 С. Акустические эффекты при развитии самовозгорания практические отсутствуют.

Взрывы угольной пыли сопровождаются рядом факторов высокой интенсивности (п.3.3, 3.4.), но, как следует из данных табл.6, развиваются в течение очень короткого времени: от 0,2 до 1 секунды.

Анализ экспериментальных и расчетных данных по процессу самовозгорания позволяет сделать некоторые выводы о зависимости динамики процесса от ряда факторов. В частности кинетические характеристики процесса самовозгорания зависят от скорости нагревания образца, или, иначе говоря, от условий получения образцом угольной пыли теплового инициирующего импульса и его характеристик. Как видно из таблицы 5, чем больше начальный градиент температуры (температура термостатирования) и, таким образом, выше скорость нагревания, тем меньше энергия активации. При изменении температуры термостатирования на 70 градусов Е может изменяться в 5 и более раз. В реальных условиях производства это означает, что решающим фактором в развитии процесса самовозгорания может являться может являться не суммарное количества тепла, полученное потенциальным очагом самовозгорания, а значительный градиент температуры, например, наблюдаемый при падении капли расплава стали или нагретой окалины при проведении сварочных работ.

Применение разработанной модели позволяет оценить изменение динамики самовозгорания в зависимости от условий нагревания и определить потенциально пожароопасные участки технологического процесса, связанного с обращением пыли бурого угля.

По данным п.3.4. и 3.5. были определены характерные времена развития взрыва. Данные о развитии взрыва во взрывном цилиндре, имеющем ограниченный объем, служили для оценки динамики формирования первоначального очага взрыва, своевременная локализация которого возможна существующими техническими средствами. Данные о распространении фронта горения угольной пыли по протяженному каналу позволили оценить возможное время регистрации очага взрыва.

Из анализа вышеизложенного были сформулированы главные требования к средствам раннего обнаружения пожаров и взрывов угольной пыли - с одной стороны высокая чувствительность, с другой - малая инерционность. Из этих требований были определены основные ограничения, накладываемые на средства обнаружения очагов самовозгорания угольной пыли.

По требованиям инерционности не могут использоваться тепловые и дымовые датчики, по требованиям чувствительности и помехозащищенности - акустические. Удовлетворительно отвечает обоим требованиям оптический инфракрасный датчик, имеющий специально разработанную конструкцию.

Инфракрасные оптические датчики в настоящее время получили широкое распространение [54], что обусловлено рядом преимуществ. Во-первых, пассивный принцип действия, т.е. отсутствие каких-либо излучений, делает эти датчики экологически безопасными. Во-вторых, ИК-датчики имеют достаточно высокие эксплуатационные характеристики.

Для создания датчика пожара угольной пыли необходимо выбрать детектор, имеющий оптимальные спектральные характеристики.

По принятой классификации [110] ИК область спектра условно делится на 4 диапазона: ближний (0.76 - 3.0 мкм); средний (3-6 мкм); дальний (6 - 15 мкм) и очень далекий ( 15 мкм). Излучение в очень далекой части инфра 104 красного спектра практически полностью поглощается атмосферой. Для регистрации возгораний угольной пыли особый интерес представляет регистрация в ближнем и среднем РІК диапазонах.

Каждый объект с температурой, отличающейся от абсолютного нуля, испускает электромагнитное излучение, источниками которого являются движущиеся атомы и молекулы его вещества. Это излучение называется теп ловым, так как возникает за счет тепловой энергии и определяется тепловым ЗаКОН Планка состоянием излучающего объекта.

Абсолютно черное тело (АЧТ) является идеальным излучателем, обладающим максимально возможной мощностью излучения при любой температуре. АЧТ является идеализированным физическим понятием.

Степень черноты єн- показывает, насколько мощность излучения реального тела отличается от максимально возможной, т.е. от мощности излучения АЧТ при данных температуре и длине волны. Угольная пыль, как и большинство реальных искусственных или природных объектов - это селективный излучатель, для которого коэффициент излучения является функцией длины волны и абсолютной температуры. Для многих реальных твердых тел распределение энергии по спектру имеет тот же характер, что и у АЧТ. Для таких излучателей применяется понятие "серого тела". Серое тело так же, как АЧТ, является научной абстракцией. Но в ограниченных спектральных диапазонах многие тела с достаточной точностью можно считать серыми.

Суммарная мощность излучения, испускаемого телом с единицы поверхности, определяется законом Стефана-Больцмана:

Согласно закону Голицына - Вина, длина волны Хт, которой соответствует максимум спектральной плотности излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре излучателя:

То есть с повышением температуры излучателя максимум спектральной плотности излучения смещается в коротковолновую область. Практически все реальные тела с абсолютной температурой до нескольких тысяч градусов излучают преимущественно в ИК области спектра. При температуре 20С максимум спектральной плотности излучения АЧТ находится около 10 мкм. Солнце имеет максимальную излучательность при длине волны около 0,5 мкм.

Состав АСВПЗ и назначение компонентов

Средства технологической сигнализации. Для нормального функционирования любой установки автоматического пожаротушения необходимо иметь информацию о давлении в магистральном трубопроводе, а во время тушения - и в распределительном. В качестве датчиков давления в АСВПЗ применяются сигнализаторы давления универсальные (СДУ), а также электроконтактные манометры (ЭКМ). В особых случаях могут применяться аналоговые датчики давления.

Также по шлейфам технологической сигнализации АСВПЗ получает информацию о блокировке дверных проемов (входы в защищаемые помещения, места установки специального оборудования и т.п.), о температуре бункеров, приводов, подшипников (при необходимости), о состоянии пусковых устройств и т.д.

По шлейфам технологической сигнализации передается команда ручного принудительного запуска пожаротушения.

Исполнительные устройства. Для тушения пожаров в галереях топливоподачи используются продольные секционированные дренчерные системы. Подача воды в распределительный трубопровод обеспечивается посредством быстродействующих клапанов запорных сигнальных КЗС-100 (КЗС-80, КЗС 150). Управление клапанами КЗС осуществляется с помощью клапанов 15КЧ888 с электромагнитным приводом по электрическому командному импульсу. Суммарное время открытия с момента подачи командного импульса не превышает 0,2.. .0,4 с.

Для решения задачи оптимального расхода воды при эффективном тушении пожара в АСВПЗ предусматривается зонирование защищаемых объектов. Зонирование позволяет:

Расчет количества оросителей в каждой зоне АСВПЗ, их размещение, расчет расхода воды и диаметров водопроводов выполняется с помощью разработанного автором специального математического обеспечения.

Средства оповещения. Средства оповещения позволяют с помощью звуковых и световых сигналов информировать персонал, работающий в защищаемом помещении, о следующих состояниях зон АСВПЗ: «НОРМА» - светится постоянно при нормальном функционировании АСВПЗ, мигает при возникновении неисправности; «АВТ» - светится постоянно при нормальном функционировании и включенном автоматическом режиме, мигает при отключении автоматического режима (например, при проведении огневых работ); «ПОЖАР» - мигает вместе с прерывистым звуковым сигналом при обнаружении пожара по шлейфам пожарной сигнализации или при принудительном запуске. Средства управления исполнительными устройствами, обработки и передачи информации. В качестве станций автоматического пожаротушения, устанавливаемых непосредственно на защищаемом объекте, в АСВПЗ применяются специальные контрольно-адресные блоки (КАБ), рис. 79. КАБ осуществляет непрерывный контроль за состоянием шлейфов пожарной и технологической сигнализации, линий ручного запуска, принимает сигналы управления состоянием зон АСВПЗ от центрального контрольного блока (ЦКБ) по линии связи, управляет работой устройств оповещения и исполнительных устройств пожаротушения.

Состав контрольно-адресного блока на базе микроконтроллера ADAM-5510 линия питания пожарной сигнализации к кнопкам ручного пуска пожаротушения к шлейфам технологической сигнализации к шлейфам охранной сигнализации к исполнительным устройствам к средствам оповещения линия связи с ЦКБ RS-485

Возникновение очага пожара (взрыва, тления, перегрева) в защищаемом помещении сопровождается появлением ИК-излучения, которое регистрируется пожарными извещателями. При этом извещатели формируют характерный сигнал, который посредством шлейфа пожарной сигнализации поступает на КАБ и дешифруется как сигнал «ПОЖАР». Если состояние зоны АСВПЗ по командам ЦКБ было установлено в автоматический режим, то сразу по появлению сигнала «ПОЖАР» КАБ формирует командный импульс на включение исполнительных устройств пожаротушения, а также задействует систему оповещения. При отключенной автоматике КАБ управляет только работой устройств оповещения. При поступлении сигнала по линии ручного запуска, исполнительные устройства и устройства оповещения включаются независимо от режима автоматики. Любое событие, зарегистрированное КАБ, немедленно передается на ЦКБ, где оно визуализируется, озвучивается и заносится в протокол. КАБ фиксирует с помощью специальных сигнальных линий давление в магистральном и распределительном пожарных трубопро 122 водах, состояние дверных проемов. Дополнительно КАБ может фиксировать технологические параметры и передавать сообщения на ЦКБ при выходе контролируемых параметров за безопасные пределы. КАБ также контролирует состояние систем электропитания. При проведении гидроуборки в помещении топливоподачи исполнительные устройства включаются по командам ЦКБ.

КАБ может быть реализован как на базе универсального программируемого PC-совместимого контроллера ADAM-5510 фирмы ADVANTECH (США) и др., так и специальных модулей. На рис.79, показан состав КАБ на базе ADAM-5510.

Энергонезависимые источники питания обеспечивают бесперебойное электропитание КАБ и основных компонентов АСВПЗ за счет наличия специальных аккумуляторных батарей (обычно применяются необслуживаемые аккумуляторы с номинальной емкостью не менее 7 А/ч).

Средства обработки и отображения информации. Для управления всеми режимами АСВПЗ применяется специальное устройство - центральный контрольный блок (ЦКБ), который выполняет функции центральной станции АСУ, устанавливается на щите топливоподачи или главном щите управления тепловой электростанции. Основное назначение ЦКБ: принятие поступающей информации от большого количества объектовых контрольно-адресных блоков; обработка, отображение и протоколирование информации; поддержка обмена с локальными и региональными сетями передачи данных; передача на контрольно-адресные блоки сигналов управления исполнительными устройствами, программирование режимов работы.

ЦКБ реализован на базе персонального компьютера IBM PC обычного или специального промышленного исполнения (в зависимости от условий в месте установки), оборудованного средствами связи и протоколирования событий.

Специальное программное обеспечение, установленное на ЦКБ, позволяет визуализировать, озвучивать, а также передавать голосовые сообщения по линии громкой (поисковой) связи электростанции, цеха топливоподачи.

Помимо центрального контрольного блока в АСВПЗ может присутствовать один или несколько выносных контрольных модулей (ВКМ), которые могут работать по выбору оператора высокого уровня в двух режимах. Основное назначение ВКМ в режиме наблюдения - дублирование текущего состояния монитора ЦКБ, в режиме контроля - полная замена (перехват) функций ЦКБ.

Средства и линии связи. Для связи между КАБ и ЦКБ используется протокол RS-485 EIA. КАБ на базе ADAM-5510 имеет в своем составе встроенный последовательный порт RS-485; персональный компьютер ЦКБ может оборудоваться специальным преобразователем интерфейса RS-232/RS-485. Обязательное требование к средствам связи - наличие гальванической развязки и защиты от перенапряжений до 2500...3000 В.

Линии связи представляют собой обычную витую пару (желательно экранированную). Согласно требованиям стандарта RS-485, длина сегмента должна быть не более 1200 м, общая нагрузочная способность - до 256 устройств (не более 32 на один сегмент). Для обеспечения связи на расстояние свыше 1200 м следует применять специальные повторители (репитеры), например ADAM-4520. Максимальная скорость передачи информации по линиям связи достигает 38400 кбит/с, реально в АСВПЗ используется скорость 19200 кбит/с, что позволяет организовать передачу данных с надлежащим качеством без ущерба с точки зрения времени передачи.

Специальное программное обеспечение. Специальное программное обеспечение (СПО) АСВПЗ предназначено для управления автоматизированной системой управления в целом и для организации диалогов между оператором и системой. СПО обеспечивает:

Похожие диссертации на Особенности развития теплофизических процессов самовозгорания и взрыва пыли бурых углей