Дипломная работа (бесплатно)

На сегодняшний день очень актуальны вопросы энергосбережения и
повышения энергетической эффективности, так как данные направления
могут внести огромный вклад в устойчивое развитие нашей страны путем
снижения энергоемкости экономики и способствовать повышению
конкурентоспособности произведенных товаров и услуг. Глобальный
экономический кризис сделал данную тему чрезвычайно важной на мировом
уровне.
Реализация энергоэффективной политики является в настоящее время
одним из основных инструментов модернизации промышленности, жилищно -
коммунального хозяйства и транспортного сектора. Успешная политика
энергосбережения и повышения энергоэффективности обеспечивает
энергетическую и экологическую безопасность страны. Кроме того,
обеспечение повышения энергоэффективности стимулирует внедрение новых
инновационных технологий и решений, что в свою очередь стимулирует
активное взаимодействие развития науки и трансферта технологий.
Энергетические объекты и инфраструктура Казахстана нуждаются в
скорейшей модернизации. Надежное энергоснабжение – одна из основных
задач в достижении амбициозных целей, поставленных правительством
Казахстана на пути к устойчивому экономическому росту на ближайшие
годы.
Посланием Президента Республики Казахстан народу Казахстана от 29
января 2010 года «Новое десятилетие – новый экономический подъем – новые
возможности Казахстана» и Государственной программой по форсированному
индустриально -инновационному развитию Республики Казахстан на 2010 -
2014 годы поставлены задачи по устойчивому и сбалансированному росту
экономики. В области энергосбережения поставлена задача по снижению
энергоемкости внутреннего валового продукта не менее чем на 10 % к 2015
году и 25 % к 2020 году.
Кроме того, Президентом Республики Казахстан от 23 января 2013 года
поручено Правительству Республики Казахстан обеспечить экономию
потребления энергии путем ежегодного 10-процентного снижения
энергоемкости экономики в течение 2013 - 2015 годов.
В этой связи, важной задачей на сегодняшний день является
энергосбережение и повышение энергоэффективност
как одно из приоритетных направлений экономической политики многих частных
компаний и государственных учреждений, которые ориентированы на
динамичное развитие, как в плане снижения издержек на производство
товаров и услуг, так и в соответствии с общей направленностью
государственных программ, нацеленных на снижение энергоемкости
экономики страны. Тем самым, энергосбережение отнесено к стратегическим
задачам государства [21]....

Развитие газовой и ряда смежных отраслей промышленности сегодня в
значительной степени зависит от дальнейшего совершенствования
эксплуатации и обслуживания систем трубопроводного транспорта
природных газов из отдаленных и порой слабо освоенных регионов в
центральные районы страны.
Современная рыночная экономика предъявляет все более жесткие
требования ко всем субъектам. Это обстоятельство вынуждает многие
компании постоянно совершенствоваться, искать новые пути снижения различных
затрат, развивать свои технологии, привлекая последние
достижения науки и техники. И нефтегазовый сектор экономики Казахстан
не является томут исключением. Высокая эффективность
нефтегазоперерабатывающих и добывающих производств тесно связана с
рациональным использованием материальных и топливно-энергетических
ресурсов.
Среди многих проблем, с которыми приходится сталкиваться
представителям нефтегазовой отрасли, наиболее актуальными проблемами
являются проблемы снижения затрат по транспортировке природного газа.
Транспортировка природного газа по магистральным газопроводам в
современных условиях является наиболее оптимальным и экономическим
способом его доставки от мест добычи до потребителя. В настоящее время
одной из важных проблем при транспортировке газа является проблема
обеспечения минимума топливно-энергетических затрат, поскольку эти
затраты существенно влияют на технико-экономические показатели работы и
надежность функционировани магистральных газопроводов в целом.
Уменьшение топливно-энергетических затрат достигается за счет управления
температурным режимом газопровода. Под температурным режимом
магистрального газопровода понимается совокупность температур
транспортируемого газа на пути его движения по данному газопроводу как в
пределах компрессорных станций , так и в пределах линейных участков
трубопровода между компрессорной станции.
Слишком высокая температура газа отрицательно влияет на работу компрессорной станции. Во
избежание аварийных случаев требуется охлаждать природный газ .
Регулирование температуры осуществляется управлением работой
аппаратов воздушного охлаждения газа в зависимости от температуры газа на
выходе компрессорной станции, с учетом таких возмущающих факторов,
как погодные условия и другие. При использовании аппаратов воздушного
охлаждения газа возникают такие вопросы как уменьшение затрат на
электроэнергию, повышение эффективности привода, защита самих аппаратов
и многие другие. Для решения этих вопросов в данном проекте
разрабатывается автоматизированная система управления технологическим
процессом аппарата воздушного охлаждения.
Темой дипломного проекта является « Разработка автоматизированной
системы управления технологическим процессом аппарата воздушного
охлаждения газа.
Целью является разработка автоматизированной системы управления
технологическим процессом аппарата воздушного охлаждения газа в SCADA-
системе.
Для достижения этой цели перед дипломным проектом ставятся
следующие задачи:
- обзор аппаратов воздушного охлаждения газа;
- сравнительный анализ систем автоматизированного управления;
- разработка функциональной схемы автоматизации АВО газа;
- определение оптимальных параметров настройки регулятора;
- сравнительный анализ контроллеров;
- выбор оборудования системы автоматизации;
- реализация автоматизированной системы в SCADA системе;
- решение вопросов по безопасности жизнедеятельности;
- решение вопросов технико-экономического обоснования.....

Каждый день мы сталкиваемся с тем, что видим как вокруг нас
находятся горы отходов. Эти горы продолжают расти с каждым днем.
С одной стороны для нас это просто мусор, но с другой стороны - это
золото, будущее. Ведь эти отходы можно использовать в качестве
дополнительного источника энергии.
День за днем увеличивается население земного шара, в связи с этим
увеличивается количество потребляемых ресурсов. А ведь многие из этих
ресурсов не возобновляемые. Так что будет когда ресурсов не станет. Многие
из европейских стран уже пришли к тому, что отходы могут служить
источником энергии, могут быть повторно использованы.
Существующая в Казахстане система сбора и переработки ТБО
устарела. Еще с советских времен люди сами платили за вывоз отходов,
государство не финансировало эту область. На сегодняшний день в
Казахстане принято множество законопроектов для модернизации этой
системы. В будущем будет построено несколько заводов по переработке
отходов.
Как предприятие нового уровня такой завод требует оборудование
высокого класса, а также новейшие способы автоматизации работы этого
оборудования.
В данном диплом проекте будет реализовано поэтапное создание
автоматизированной системы управления процессов переработки твердых
бытовых отходов ....

В Казахстане доля окатышей в общем объёме окускованного сырья со-
ставляет в среднем 30%. Высок энтузиазм государств с развитой металлурги-
ей к окатышам, как к одному из главных видов сырья, так, к примеру, в Шве-
ции до 100% окатышей составляют железорудную часть шихты, в США и Ка-
наде – 70-80%. Рудной базой фосфорной промышленности Казахстана являет-
ся месторождение фосфоритов бассейна Каратау. Добываемые на рудниках
фосфориты и фосфато-кремнистые флюсующие материалы по физическим и
химическим свойствам не отвечают требованиям технологического регламен-
та производства желтого фосфора и требуют приведения ряда подготовитель-
ных операций: дробление, грохочение, усреднение, сушка и обжиг окусковы-
вание. [1] Основной проблемой переработки фосфоритов бассейна Каратау
является то, что в цикле рудник-завод в процессе добычи, транспортировки,
переработки, руды образуется до 55-60% фосфоритовой мелочи крупности
(10-0 мм). Руда такой фракции не может подвергаться переработке в электро-
печах.
Сейчас металлурги разглядывают железорудные окатыши с точки зре-
ния качественного сырья, приближающегося по однородности параметров к
агломерату, а также с позиций перспективности сырья, способного транспор-
тироваться на любые расстояния без утрат ими металлургических параметров.
С другой стороны, фабрики по производству окатышей испытывают трудно-
сти, связанные с отсутствием либо низким качеством бентонита, повышающе-
го характеристики сырых окатышей и их термостойкость.
При переходе на тонкоизмельченные концентраты особенно важной
становится подготовка агломерационной шихты: точное дозирование ком-
понентов, смешение и окомкование, а также равномерная укладка шихты на
аглоленту, исключающая разрушение гранул и понижение проницаемости
слоя. Учитывая повышение требований к шихтоподготовке, имеется широ-
кий спектр барабанных смесителей и окомкователей [1], а также комби-
нированные смесители-окомкователи. Для улучшения процесса окомкова-
ния, уменьшения содержания мелких фракций и повышения газопроницае-
мости аглошихты предлагаются окомкователи на резиновых опорных роли-
ках, а также окомкователи с центральным осевым приводом, которые умень-
шающих вибрацию, а следовательно, и саморазрушение гранул при окомкова-
нии. Агрегаты могут быть оборудованы системами автоматического кон-
троля и регулирования подачи воды для обеспечения оптимальной влаж-
ности шихты, а также с регулируемым числом оборотов барабана.
Успешное протекание процесса окомкования во многом зависит от га-
зопроницаемости слоя аглошихты. Одной из характеристик качества окомко-
вания агломерационной шихты и газопроницаемости спекаемого слоя являет-
ся порозность слоя, которая в основном определяет затраты энергии для со-
здания заданных скоростей фильтрации газов. Кроме того, порозность пред-
определяет удельную поверхность теплообмена в слое.
Барабаны- окомкователи являются объектами с распределенными параметрами. Следова-
тельно, для оптимального управления окомкованием агломерационной шихты
необходимо применять достаточно сложные математические методы, теорию
автоматического управления, приемы оптимизации динамических систем с
распределенными параметрами. Поэтому ЭВМ необходимо использовать как
в исследовательской практике, так и в процессе управления окомкованием аг-
лошихты. В настоящее время себестоимость продукта выше отпускной его
цены на международных рынках. Одной из причин является высокая себесто-
имость агломерата, которая определяется относительно низкой производи-
тельностью агломерационных машин и высоким расходом топлива. В основ-
ном это зависит от нестабильности окомкования аглошихты в барабане-
окомкователе. В процессе подготовки агломерационной шихты к спеканию
недостаточно полно разработано комплексное математическое описание сов-
местного влияния влажности, гранулометрического состава, соотношения ко-
личеств комкующей и комкуемой фракций на порозность слоя окомкованной
аглошихты. Поэтому газопроницаемость аглошихты при спекании не достига-
ет своих номинальных значений.....

Стабильный рост нефтедобычи в Казахстане в последние годы
естественным образом увеличивает нагрузку и стимулирует развитие
автоматизированных систем управления транспортировкой нефти. Для
качественной и бесперебойной доставки углеводородного сырья своим
потребителям, компаниям по транспортировки нефти не остается другого
пути, кроме как внедрять современные автоматизированные системы
управления на базе программно- технических средств.
На сегодняшний день около 80% всей добытой в стране сырой нефти
транспортируется по нефтепроводам компаний АО «КазТрансОйл». В состав
АО «КазТрансОйл» входят 3 филиала по магистральным нефтепроводам:
Западный, Восточный и Актюбинский.
Основным элементом магистрального нефтепровода с помощью
которой транспортируется нефть, является нефтеперекачивающая станция
(НПС). НПС выполняет функцию передачи энергии потоку нефти для его
перемещения к конечному пункту трубопровода. Нефтеперекачивающие
станции являются структурными подразделениями магистрального
нефтепровода и представляют комплекс сооружений, установок и
оборудования, предназначенных для обеспечения транспорта нефти по
трубопроводу. НПС подразделяются на головные и промежуточные.
На головных НПС осуществляется прием нефти от цехов
нефтегазодобывающих промыслов или магистральных трубопроводов.
Основными технологическими сооружениями головной НПС являются
магистральная насосная станция (МНС), подпорная насосная, резервуарный
парк, технологические трубопроводы с задвижками и фильтрами, узел
регулирующих устройств, узел приема и пуска скребка.
Промежуточные НПС располагаются по трассе трубопровода, и
предназначены для повышения давления перекачивающей системы, чтобы
компенсировать потери напора в трубопроводе на трение. В состав основных
технологических сооружений промежуточной станции входит
магистральная насосная станция,технологические трубопроводы
задвижками и фильтрами, узел регуляторов давления, узел приема и пуска скребка.
Рассматриваемая станция НПС «Барсенгир» относится к
Восточному филиалу, Жезказганского нефтепроводного управления.
Нефтеперекачивающая станция «Барсенгир»:
– является промежуточной станцией нефтепровода Павлодар-
Шымкент;
– предназначена для повышения давления нефти в магистральном
нефтепроводе;
Главная задача станции «Барсенгир» – обеспечение транспортировки
нефти по участку магистрального нефтепровода «Павлодар-Шымкент» при
минимальных затратах.....

Организация ТОО «АТКЭ» обслуживает город Алматы отопление и
горячим водоснабжение. В отопительная котельная «Кокжиек» требуются
замена связи с моральным и физическим износом парка датчиков,
управляющих органов и контроллеров старого оборудования, которое не
обеспечивает требуемой точности, оперативности и надежности а новое,
гораздо более эффективное. Требуются разработать САУ для котлового
агрегата КВ-ГМ-23,26-150.
Автоматизация такого процесса предполагает регулирование
температуры, давления, расхода газо-жидких энергоносителей. Отклонения
этих величин от предписанных (заданных) значений могут происходить как в
результате изменения нагрузки котла, так и под влиянием различных
воздействий: колебаний температуры и давления питательной воды,
изменений качества топлива и т.д. Управление реализуется посредством
передовых систем измерения параметров, обработки данных, контроля и
оптимизации режимов процесса. При внедрении автоматизированных систем,
функции рабочего сводятся к контролю за работой машин. Персонал может
находиться на безопасном расстоянии от агрегатов. Внедрение автоматизации
создает условия для коренного улучшения условий труда и безопасности
работ, дает возможность увеличить производительность труда. Наряду с этим
улучшаются работа машин, ход технологического процесса и качество
продукции.
При удачном решении поставленных перед автоматизацией задач,
откроются новые горизонты в развитии и совершенствовании работы
предприятия.....

В настоящее время уделяется большое внимание вопросам использования возобновляемых источников энергии.
Актуальным направлением экологичности и энергосбережения является эффективная
замена систем промышленного и гражданского теплоснабжения ископаемых
видов топлива на почти неисчерпаемые ресурсы низкопотенциального тепла
вторичных и возобновляемых источников с использованием теплового насоса.
Тепловые насосы в качестве источника используют - низкопотенциальную
энергию: теплоту грунта, грунтовых вод, обратную воду систем
централизованного теплоснабжения.
В наши дни большую популярность приобрела концепция
«интеллектуального здания». «Умный дом» - это интеллектуальная система
управления, объединяющая в единый комплекс все оборудование, решающее разны
задачи в сфере обеспечения комфорта, безопасности,жизнеобеспечения, связи. Одно из главных достоинств интеллектуальных
зданий - это комфорт проживающих в доме людей, который они
обеспечивают, посредством регулирования освещения, энергообеспечения,
системы «климат-контроль» и другие.
Система управления климатом в помещении позволяет корректировать
уровень температуры, влажности. В тоже время система «климат-контроль»,
несмотря на выполнение большого количества функций, обеспечивает
экономию финансовых средств и разрешает проблему энергосбережения.
Например, систему можно настроить так, что в выходные дни и нерабочее
время подача тепла в помещения сокращалась или отключалась совсем. Такой
режим работы особенно актуален для использования в загородных коттеджах
с применением в них автономных систем отопления. Для обеспечения
корректировки параметров работы системы применяются тепловые насосы,
которые фиксируют текущие показатели микроклимата в помещениях дома, а
также средства для управления в виде панелей.
Таким образом, целью дипломного проекта является разработка
системы автоматического регулирования температурой в помещении с
помощью теплового насоса.....

Вследствие интенсивного развития экономики Республики Казахстан,
наблюдается рост объемов потребления тепловой энергии с целью
обеспечения нужд предприятий и жилищно-коммунального сектора горячей
водой и отоплением. В связи с этим довольно остро стоит вопрос
автоматизации предприятий предоставляющих услуги теплоснабжения.
В настоящее время на нашем рынке нет достаточно гибкого аппаратно-
программного обеспечения, способного обеспечить комплексную
автоматизацию таких предприятий, из за чего компании, предоставляющие
услуги теплоснабжения неизбежно сталкиваются со следующими
проблемами:
- ведение вручную производственного учета тепловой энергии, т.е.
поставщик вручную производит расчет всех затрат на производство тепла;
- учет потребления также происходит ручным образом, вследствие
отсутствия у поставщиков возможности дистанционного снятия показаний со
счетчиков, что связано с увеличением трудозатрат на обслуживание, а также
с оперативностью и точностью получаемой информации;
- бизнес-процесс учета взаиморасчетов с потребителями также не
достаточным образом автоматизирован у большинства поставщиков
теплоснабжения;
- отсутствие централизованной, интегрированной расчетной системы,
способной напрямую взаимодействовать как с датчиками первичного
оборудования, так и с другими программными комплексами;
Описанная выше ситуация обусловила проведение разработки по
настоящему дипломному проекту.....

Мировой спрос на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постоянно
растет. К 2050 году увеличение их доли в глобальном энергетическом балансе
прогнозируется до 35%. Практически во всех развитых странах сегодня
разрабатываются и реализуются программы, связанные с альтернативной
энергетикой. Ее привлекательность вызвана неисчерпаемостью ресурсов,
независимостью от конъюнктуры цен на мировых рынках энергоносителей, а
также, что немаловажно, экологической чистотой. Основные преимущества
ВИЭ – неисчерпаемость и экологичность – и послужили причиной бурного
развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических
прогнозов относительно ее перспектив в ближайшие десятилетия.
Главными причинами, обусловившими развитие ВИЭ, выступают
обеспечение энергетической и экологической безопасности, сохранение
окружающей среды, завоевание мировых рынков возобновляемых источников
энергии, сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих
поколений, а также увеличение потребления сырья для неэнергетического
использования топлива.
Словом, сегодня использование ВИЭ стало важным и обязательным
направлением развития энергетики будущего. И Казахстан в этом плане
обладает всеми необходимыми ресурсами. А с учетом дефицита
электроэнергии в стране, особенно в южных регионах, более широкое
применение альтернативных источников приобретает особое значение.
Неэффективность централизации электроснабжения в условиях огромной
территории Казахстана, занимающей 2,7 млн кв. км, и низкой плотности
населения (5,5 чел/кв. км) приводит к существенным потерям энергии при ее
транспортировке. Поэтому использование ВИЭ позволит снизить затраты на
обеспечение электроэнергией отдаленных населенных пунктов, значительно
сэкономить на строительстве новых линий электропередачи.
В соответствии со Стратегическим планом развития РК до 2020 года
доля ВИЭ в общем объеме электропотребления должна составить 1,5% к
2015- му и более 3% – к 202 0- му. Приоритеты, поставленные государственной
программой форсированного индустриально - инновационного развития на
2010- 2014 годы, предусматривают увеличение объема выработки
возобновляемой энергии до 1 млрд кВт.ч в год, что превысит 1% в
энергобалансе Казахстана.
В последние годы наблюдается динамичный рост в плане развития
солнечной энергетики.
Солнце является самым мощным возобновляемым источником энергии
для нашей планеты (для жизни на земле): количество энергии падающее на
поверхность земли от солнца за день превосходит мировое потребление за
год. Солнечная энергия может использоваться как для производства
электроэнергии, так и для обогрева и освещения жилых и производственных
помещений, обогрева воды. Являясь экологически чистым возобновляемым
источником энергии не выделяющем двуокись углерода и не зависящее от
ископаемых ресурсов, солнечная энергетика способствует диверсификации
источников энергии, улучшению энергоэффективности и экономии средств и
ресурсов. Существуют различные технологии для преобразования и
использования солнечной энергии. Если фотоэлементы и концентрационные
станции применяются для производства электроэнергии, то пассивная
солнечная энергетика для освещения и отопления помещений, нагрева воды ....

Автоматизация технологических процессов является одним из
решающих факторов повышения производительности и улучшения условий
труда. Все существующие и строящие объекты оснащены средствами
автоматизации.
В настоящее время средства автоматизации получают самое широкое
применение в различных сферах деятельности человека. Внедрение
автоматических систем управления требует серьезной перестройки
производства, поэтому в более широком смысле автоматизация имеет не
только техническое, но и организационное и экономическое содержание.
Автоматизация дает возможность получить более высокую
производительность,повышает социальную и экономическую
производительность труда. К социальной эффективности относятся
облегчение труда рабочих, улучшение санитарно- гигиенических условий и
повышение общего культурного уровня жизни человека. Под экономической
эффективностью автоматизации понимают улучшение экономических
показателей производства: производительности труда, себестоимости и
качества продукции.
Автоматизация предприятий, в связи со спецификой его работы, играет
большую роль по следующим причинам: добыча нефти и газа - процесс
непрерывный и очень трудоемкий. Он требует измерения, контролирования и
обработки множества параметров, иногда тесно взаимосвязанных. Удаленность
объектов друг от друга на десятки и сотни километров - тоже немаловажный
фактор. Для нормальног
функционирования всей структуры людям,
управляющим этим процессом необходимо точно представлять себе положение
дел на любом участке производственной цепочки, причем от оперативности
принятия решений и приведения их в исполненение зависит очень многое. На
некоторых участках даже довольно небольшое, но долговременное отклонение
параметров от нормы может вызвать аварию. А от точности измерения качества
и количества транспортируемого газа прибыль предприятия зависит
напрямую. Применение аварийных следящих систем позволяет также
уменьшить количество аварий и соответственно уменьшается вредное влияние
нефтегазодобывающей отрасли на экологию - один из самых важнейших
факторов на сегодняшний день.
Автоматизация не только освобождает или разгружает человека, но и
обеспечивает работу производства с такой скоростью, точностью,
надежностью и экономичностью, которые человек своим непосредственным
участием обеспечить не может.
Проектами наиболее сложных производств, предусматривается
комплексная автоматизация ряда технологических процессов.
Нефтеперекачивающая станция НПС «Узень» представляет собой
сложный технологический комплекс, состоящий из основных и
вспомогательных систем обеспечивающих бесперебойное выполнение
операций по перекачке нефти, поэтому автоматизация на этом объекте просто
необходима.....