Автоматизация котельных установок

Автоматизация котельной: принцип работы и перспективы

Общие проблемы автоматизации котельной

Одной из самых актуальных проблем современной цивилизации, и в то же самое время одной из самых древних, получивших практические решения, является проблема автоматизации. Самострелы и ловушки древних охотников – это примеры автоматических устройств, срабатывающих так, как надо тогда, когда надо.

Всевозможные демонстрации в древнеегипетских храмах срабатывали без участия человека, а лишь тогда, когда наступала соответствующая ситуация. Массовое внедрение автоматики в современную повседневную жизнь людей лишь подтверждает актуальность этой проблемы в наше время.
Особенно это заметно в производственной деятельности человека. Непрерывный рост единичной мощности агрегатов, увеличение их производительности требуют более оперативного и более правильного принятия решений.

Число этих решений в единицу времени непрерывно возрастает, ответственность за их правильность также растёт. Психофизиологические возможности человека уже не позволяют ему справляться с обработкой возросшего потока информации.


На помощь приходит новейшая вычислительная техника и эффективные методы теории управления. Всё более усложнённые технологические и теплотехнические процессы требуют повышения быстродействия технических средств автоматики. Одновременно растёт цена отказа, и растут требования к надёжности и живучести техники.
Прогресс в части средств автоматизации тесно связан с изменениями в элементной базе вычислительной техники. Сейчас практически все приборы строятся на основе микропроцессоров.

Это позволяет обрабатывать более сложные алгоритмы, повышать точность измерения технологических параметров, нагружать отдельные приборы ранее не свойственными им функциями. И, самое главное, обмениваться информацией между собой, работая, как единая система управления.

Средства автоматизации для котельных

Технические средства автоматизации:

  • датчики параметров технологического процесса;
  • исполнительные механизмы, перемещающие по командам в нужном направлении регулирующие органы;
  • управляющая техника, обрабатывающая в соответствии с заложенными в неё алгоритмами и программами информацию от датчиков и формирующая команды исполнительным механизмам;
  • приборы для выбора режимов управления и для дистанционного управления исполнительными механизмами;
  • средства отображения и представления информации оперативному персоналу;
  • устройства для документирования и архивирования технологической информации;
  • средства коллективного представления информации.

Вся эта техника за вторую половину прошлого столетия претерпела революционные изменения, не в последнюю очередь, благодаря достижениям советской науки.
Так, например, приборы манометрического ряда, широко применяемые при измерениях давления, расхода, скорости и уровня жидкостей и газов, а также при измерениях силы и массы, поменяли физический принцип чувствительного элемента.

Вместо мембраны, прогибающейся под действием сила и перемещающей шток электромеханического преобразователя, стали использовать тензометрический способ.
Его суть в том, что некоторые материалы при механическом воздействии на них меняют свои электрические параметры. Чувствительная измерительная схема улавливает эти изменения, а вычислительное устройство, встроенное в прибор, переводит их в величину технологического параметра.

Приборы стали компактней, надёжней, точнее. И технологичней в производстве. Современные исполнительные механизмы принимают не только команды «включить» и «выключить», как было много лет. Они могут принимать команды в цифровом коде, самостоятельно расшифровывать их, исполнять и предавать отчёт о своих действиях и своём состоянии.
Управляющая техника прошла путь от ламповых регуляторов и релейно-контактных схем до микропроцессорных регулирующих, логических и демонстрационных контроллеров.

Испытания первого советского регулирующего микропроцессорного контроллера разработки НИИТеплоприбор были проведены в январе 1980 года на учебной ТЭЦ Московского энергетического института. ТЭЦ работает в составе Мосэнерго. По первым слогам трёх слов названия изделие назвали «Ремиконт». Через пять лет провели более масштабные промышленные испытания Ремиконтов на трёх мощных промышленных объектах. И с этого момента в новые АСУ ТП по всей стране и в зарубежные проекты закладывались только микропроцессорные контроллеры.

За рубежом применение подобных контроллеров в системах автоматизации различных объектов началось чуть раньше.
Микропроцессорный контроллер – это вычислительное устройство, сконструированное специально для управления технологическим объектом и расположенным в непосредственной от него близости.

Контроллер состоит из следующих блоков и устройств:

  • блок питания;
  • вычислитель;
  • блок ввода аналоговых сигналов разных номиналов с гальваническим разделением;
  • устройство ввода дискретных сигналов активных (в виде напряжения) и пассивных (в виде сухого контакта);
  • блок вывода аналоговых сигналов разных номиналов с гальваническим разделением;
  • устройство вывода дискретных сигналов активных и пассивных;
  • прибор интерфейсной связи для подключения контроллера к системному информационному полю.

Блоки ввода и вывода сигналов – блоки группы УСО (устройств связи с объектом) – все многоканальные, имеют от 8 до 16 каналов. На конкретную задачу контролер собирается методом проектной компоновки. Состав и количество блоков УСО выбирается исходя из количества соответствующих сигналов в системе.
В блоке вычислителя находится процессор, оперативная память (ОЗУ) и постоянная память (ПЗУ). В ПЗУ записана библиотека алгоритмов. Её состав охватывает практически все используемые в подобных системах задачи управления – регулирования, арифметических вычислений, динамических преобразований, логических действий.

Программирование контроллеров ведётся методом технологического программирования. Для современных моделей контроллеров этот метод представляет собой сборку функциональной схемы задачи управления на экране монитора.

После простейшей проверки на отсутствие ошибок схема-программа загружается в оперативную память контроллера. Интуитивная доступность метода для традиционных автоматчиков способствовала быстрому и широкому распространению Ремиконтов.

Автоматизированные тепловые станции

В 1992 году организация, управляющая московской коммунальной энергетикой – МОСТЕПЛОЭНЕРГО – приняла решение на одной из своих новостроек внедрить современную АСУ ТП. Была выбрана районная тепловая станция РТС «ПЕНЯГИНО». Первая очередь станции строилась в составе четырёх котлов типа КВГМ-100.
В это время развитие Ремиконтов привело к появлению программно-технического комплекса ПТК КВИНТ.В состав комплекса кроме самих Ремиконтов входила операторская станция на базе персональной ЭВМ с полным программным обеспечением, пакет программ системы автоматизированного проектирования САПР.

Читайте также:
Двухконтурные котлы на твердом топливе

Функции АСУ ТП районной тепловой станции:

  • полностью автоматический пуск котла из холодного состояния до выхода на рабочий режим путём кликания на экране монитора кнопки «ПУСК»;
  • поддержание температуры выходной воды в соответствии с температурным графиком;
  • управление расходом питательной воды с учётом подпитки;
  • технологические защиты с отключением подачи топлива;
  • контроль всех теплотехнических параметров и представление их оператору на экране персональной ЭВМ;
  • контроль состояния агрегатов и механизмов – «ВКЛЮЧЕН» или «ВЫКЛЮЧЕН»;
  • дистанционное управление исполнительными механизмами с экрана монитора и выбор режима управления – ручной, дистанционный или автоматический;
  • информирование оператора о нарушениях в работе контроллеров;
  • связь с диспетчером района по цифровому информационному каналу.

Техническая часть системы была скомпонована в четырёх шкафах – по одному на каждый котёл. В каждом шкафу установлены четыре контроллера в каркасно-модульном исполнении.

Задачи между контроллерами распределены таким образом:

Контроллер №1 выполнял все операции по пуску котла. В соответствии с алгоритмом пуска, который был предложен Теплоэнергоремонтом:

  • контролер включает дымосос и вентилирует топку и дымоходы;
  • включает вентилятор подачи воздуха;
  • включает насосы подачи воды;
  • подключает газ на розжиг каждой горелки;
  • по контролю наличия пламени открывает основной газ на горелки.

Контроллер №2 выполнен в дублированном варианте. Если во время пуска котла сбой техники не страшен, так как можно остановить программу и начать всё сначала, то второй контроллер ведёт основной режим в течении длительного времени.

Особая ответственность на нём в холодное время года. При автоматической диагностике нештатной ситуации в котельной происходит автоматическое безударное переключение с основного контроллера на резервный. На этом же контроллере организованы технологические защиты.
Контроллер №3 предназначен для выполнения менее ответственных функций. При его отказе можно вызвать ремонтника и некоторое время переждать. На этом же контроллере запрограммирована модель котла.

С её помощью проводится предпусковая проверка работоспособности всей программы управления. Её же используют при обучении оперативного персонала.
Работы по созданию головных АСУ ТП московских РТС ПЕНЯГИНО, КОСИНО-ЖУЛЕБИНО, БУТОВО, ЗЕЛЕНОГРАД проводил коллектив в составе МОСПРОМПРОЕКТ (проектные работы), ТЕПЛОЭНЕРГОРЕМОНТ (алгоритмы управления), НИИТеплоприбор (микропроцессорная центральная часть системы).

Перспективы

Развитие и совершенствование элементной базы позволяет снижать габариты технических средств автоматизации, их энергоёмкость. Расширяются функциональные возможности.

Наличие собственного вычислителя в каждом полевом устройстве позволяет выводить от него информацию в систему, а ему получать команды из любой точки системы. Технология полевой шины позволяет существенно повысить живучесть системы, упростить процессы наладки.

Приборы и автоматика котельных

В отопительных котельных работающих на газе и жидком топливе, применяются комплексные системы управления, каждая из которых в зависимости от назначения и мощности котельной, давления газа, вида и параметров теплоносителя имеет свою специфику и область применения.

Главные требования к системам автоматизации котельных:
— обеспечение безопасной эксплуатации
— оптимальное регулирование расхода топлива.

Показателем совершенства применяемых систем управления является их самоконтроль, т.е. подача сигнала об аварийной остановке котельной или одного из котлов и автоматическая фиксация причины, вызвавшей аварийное отключение.
Ряд из серийно выпускаемых систем управления позволяют осуществлять полуавтоматический пуск и остановку котлоагрегатов, работающих на газовом и жидком топливе. Одна из особенностей систем автоматизации газифицированных котельных — полный контроль за безопасностью работы оборудования и агрегатов. Система специальных защитных блокировок должна обеспечить отключение подачи топлива при:
— нарушении нормальной последовательности пусковых операций;
— отключении дутьевых вентиляторов;
— понижении (повышении) давления газа ниже (выше) допустимого придела;
— нарушении тяги в топке котла;
— срывах и погасании факела;
— упуске уровня воды в котле;
— других случаях отклонения параметров работы котлоагрегатов от нормы.
Соответственно современные системы управления состоят из приборов и оборудования, обеспечивающих комплексное регулирования режима и безопасность их работы. Осуществление комплексной автоматизации предусматривает сокращение обслуживающего персонала в зависимости от степени автоматизации. Некоторые из применяемых систем управления способствуют автоматизации всех технологических процессов в котельных, включая дистанционный режим котлов, что позволяет контролировать работу котельных непосредственно из диспетчерского пункта, при этом персонал полностью выведен из котельных. Однако для диспетчеризации котельных необходима высокая степень надежности работы исполнительных органов и датчиков систем автоматики. В ряде случаев ограничиваются применением в котельных автоматики «минимум» предназначенной для контроля лишь основных параметров (частичная автоматизация). К выпускаемым и вновь разрабатываемым системам управления отопительных котельных предъявляется ряд технологических требований: агрегатность, т.е. возможность набора любой схемы из ограниченного числа унифицированных элементов; блочность — возможность лёгкой замены вышедшего из строя блока. Наличие устройств, позволяющих осуществлять телеуправление автоматизированными установками по минимальному количеству каналов связи минимальная инерционность и быстрейшее возвращение к норме при любом возможном разбалансе системы. Полная автоматизация работы вспомогательного оборудования: регулирование давления в обратном коллекторе (подпитка теплосети), давления в головке-деаэратора, уровня воды в баке-аккумуляторе деаэратора и др.

Защита котельных.

Очень важно: используйте на блокировочных позициях только грозозащищенное оборудование.

Защита котлоагрегата при возникновении аварийных режимов является одной из главных задач автоматизации котельных установок. Аварийные режимы возникают в основном в результате неправильных действий обслуживающего персонала, преимущественно при пуске котла. Схема защиты обеспечивает заданную последовательность операций при растопке котла и автоматическое прекращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов.
Схема защиты должна решать следующие задачи:
— контроль за правильным выполнением предпусковых операций;
— включение тягодутьевых устройств, заполнение котла водой и т.д.;
— контроль за нормальным состоянием параметров (как при пуске, так и при работе котла);
— дистанционный розжиг запальника с щита управления;
— автоматическое прекращение подачи газа к запальникам после кратковременной совместной работы запальника и основной горелки (для проверки горения факела основных горелок), если факелы запальника и горелки имеют общий прибор контроля.
Оборудование котлоагрегатов защитой при сжигании любого вида топлива является обязательным.
Паровые котлы независимо от давления и паропроизводительности при сжигании газообразного и жидкого топлива должны быть оборудованы устройствами прекращающими подачу топлива к горелкам в случае:
— повышения или понижения давления газообразного топлива перед горелками;
— понижения давления жидкого топлива перед горелками (для котловоборудованных ротационными форсунками не выполнять);
— уменьшения разряжения в топке;
— понижения или повышения уровня воды в барабане;
— понижения давления воздуха перед горелками (для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха);
— повышения давления пара (только при работе котельных без постоянного обслуживающего персонала);
— погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается;
— неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.
Водогрейные котлы при сжигании газообразного и жидкого топлива должны быть оборудованы устройствами, автоматически прекращающими подачу топлива к горелкам в случае:
— повышения температуры воды за котлом;
— повышения или понижения давления воды за котлом;
— понижения давления воздуха перед горелками (для котлов оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха);
— повышения или понижения газообразного топлива;
— понижения давления жидкого топлива (для котлов оборудованных ротационными горелками, не выполнять);
— уменьшения разряжения в топке;
— уменьшения расхода воды через котёл;
— погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается;
— неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.
Для водогрейных котлов с температурой нагрева воды 115?С и ниже защита по понижению давления воды за котлом и уменьшению расхода воды через котел может не выполняться.

Читайте также:
4 главных правила Евростандарта по установке розеток и выключателей
Технологическая сигнализация на котельных.

Для предупреждения обслуживающего персонала об отклонении основных технологических параметров от нормы предусматривается технологическая светозвуковая сигнализация. Схема технологической сигнализации котельной разделяется, как правило, на схемы сигнализации котлоагрегатов и вспомогательного оборудования котельной. В котельных с постоянным обслуживающим персоналом должна предусматриваться сигнализация:
а) остановка котла (при срабатывании защиты);
б) причины срабатывания защиты;
в) понижения температуры и давления жидкого топлива в общем трубопроводе к котлам;
г) понижения давления воды в питательной магистрали;
д) понижения или повышения давления воды в обратном трубопроводе тепловой сети;
е) повышения или понижения уровня в баках (деаэраторных, аккумуляторных систем горячего водоснабжения, конденсатных, питательной воды, хранения жидкого топлива и др.), а также понижения уровня в баках промывочной воды;
ж) повышения температуры в баках хранения жидких присадок;
з) неисправность оборудования установок для снабжения котельных жидким топливом (при их эксплуатации без постоянного обслуживающего персонала);
и) повышения температуры подшипников электродвигателей при требовании завода-изготовителя;
к) понижения величины рН в обрабатываемой воде (в схемах водоподготовки с подкислением);
л) повышения давления (ухудшения вакуума) в деаэраторе;
м) повышения или понижения давления газа.

Контрольно-измерительные приборы котельных.
Приборы для измерения температуры.

В автоматизированных системах измерение температуры осуществляется, как правило, на основе контроля физических свойств тел функционально связанных с температурой последних. Приборы для контроля температуры по принципу действия могут быть разделены на следующие группы:
1. термометры расширения для контроля теплового расширения жидкости или твердых тел (ртутные, керосиновые, толуоловые и др.);
2. манометрические термометры для контроля температуры путем измерения давления жидкости, пара или газа, заключенных в замкнутую систему постоянного объема (например ТГП-100);
3. приборы с термометрами сопротивления или термисторами для контроля электрического сопротивления металлических проводников (термометры сопротивления) или полупроводниковых элементов (термисторов, ТСМ, ТСП);
4. термоэлектрические приборы для контроля термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) развиваемой термопарой из двух различных проводников (величина ТЭДС зависит от разности температур спая и свободных концов термопары, присоединяемых к измерительной схеме) (ТПП, ТХА, ТХК и др.);
5. пирометры излучения для измерения температуры по яркости, цвету или тепловому излучению накаленного тела (ФЭП-4);
6. радиационные пирометры для измерения температуры по тепловому действию лучеиспусканию накаленного тела (РАПИР).

Вторичные приборы для измерения температуры.

1. Логометры предназначены для измерения температуры в комплекте с термометрами
2. Мосты сопротивления стандартных градуировок 21, 22, 23, 24, 50-М, 100П и др.
3. Милливольтметры предназначены для измерения температуры в комплекте с
4. Потенциометра термопарами стандартных градуировок ТПП, ТХА, ТХК и др.

Приборы для измерения давления и разряжения (в котельных).

По принципу действия приборы для измерения давления и разряжения разделяются на:
— жидкостные — давление (разряжение) уравновешивается высотой столба жидкости (U-образные, ТДЖ, ТНЖ-Н и др.);
— пружинные — давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента (мембраны, трубчатой пружины, сильфона и т.п.) (ТНМП-52, НМП-52, ОБМ-1 и др.).

Преобразователи.

1. Дифференциально-трансформаторные (МЭД, ДМ, ДТГ-50, ДТ-200);
2. Токовые (САПФИР, Метран);
3. Электроконтактные (ЭКМ, ВЭ-16рб, ДМ-2005, ДНТ,ДГМ и др.).

Для измерения разряжение в топке котла чаще всего используют приборы модификации ДИВ (Метран22-ДИВ, Метран100-ДИВ, Метран150-ДИВ, Сапфир22-ДИВ)

Приборы для измерения расхода.

Для измерения расходов жидкостей и газов используют в основном два вида расходомеров — переменного и постоянного перепада. В основу принципа действия расходомеров переменного перепада положено измерение перепада давления на сопротивлении, введенном в поток жидкости или газа. Если измерять давление до сопротивления и непосредственно за ним, то разность давлений (перепад) будет зависеть от скорости потока, а следовательно, и от расхода. Такие сопротивления, установленные в трубопроводах, называются сужающими устройствами. В качестве сужающих устройств в системах контроля расхода широко применяются нормальные диафрагмы. Комплект диафрагм состоит из диска с отверстием, кромка которого с плоскостью диска составляет угол 45 град. Диск помещается между корпусами кольцевых камер. Между фланцами и камерами установлены уплотняющие прокладки. Отборы давления до и после диафрагмы берут из кольцевых камер.
В качестве измерительных приборов и передающих преобразователей в комплекте с преобразователями переменного перепада для измерения расхода применяют дифференциальные манометры (дифманометры) ДП-780, ДП-778-поплавковые; ДСС-712, ДСП-780Н-сильфонные; ДМ-дифференциально-трансформаторные; «САПФИР»-токовые.
Вторичные приборы для измерения уровня: ВМД, КСД-2 для работы с ДМ; А542 для работы с «САПФИРОМ» и другие.

Читайте также:
Виды классического ламината для дома и квартиры
Приборы для измерения уровня. Сигнализаторы уровня.

Предназначены для сигнализации и поддержания в заданных приделах уровня воды и жидких электропроводных сред в ёмкости: ЭРСУ-3, ЭСУ-1М, ЭСУ-2М, ESP-50.
Устройства для дистанционного измерения уровня: УМ-2-32 ОНБТ-21М—сельсинный (комплект устройства состоит из датчика ДСУ-2М и приемника УСП-1М; датчик снабжен металлическим поплавком); УДУ-5М—поплавковый.

Для определения уровня воды в котле часто используют дифманометрический уровнемер, но обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании). Данный способ измерения уровня в котле показал свою надежность и стабильность работы. Обязательно использование на одном котле двух таких приборов, один регулятор на втором сигнализация и блокировка.

Приборы для измерения состава вещества.

Автоматический стационарный газоанализатор МН5106 предназначен для измерения и регистрации концентрации кислорода в отходящих газах котельных установок. В последнее время в состав проектов автоматизации котельных включают анализаторы на СО-угарный газ.
Преобразователи типа П-215 предназначены для использования в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования величины рН промышленных растворов.

Запально-защитные устройства.

Устройство предназначено для автоматического или дистанционного розжига горелок работающих на жидком или газообразном топливе, а также для защиты котлоагрегата при погасании факела (ЗЗУ, ФЗЧ-2).

Регуляторы прямого действия.

Регулятор температуры используется для автоматического поддержания заданной температуры жидких и газообразных сред. Регуляторы комплектуются прямым либо обратным каналом.

Регуляторы непрямого действия.

Система автоматического регулирования «Контур». Система «Контур» предназначена для применения в схемах автоматического регулирования и управления в котельных. Регулирующие приборы системы типа Р-25 (РС-29) формируют совместно с исполнительными механизмами (МЭОК, МЭО) — «ПИ»-закон регулирования.

Системы автоматизации отопительных котельных.

Комплект средств управления КСУ-7 предназначен для автоматического управления водогрейными одногорелочными котлами мощностью от 0,5 до 3,15 МВт, работающими на газообразном и жидком топливе.
Технические данные:
1. автономный
2. с верхнего уровня иерархии управления (с диспетчерского пункта или общественного управляющего устройства).
В обоих режимах управления комплект обеспечивает выполнение следующих функций:
1. автоматический пуск и останов котла
2. автоматическая стабилизация разряжения (для котлов с тягой), закон регулирования—позиционный
3. позиционные управления мощностью котла путем включения режима «большого» и «малого» горения
4. аварийная защита, обеспечивающая останов котла при возникновении аварийных ситуаций, включение звукового сигнала и запоминание первопричин аварии
5. световая сигнализация о работе комплекта и состоянии параметров котла
6. информационная связь и связь по управлению с верхним уровнем иерархии управления.

Особенности наладки оборудования в котельных.

При наладке комплекта средств управления КСУ-7 особое внимание необходимо уделить контролю пламени в топке котла. При установке датчика соблюдать следующие требования:
1. ориентировать датчик на зону максимальной интенсивности пульсаций излучения пламени
2. между пламенем и датчиком не должно быть препятствий, пламя постоянно должно находиться в поле зрения датчика
3. датчик должен устанавливаться с наклоном, предотвращающим оседание различных фракций на его визирное стекло
4. температура датчика не должна превышать 50 С; для чего необходимо производить постоянный обдув через специальный штуцер в корпусе датчика, предусмотреть теплоизоляцию между корпусом датчика и горелочного устройства; датчики ФД-1 рекомендуется устанавливать на специальных тубусах
5. применять в качестве первичного элемента фоторезисторы ФР1-3-150кОм.

Заключение.

В последнее время широкое применение получили приборы на базе микропроцессорной техники. Так в замен комплекта средств управления КСУ-7 выпускается КСУ-ЭВМ, что ведет к подъему показателей совершенства применяемых систем безопасности, работы оборудования и агрегатов.

Автоматизация котельных, сигнализация, автоматика безопасности, автоматическое регулирование

Технологические процессы, происходящие в котельном агрегате во время его работы, характеризуются рядом взаимосвязанных параметров. Изменение одного из них, например расхода пара, должно отражаться на всех остальных параметрах: давлении пара, количестве подаваемого в топку топлива, количестве подаваемого воздуха и отсасываемых дымовых газах, расходе питательной воды.

Автоматизация котельных предусматривает осуществление автоматического регулирования производственного процесса, автоматический теплотехнический контроль, дистанционное управление и сигнализацию об отклонениях от нормального эксплуатационного режима. Автоматизация котельных установок может быть частичной, при которой осуществляется автоматизация отдельных видов оборудования, или комплексной, при которой эксплуатация котельной установки происходит без постоянного обслуживающего персонала.

Читайте также:
Деревянные фасады - лучшие сочетания, идеи применения и правила монтажа (115 фото)

Основной задачей автоматизации котельной установки является регулирование:

подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котлов при условии поддержания постоянным давления пара в паровых котлах или температуры воды в водогрейных котлах; тяги;

питания парового котла; температуры перегрева пара.

Автоматическое регулирование подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котла, поддержание давления пара (или температуры воды) в заданных пределах и регулирование тяги (разрежения в топке) называется автоматизацией процесса горения.

В автоматизацию питания котла входят регулирование подачи питательной воды в котел в зависимости от нагрузки и поддержание при этом постоянного уровня воды в барабане котла.

Система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и взаимодействующего с ним автоматического регулятора. Котел является объектом регулирования.

Основными звеньями системы автоматического регулирования, кроме объекта регулирования и автоматического регулятора, являются:

  • – чувствительный элемент, реагирующий на отклонение регулируемого параметра;
  • – задающее устройство — механизм ручной и автоматической настройки заданного значения или программное устройство;
  • – преобразователь — исполнительный орган, преобразующий сигнал чувствительного элемента в электрические импульсы, удобные для усиления;
  • – усилитель — устройство для усиления сигнала за счет дополнительного источника энергии;
  • – исполнительный механизм — устройство, воздействующее на регулируемый объект;
  • – корректирующие устройства, стабилизируют процесс регулирования воздействием на работу регуляторов.

Система автоматического регулирования в некоторых случаях может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы. В некоторых случаях эта система может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы.

По принципу действия системы автоматического регулирования теплопроизводительности котельных делятся на комбинированные и с регулированием по возмущению.

Регулирование по возмущению выполняет функции управления. Температура горячей воды на выходе из котла регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха, изменение которой является возмущающим воздействием. Поступающее на вход регулятора возмущение изменяет регулирующее воздействие (расход топлива) так, что оно компенсирует влияние изменения температуры наружного воздуха на температуру помещения. Комбинированные системы автоматического регулирования состоят из сочетающихся систем регулирования и управления. Постоянное значение регулируемого параметра поддерживается воздействием по возмущению. В системе с воздействием по возмущению регулятор работает с опережением, т.е. начинает действовать сразу вслед за возмущающим воздействием до момента изменения регулируемой величины. Последняя контролируется, а изменение сигнала подается на вход регулятора. Кроме того, вводится задающее воздействие, зависящее от возмущения.

Существуют системы с регулированием по отклонению, то есть воздействие на объект регулирования зависит от изменения регулируемого параметра.

По виду регулирования системы автоматического регулирования делят на системы непрерывного действия (пропорциональные) и многопозиционные. В системах непрерывного регулирования при изменении возмущающего воздействия положение регулирующего органа изменяется плавно. В системах многопозиционных регулирующий орган всегда занимает одно из крайних положений.

Системы автоматического регулирования бывают прямого (непосредственного) и непрямого действия. В системах прямого действия используется энергия регулируемой среды. В системах непрямого действия — энергия постороннего источника (электрическая, пневматическая, гидравлическая).

Функциональная схема регулирования процесса горения в паровых котельных установках приведена на рис. 10.17. Регулятор давления пара получает импульс от давления в барабане котла и воздействует на количество подаваемого в топку газа. В регуляторе давления предусмотрена обратная связь.

Регулятор воздуха получает импульс на регулирование по расходу воздуха и дополнительные импульсы по расходу газа и от регулятора давления.

Дымососная установка, создающая разрежение, может регулироваться в зависимости от величины разрежения в топке или же с дополнительным импульсом от регулятора давления пара.

Питание паровых котлов регулируется следующим образом. При установившемся режиме парового котла весовые расходы

пара и питательной воды равны между собой и уровень воды в барабане котла остается неизменным.

Рис. 10.17. Функциональная схема автоматизации паровой котельной

При изменении нагрузки котла происходит нарушение равновесия. Появляется необходимость регулирования питания котла. Наиболее простым типом регулятора, применяемого в этом случае, является одноимпульсный регулятор питания бара-

Нагрузка баННЫХ КОТЛОВ (ИМПУЛЬС ОТ УРОВНЯ ВОДЫ В

Одноимпульсные регуляторы могут применяться для питания паровых котлов, имеющих большой водяной объем, и при нагрузках, не имеющих резких колебаний.

Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане парово-—г— го котла приведена на рис. 10.18. Импульс на

I регулирование от уровня воды в барабане кот-

Водапитания Ла ВОСПрИНИМаеТСЯ регуЛЯТОрОМ УРОВНЯ, КОТО-

Рис. 10.18. Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане котла

рый воздействует на расход питательной воды.

Для крупных котлов с относительно малым водяным объемом одноимпульсный регулятор не может обеспечить качественного регулирования при резких изменениях нагрузки, так как в этом случае будут наблюдаться довольно значительные отклонения уровня от заданного значения.

В этом случае может быть применен двухимпульсный регулятор, у которого регулирующий орган находится под воздействием как отклонения уровня, так и изменения расхода пара.

На рис. 10.19 дана схема двухимпульсного регулятора, в котором импульсы от уровнемера 1 и расходомера 2 через управляющий орган 3 (в котором импульсы суммируются) оказывают воздействие на регулирующий орган.

Рис. 10.19. Функциональная схема двухимпульсного регулятора

питания парового котла

Кроме регулирования процесса горения и питания котла, в котельных должна быть предусмотрена автоматика безопасности. Для ведения нормальной эксплуатации должны быть предусмотрены также дистанционное управление, теплотехнический контроль и сигнализация.

Читайте также:
Дизайн стен в гостиной + фото

Автоматика безопасности. При нарушении нормальной работы котла вследствие неисправности, которая может вызвать аварию, а также в случае аварии котел должен быть немедленно остановлен.

Автоматика безопасности котла должна обеспечить сигнализацию и защиту (отсечку топлива) в следующих случаях:

  • – изменения давления газа выше и ниже допустимого;
  • – снижения давления мазута ниже допустимого;
  • – уменьшения разрежения в топке ниже допустимого;
  • – погасания факела в топке;
  • – снижения давления воздуха на входе в горелку ниже допустимого;
  • – превышения давления в барабане выше допустимого;
  • – снижения уровня воды в верхнем барабане ниже допустимого;
  • – снижения расхода воды через водогрейный котел ниже допустимого;
  • – снижения давления воды в тракте водогрейного котла ниже допустимого;
  • – повышения температуры воды на выходе из водогрейного котла до значения на 20 °С ниже температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе.

Повторный пуск осуществляется после устранения неисправности.

На рис. 10.20 показана принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов марки «СТАВАН» и «ЗИОСАБ» небольшой теплопроизводительности, работающих под наддувом.

Рис. 10.20. Принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов небольшой теплопроизводительности, работающих под наддувом

В данной схеме термостат безопасности 13а предназначен для защиты котла от повреждений, связанных с перегревом котловой воды на 8—10 °С выше максимальной рабочей. При срабатывании термостата безопасности происходит размыкание цепи электропитания, отключение горелки и загорается красная сигнальная лампочка на панели управления горелки 12.

Рабочий (регулировочный) термостат 136 предназначен для задания требуемой температуры воды на выходе из котла. При достижении установленной температуры разогрева воды рабочий термостат отключает горелку (цепь электропитания горелки размыкается). После остывания теплоносителя на 7—10 °С от заданного значения электрическая цепь замыкается и происходит автоматическое включение горелки.

Датчик тяги 14 устанавливается на котле в месте, где он не будет подвергнут воздействию высокой температуры. Датчик 14 подключается в электрическую цепь фоторезисторного или ионизационного электрода контроля пламени. При срабатывании датчика разрежения идет импульс на разрыв электрической цепи фоторезистора или ионизационного электрода, и повторный пуск горелки осуществляется только после устранения причины, вызвавшей срабатывание датчика, и следующего за этим нажатия на кнопку панели управления горелкой 12.

При запуске горелки на газообразном топливе автоматика работает следующим образом.

При включении питания устройством управления 12 запускается двигатель 7 привода вентилятора 6 горелки и сигнализатор (реле) необходимого давления воздуха 8 и сигнализатор (реле) необходимого давления газа. В случае отсутствия необходимого давления воздуха и газа дальнейшая работа программного механизма останавливается и на панели управления 12 загораются соответствующие сигнальные лампочки.

В противном случае после предварительной продувки около 30 с при помощи трансформатора зажигания 9 зажигается электрическая дуга между электродом 10 и винтом заземления. Магнитные клапаны 4, установленные на подающем газопроводе, открываются. Поступающий из сопла 5 газ воспламеняется. Время горения электрической дуги составляет примерно 3 с. Если в течение этого времени электрод контроля пламени 11 обнаружил пламя, программное реле панели управления 12 выключает дугу и факел горелки продолжает гореть.

Если электрод контроля пламени не обнаружил пламени в течении 3 с, или факел погас по той или иной причине, то горелка останавливается, и загорается соответствующая сигнальная лампочка на панели управления.

Дистанционное управление. Одной из основных технических задач при автоматизации котельных установок является управление на расстоянии электродвигателями, приводящими в движение насосы, вентиляторы, дымососы и прочие машины, или рабочими органами (запорными и регулирующими задвижками, вентилями, шиберами и т.д.). Пуск электродвигателей дымососов, вентиляторов и других агрегатов должен осуществляться дистанционно со щита котельной или котлоагрегата.

Система дистанционного управления состоит из силовой (главной) цепи, цепи управления и сигнальной цепи.

Силовая система с электрическим приводом состоит из электропривода, проводов силовой линии и рабочих контактов управляющей аппаратуры, замыкающих или размыкающих силовую цепь.

Цепь управления состоит из аппаратуры управления (контакторы, реле и т.д.), проводов линии управления и кнопок, замыкающих или разрывающих цепь управления.

Сигнальная цепь состоит из сигнальных контактов, проводов линии связи и сигнальных устройств. Система сигнализации бывает контрольной и аварийной.

Контрольная сигнализация служит для передачи указаний о состоянии нормальной работы и о характере операций в контролируемом пункте (работает или выключен тот или иной агрегат).

Аварийная сигнализация дает сигнал в случае нарушения нормального эксплуатационного режима или аварии.

Сигналы контрольной сигнализации обычно осуществляются световыми эффектами (лампочки, светодиоды).

Для аварийной сигнализации обычно применяют звуковой сигнал (сирена, звонок) совместно с сопутствующим ему световым сигналом.

Теплотехнический контроль. Котельный агрегат оснащается контрольно-измерительными приборами, необходимыми для его экономичной и безаварийной работы. Из показывающих приборов устанавливают те, которые необходимы для наблюдения за технологическими параметрами, определяющими возможность рационального ведения производственного процесса при эксплуатации и при пусковом режиме котельных агрегатов. Регистрирующие и суммирующие (интегрирующие) приборы выбирают исходя из необходимости обеспечить возможность анализа работы котельной установки и для осуществления хозяйственного учета. Оперативные приборы размещают на щите котельного агрегата, а регистрирующие и интегрирующие — на отдельном неоперативном щите.

Автоматизация котельных

Стремительное развитие технологий и внедрение инновационных решений для упрощения процесса управления инженерными системами не стоят на месте. На сегодняшний день чрезвычайно востребована такая услуга, как автоматизация котельной.

Ручное управление тепловым оборудованием крайне неэффективно, сложно и в ряде случаев небезопасно. Использование надежной автоматики при организации котельной позволяет решить ряд важных задач:

  • своевременно оповещать о сбоях в режиме работы котла или отклонении от нормы установленных параметров, что позволяет предотвратить риск возникновения аварийной ситуации;
  • дистанционно управлять запуском и остановкой котельного оборудования;
  • регулировать мощность котла в зависимости от ситуации;
  • автоматически управлять насосными агрегатами котельной;
  • защищать общекотловое оборудование при сбое в подаче электроэнергии или при возникновении риска аварийной ситуации;
  • максимально эффективно расходовать энергоресурсы котельной.
Читайте также:
Как закрепить асбестовую трубу на крыше

Компания «Авитек Инжиниринг» предлагает комплексное решение, для обеспечения эффективного управления в автоматическом режиме технологическим оборудованием котлов, котельных, теплового оборудования, ИТП, автоматизации работы горелок на базе программно-технических комплексов автоматизированных систем управления (АСУ) проверенных и надежных производителей.

Основные функции АСУ

Автоматическая система управления – это возможность в реальном времени контролировать работу и состояние котельного оборудования.

Основные функциональные возможности автоматизированной системы управления:

  1. контроль показаний датчиковой аппаратуры;
  2. контроль режима работы котла и насосов;
  3. аварийная остановка котельного оборудования;
  4. защита котельного оборудования при возникновении пожара в котельной, прекращении работы горелки, превышение или падение давления в котловом контуре;
  5. автоматическая отправка SMS-сообщения управляющему котельной при возникновении внештатной ситуации.

Автоматизированное рабочее место оператора котельной в несколько раз увеличивает простоту и удобство эксплуатации котельной. Получать информацию о состоянии датчиков, котла и иного оборудования можно при помощи любого канала связи: Internet, GPRS и пр. Данные поступают на монитор в режиме реального времени и, при необходимости, оператор может вмешаться в процесс автоматического регулирования.

Основные преимущества автоматизации котельной

Автоматизация – это надежный, эффективный и безопасный способ управления котельной любого уровня сложности. Данный вид эксплуатации отличается рядом выгодных преимуществ:

  • своевременная реакция на возникновение предаварийных и аварийных ситуаций;
  • повышение производительности обслуживающего персонала за счет комфортных условий труда;
  • снижение риска преждевременного износа котельного оборудования;
  • снижение затрат, необходимых на обслуживание котельной.

Автоматика минимизирует роль человека в управлении котельной. Недорогое автоматическое устройство предполагает ручную регулировку и запрограммированную работку котла. Более дорогостоящее оборудование оснащено расширенным набором функций: снижение или увеличение температурного режима в помещении, подачу горячей воды в определенное время суток.

Какие задачи решает автоматизация котельной

  • Обеспечение безопасности обслуживающего персонала. Нет необходимости, чтобы диспетчер пребывал в помещении, так как он может контролировать процесс при помощи монитора.
  • Сокращение энергозатрат, необходимых для эффективной работы котельной. Достаточно установить необходимый режим и определенные параметры, чтобы котел включался и выключался в назначенное время, если нет надобности в круглосуточной работе оборудования.
  • Минимизация рисков возникновения аварийной ситуации. Постоянный контроль за работой котельной и своевременное получение сигнала о сбое в ее функционировании позволяет своевременно обнаружить причины неисправности и предотвратить аварию.

Возможные способы автоматизации котельной

Один из самых простых способов автоматизации котельной – использование GSM термостата. Это устройство позволяет устанавливать необходимые параметры теплообмена в помещении, а также контролировать в режиме реального времени работу котла при помощи ПК, мобильного телефона или любого иного электронного девайса.

В случае возникновения аварийной или предаварийной ситуации термостат моментально посылает сигнал пользователю котельного оборудования посредствам звонка на телефон, SMS-сообщения или функций интернет-браузера. Подключение и эксплуатация GSM термостата очень простое и не требует технических знаний и определенных навыков.

Автоматизация котельной специалистами компании «Авитек Инжиниринг»

Мы предлагаем разработку проекта автоматизации котельной, а также подключение автоматики к котельному оборудованию. Наши специалисты анализируют потребности заказчика, а также особенности котельной и на основе этих данных предлагают самое рациональное решение для автоматизации.

Выбирая сотрудничество с компанией «Авитек Инжиниринг», вы гарантировано получаете:

  • Квалифицированное техническое решение по оптимизации и эффективной работе котельного оборудования;
  • Информативную исчерпывающую консультацию и рекомендации наших специалистов по любым техническим вопросам;
  • Прозрачную смету, где полностью отображена стоимость всех услуг;
  • Возможность реализации проекта «под ключ»: мы разрабатываем проект, вводим объект в эксплуатацию и предлагаем услуги по дальнейшему обслуживанию.

Особенности автоматизации котельной

Автоматизация основных технологических процессов котельной, их характеристика и описание. Обоснование выбора регулируемых величин и каналов внесения, регулирующих воздействие. Система автоматического контроля и регулирования температуры прямой воды.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 01.09.2017
Размер файла 1,8 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

  • 1
  • 2
  • 3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

    Введение
  • 1. Характеристика объекта автоматизации
  • 1.1 Описание технологического процесса
  • 1.2 Характеристика технологического оборудования
  • 1.3 Характеристика применяемых в процессе материалов
  • 2. Обоснование выбора регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий
  • 3. Обоснование выбора контролируемых и сигнализируемых величин
  • 4. Обоснование выбора средств автоматизации
  • 5. Спецификация на средства автоматизации
  • 5.1 Спецификация на приборы и средства автоматизации
  • 6. Система автоматического контроля и регулирования температуры прямой воды
  • 7. Описание принципиальной электрической схемы
  • 7.1 Описание работы принципиальной эл. схемы импульсной сигнализации водогрейного котла
  • 7.2 Описание работы принципиальной электрической схемы защиты водогрейного котла
  • 8. Расчеты автоматических устройств
  • 8.1 Расчет сужающего устройства
  • 8.2 Расчет регулирующего клапана
  • 8.3 Расчет измерительной схемы потенциометра
  • 8.4 Расчет устойчивости автоматического регулятора. Задачи на расчёт оптимальной настройки регуляторов с помощью расширенных частотных характеристик
  • 9. Монтаж средств автоматизации
  • 9.1 Монтаж камерной диафрагмы типа ДКС10-150
  • 9.2 Монтаж блока извлечения квадратного корня типа “БИК-1”
  • 9.3 Монтаж преобразователя “Сапфир-22ДА”
  • 9.4 Монтаж ТСП-1088
  • 9.5 Монтаж ДИСК-250
  • 9.6 Монтаж манометра дифференциального мембранного типа ДМ
  • 10. Эксплуатация средств автоматизации
  • 10.1 Эксплуатация камерной диафрагмы типа ДКС-10-150
  • 10.2 Эксплуатация дифманометра типа ДМ
  • 10.3 Эксплуатация блока извлечения квадратного корня типа БИК-1
  • 10.4 Эксплуатация преобразователя Сапфир 22-Д
  • 10.5 Диск 250. Эксплуатация
  • 10.6 Эксплуатация ТСП-1088
  • 11. Трубный и кабельные журналы
  • 11.1 Трубный журнал
  • 12. Экономический расчет
  • 12.1 Баланс работы производства
  • 12.2 Расчет производственной программы
  • 12.3 Расчет капитальных затрат
  • 12.4 Расчет суммы годовых амортизационных отчислений
  • 12.5 Сумма капитальных вложений
  • 12.6 График сменности
  • 12.7 Баланс рабочего времени рабочего на год
  • 12.8 Расчет количества рабочих
  • 12.9 Расчет фонда заработной платы производственных рабочих
  • 12.10 Расчет цеховых расходов
  • 13. Правила техники безопасности
  • 14. Мероприятия по охране окружающей среды
  • Литература и нормативно-техническая документация
Читайте также:
Выбор облицовочной плитки для фасада

Введение

При автоматизации котельной автоматизируются все основные и вспомогательные технологические процессы. Это ведет к освобождению обслуживающего персонала от необходимости регулировать эти процессы вручную. Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха. В последние годы все большее внимание уделяется вопросам комплексной автоматизации промышленных котельных. И это не случайно: в какой энергетике сжигается свыше 50% всего топлива, добываемого в стране. Учитывая, что автоматизация процессов горения дает до 10% экономии топлива, становится ясным повышенный интерес к комплексной автоматизации котельных.

автоматизация котельная контроль автоматический

1. Характеристика объекта автоматизации

1.1 Описание технологического процесса

Горение – это процесс химической реакции соединений горючих элементов газа с кислородом, способствовавшему повышению температуры и происходящему с выделением тепла. Процесс горения газообразного топлива состоит из образования горючей смеси, нагревании ее до температуры воспламенения и горения.

К горелке котла подводятся газ и воздух. Воздух подается дутьевым вентилятором (поз. 1, рис. 1.1) Горючая смесь, которая образуется в горелке, воспламеняется и отдает тепло в топочную камеру. В результате процесса горения образуются газообразные продукты – дымовые газы. Их отсасывает дымосос, а затем выбрасывает в атмосферу (поз. 3 рис. 1.1). Сжигание осуществляется факельным способом. При сжигании газового топлива необходимо обеспечить: хорошее предварительное перемешивание газа с воздухом, ведение процесса с малыми избытками воздуха, разделение потока смеси на отдельные струи. Подогрев газовоздушной смеси и химическая реакция горения протекают очень быстро. Основным фактором длительности горения является время, затраченное на перемешивание газа с воздухом в горелке. От быстроты и качества перемешивания газа с необходимым количеством воздуха, зависит скорость и полнота сгорания газа, длина факела топки и температура пламени. Для процесса горения дымососом создается необходимое разряжение и обеспечивается полное удаление продуктов сгорания. Если достигнуть соотношения расхода воздуха в соответствии с подачей топлива, процесс сжигания будет осуществляться с максимальной экономичностью.

1.2 Характеристика технологического оборудования

Автоматизация котельных

ООО Евротехсервис производит комплексную автоматизацию центральных и других котельных.

Автоматизация котельных установок

Для управления рабочим процессом, обеспечения безопасности рабочего персонала и технологического оборудования, для контроля всех показателей производства и КИП без систем автоматизации уже не обойтись.

В данной статье, мы постараемся в полной мере описать различные системы автоматизации производственного процесса, способы монтажа и наладки, типы котельных установок и еще ряд других вопросов.

Проект автоматизации котельной

Поскольку помещение котельной всегда относилось к категории повышенной опасности, внедрять систему автоматизации без проектной документации запрещено. Проект автоматизации позволит внедрить единую систему комплексного контроля и управления производственным процессом и обеспечит безопасность персонала и оборудования во время эксплуатации.

Все это достигается благодаря разработке правильной схемы работы систем автоматизации котельного оборудования.

Схема автоматизации котельной

Данный раздел проектно-сметной документации в своем составе имеет исполнительные и монтажные схемы, спецификацию оборудования и КИП, предусматривает наличие нескольких источников питания связанных по средствам АВР, а также наличие противопожарной сигнализации и автоматической системы тушения очагов возгорания технологического оборудования.

Почему автоматизированные котельные так популярны?

  1. Для контроля технологического процесса достаточно одного оператора;
  2. Все показания приборов КИПиА контролируются в режиме реального времени и записываются на цифровые носители;
  3. В случае сбоя в работе технологического оборудования его отключение произойдет автоматически;
  4. Благодаря применению современных энергосберегающих технологий, легко достигнуть до 25% экономии энергоресурсов;
  5. Контролировать рабочий процесс можно удаленно по средствам связи GSM;
  6. В случае неполадки в каком-либо узле системы, ремонтный персонал сможет моментально отыскать место повреждения благодаря наличию огромного количества датчиков и в максимальные сроки устранить его.

Рассмотрим основные разновидности автоматизированных систем.

Автоматизированные газовые котельные

Газовые котельные – это специальные устройства, работающие на природном газе или других газах, получаемых при переработке нефти и которые выполняются как в стационарной, так и в блочно-модульной комплектации.

Автоматизированные котельные установки газового типа, в зависимости от потребностей и требований заказчика могут выпускаться с мощностью от 0,1 до 40 МВт.

Как выполняется автоматизация газовых котельных?

Для того, чтоб полностью автоматизировать процесс выработки тепловой энергии в газовых установках, все насосные группы и системы водоподготовки, газовые горелки, приточно-вытяжная вентиляция, ГРП, калориферы и шкафы управления соединены в единую систему (благодаря датчикам КИПиА), что позволяет всю собранную информацию контролировать и регулировать в режиме реального времени с помощью всего одного оператора.

Обязательна ли автоматизация и диспетчеризация газовых котельных?

Автоматизация газовых котельных обеспечивает полную безопасность как работающему оборудованию, так и обслуживающему персоналу. Кроме того, при отсутствии систем автоматизации Вы не сможете получить разрешение на эксплуатацию данных устройств.

Как выполняется монтаж, наладка и эксплуатация автоматики газифицированных котельных?

В зависимости от конфигурации, котельная установка может изготавливается 2-х типов:

  • Блочно-модульная;
  • Стационарная.

В большинстве случаев на территории РФ используются блочно-модульные системы, которые быстро монтируются и проходят 2 испытания: при изготовлении на заводе-изготовителе и после сборки на объекте заказчика.

Кто имеет право выполнять монтаж автоматики котельной?

Для монтажа систем автоматики котельной установки у подрядчика должна быть лицензия на выполнение работ повышенной опасности, а также строительная лицензия с открытой соответствующей категорией.

Также для выполнения монтажных работ у организации должен быть специально обученный персонал для выполнения не только строительно-монтажных, а также пуско-наладочных работ.

А можно ли заменить контроллеры для автоматизации котельной обслуживающим персоналом?

Ответ: ДА только в том случае, если у Вашей организации есть разрешительные документы не только на эксплуатацию оборудования, но а также на выполнение СМР котельного оборудования. Помимо этого, у Вас есть специалисты узкого профиля по ремонту котельного оборудования.

Однако для сохранения гарантии на оборудования и обеспечения безопасности обслуживающему персоналу, лучше замену датчиков поручить специализированной организации.

Нужен ли оператор на автоматизированные котельные и какую функцию он выполняет?

Несмотря на то, что процесс производства тепловой энергии в газовых котельных установках полностью автоматизированный, наличие обслуживающего персонала (в том числе и оператора) обязательно.

Это вызвано тем фактом, что все рано или поздно выходит из строя и в случае несвоевременной реакции на возникшие проблемы вся система может полностью выйти из строя.

Также оператор осуществляет регулирование систем автоматизации котельных установок.

Система автоматического регулирования котельной установки

Данные системы позволяют оператору контролировать давление в газовых котлах, подачу газа через ГРП, количество подаваемой воды на водоподготовку и выход ее, работоспособность вентиляции и т.д.

В вышеприведенной главе были представлены особенности газовых устройств, однако это далеко не все разнообразие котельных установок. Рассмотрим и другие типы автоматизированных систем.

Автоматизированная блочно модульная котельная

Данный тип оборудования позволяет обеспечить не только тепловой энергией, но и горячим водоснабжением (в зависимости от серии и назначения устройства). Они могут быть смонтированы для обеспечения тепловой энергией как небольшого жилого дома, так и огромного промышленного здания.

Основные преимущества блочно-модульных систем:

  1. Быстрота монтажа (благодаря конструкции из «сэндвич» панелей);
  2. Двойное тестирование работоспособности функциональных узлов. Первый раз при изготовлении и второй раз после сборки на месте установки;
  3. Безопасность конструкции благодаря специально разработанной взрывозащищенной конфигурации.

Предусмотрена ли автоматизация и диспетчеризация котельных блочного типа?

Как и большинство котельных установок блочного типа, которые соответствуют всем современным нормам и правилам эксплуатации котельного оборудования, данные устройства в обязательном порядке должны быть снабжены не только системами автоматизации и диспетчеризации, но а также устройствами автоматического пожаротушения.

Какими преимуществами обладают котельные автоматизированные модульные?

  • Экономичность;
  • Высокий КПД;
  • Компактные габариты;
  • Экологичность.

Обязательно ли выполнять проектирование автоматизации котельной перед началом выполнения СМР?

Для выполнения строительно-монтажных работ, первостепенно необходимо разработать соответствующую проектную документацию, в которой будет учтены не только наличие различных систем автоматики, но а также стоимость строительных работ (сметная документация) и воздействие на окружающую среду.

Какие системы автоматизации котельной должен включать в себя проект?

  1. Наличие устройств автоматического оповещения и пожаротушения при возникновении задымления или пожара;
  2. Системы контроля давления в газовых горелках, газопроводах и водопроводах;
  3. Наличие и контроль показаний датчиков КИПиА на каждом узле агрегата;
  4. Контроль за расходом и потреблением природных ресурсов;
  5. Систему автоматической диспетчеризации оператором котельной установки.

Обеспечивает ли вышеуказанная автоматизация котельного оборудования полную безопасность рабочему персоналу?

При правильной эксплуатации объекта соблюдений всех требований при работе технологического оборудования, а также корректной работе функциональных узлов, персонал в котельной будет полностью защищён.

Рассмотрим еще 2 популярных типа автоматизированных котельных установки.

Автоматизация паровой котельной

Паровые котельные – это устройства, которые вырабатывают пар в качестве тепловой энергии и снабжают его на промышленные объекты. Они способны выдавать до 24 тонн пара в час с температурой 200.0С и давлением свыше 15 атмосфер.

Для корректной работы паровых котельных очень важно уделить внимание системе водоочистки ХВО.

Автоматизация ХВО паровой котельной

Поскольку качество воды практически во всех регионах РФ желают лучшего, для корректной работы паровой котельной не обойтись без устройства химводоподготовки (ХВО).

Благодаря автоматизации этого процесса можно улучшить качество воды до 80% и обслуживание системы будет заключатся только в периодическом обслуживании и замене реагентов ХВО.

Как часто нужно выполнять ТО в котельном цехе где автоматизировали работу котлов?

Для корректной работы систем автоматизации, желательно проводить визуальный осмотр оборудования каждую смену, а выполнять ТО не реже одного раза в 3 месяца.

Из чего состоит автоматизированная система управления котельной парового типа?

  1. Силовое электрооборудование и щиты автоматического управления;
  2. Система подготовки и раздачи пара;
  3. Водоподготовка системы;
  4. Паровой котел с мощностью, зависящей от потребности производственного цеха;
  5. Автоматизированной системы подачи топлива;
  6. Резервуары для сбора конденсата;
  7. Агрегатов автоматического типа для подачи жидкости для производства пара.

Что дает автоматизация процессов котельной?

При внедрении системы автоматизации, надежность работы котельной установки увеличивается в десятки раз. При этом количество обслуживающего персонала уменьшается до оператора по обслуживанию котельных установок и технического персонала (электрослесаря КИПиА, сантехника, слесаря по обслуживанию котельного оборудования и т.д.).

Насколько современные автоматизированные котельные установки безопасны?

При правильном выполнении СМР и пусконаладочных работ, а также при периодическом и своевременном ТО данный тип оборудования способен прослужить до 30 лет без значительных капиталовложений.

Автоматизация угольной котельной

Угольные котельные – это устройства для преобразования энергии возникающей при сгорании угля в тепловую энергию. Современные системы данной категории способны автоматизировать не только процесс горения и поддержания соответствующей температуры, но а также автоматизировать процесс подачи топлива в камеру сжигания.

Какие основные преимущества системы автоматизации котельных угольного типа?

  1. Высокое КПД (до 88%);
  2. Большая тепловая мощность (до 50 МВт);
  3. Минимальное количество обслуживающего персонала (1 оператор);
  4. Автоматическая подача топлива (периодичность подачи определяет оператор в зависимости от потребности в тепловой энергии);
  5. Возможность подачи резервного топлива (древесная кора, антрацит, стружка, торф и т.д.).

Что дает автоматизация работы котельной и нужна ли она вообще?

Автоматизация котельной – это основное требование инспектирующих организаций, без которого невозможно обеспечить надежную и долговечную работу оборудования и безопасность обслуживающего персонала.

Автоматизация тепловых котельных: основные преимущества системы

  1. Надежная работа;
  2. Минимальное количество обслуживающего персонала;
  3. Высокая эффективность;
  4. Безаварийность;

Высокое КПД и эффективное использование оборудования.

Автоматизация котельных новый шаг в развитии.

Автоматизация котельных на сегодняшний день, широко востребованная услуга. Развитие технологий и внедрение инновационных решений не стоит на месте, максимально упрощая процесс управления инженерными системами котельной.

Котельная установка – это особый вид инженерной коммуникации, отвечающий за нагрев теплоносителя и правильное распределение тепла в помещении. Самое главное требование, предъявляемое к котельной любого типа – это безопасность, а также эффективная эксплуатация сооружения.

Автоматизация котельных. Автоматизация электрокотлов. Индукционное производство https://termanik.ru/

Виды котельных

Котельные классифицируют по типу топлива, типу носителя, типу размещения, уровню автоматизации и механизации. Определенный вид котельной выбирается в зависимости от целей и задач, а также условий эксплуатации.

Далее рассмотрим виды котельных более подробно.

Во-первых, по типу топлива.

  • Газовые. Их преимущество заключается в том, что газ является одним из самых экологичных и экономичных видов топлива. Газовые котельные, могут полностью автоматизированы, а также не требуют сложного и громоздкого оборудования топливоподачи и шлакоудаления.
  • Электрические. Достоинствами электрокотла являются: небольшие габаритные размеры, простота установки и эксплуатации, бесшумность и отсутствие необходимости оборудования дымвентканалов. Благодаря этому электрические мини-котельные получили широкое распространение в качестве дополнительного (аварийного) теплогенератора. Однако есть и недостатки, большие эксплуатационные расходы, вызванные высокой стоимостью электроэнергии.
  • Жидкотопливные. Такие котельные работают на отработанном масле, мазуте, дизельном топливе, нефти. В эксплуатацию вводятся быстро.
  • Твердотопливные. К данному виду топлива относится уголь, торф, дрова и т.п. Преимущество этого вида котельных является доступность и низкая цена топлива, однако требуется дополнительная установка систем топливоподачи и золо-шлакоудаления.

Во-вторых, классификация по теплоносителю.

  • Паровые. В такой котельной теплоносителем является пар, который используется преимущественно для обеспечения производственных процессов на промышленных предприятиях.
  • Водогрейные. Этот вид котельных предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых зданий, промышленных и коммунальных объектов. Теплоносителем является вода, нагреваемая до +95 +115 °С.
  • Комбинированные. В таких котельных размещаются как паровые, так и водогрейные котлы. Горячая вода используется для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию, а пар поступает для обеспечения технологических нужд предприятия.
  • На диатермическом масле. В этой котельной в качестве теплоносителя используются органические высокотемпературные жидкости, температура которых может достигать +300 °С.

В третьих по типу размещения.

  • Блочно-модульные. Основные преимущества данного вида котельных являются: быстрые сроки монтажа и пуска в эксплуатацию, заводская готовность модулей, возможность увеличения мощности за счет добавления блоков, автономность работы, высокий КПД, мобильность. В зависимости от места размещения блочно-модульные котельные могут быть отдельностоящими, пристроенными, встроенными, крышными, подвальными.
  • Стационарные. Эти котельные, как правило, строятся, когда требуемая мощность превышает 30 МВт либо строительство блочно-модульной котельной по каким-то причинам невозможно. Стационарные котельные отличает капитальный характер строительства (фундаменты, стены и перегородки, кровля). Монтаж оборудования выполняется на месте.

И последний тип, по которому происходит классификация это уровень механизации и автоматизации.

В зависимости от степени данных процессов выделяют следующие виды котельных:

  • Ручные. Небольшие котельные могут быть оборудованы котлами, подача топлива в которые производится операторами вручную. В помещение котельной топливо подается тележкой или в некоторых случаях через бункер с наружной загрузкой. Зола и шлак из зольного бункера также удаляются оператором вручную и вывозятся за пределы котельной с помощью вагонетки.
  • Механизированные. Современные твердотопливные котельные оборудуются средствами механизации, значительно облегчающими труд оператора котельной. Топливоподача осуществляется с помощью транспортеров или скиповых подъемников. Уголь проходит предварительную обработку на угледробилках, метало – и щепоуловителях. Зола и шлак могут удаляться различными методами – механическим, гидравлическим, пневматическим или их комбинацией.
  • Автоматизированные. Этот вид котельных предполагает полную автоматизацию и минимальное присутствие человеческого фактора. Полностью автоматизируются, как правило, газовые котельные и электрические.

Ручное управление тепловым оборудованием не является безопасным, оно сложно и крайне неэффективно. Поэтому использование автоматики при организации котельной является верным решением.

Применение программируемых логических контроллеров (ПЛК) в качестве управляющего элемента работой автоматизированных котельных и использование систем беспроводной передачи и приема информации по технологии GPRS c комплексами АСУ ТП и АСКУЭ (Автоматизация и диспетчеризация), является качественно новым шагом в развитии систем управления котельными и их безопасности.

Автоматизация котельных, что дает и нужна ли она на производстве.

Система автоматизации котельной, обеспечивает безопасность рабочего персонала и технологического оборудования. Контролирует все показатели производства и КИП, управляет рабочим процессом котельной.

Автоматика котельной— это комплекс систем и оборудования, предназначенных для сбора и анализа полной информации о процессах. Которые происходят при работе основного и вспомогательного оборудования котельной, а также для упрощения регулирования этими процессами. Поступающие от датчиков данные сравниваются с установленными параметрами. И, в зависимости от разницы между реальными показаниями и заданными, происходит управление процессами.

Автоматизация котельных

Одно из первых мест по степени автоматизации в промышленности, занимает теплоэнергетика.

Автоматизация котельных все чаще становятся необходимостью, так как:

  • Процессы в теплоэнергетических установках протекают очень динамично. Поэтому реакция на отклонение этих процессов от нормы должна быть также быстрой и своевременной.
  • Выработка электроэнергии и тепловой энергии должна соответствовать потреблению топлива и нагрузке. То есть, КПД парогенератора должен быть максимальным.
  • При работе основного и вспомогательного оборудования в котельной присутствуют опасные для обслуживающего персонала факторы — высокое давление и высокая температура. Автоматика управления котельной способствует
    безопасной работе оборудования.
  • Автоматизация котельного оборудования обеспечивает поддержание параметров вырабатываемого пара в пределах
    установленных норм.
  • Автоматизация котельных способствует уменьшению численности обслуживающего персонала. В постоянном присутствии, которого в котельной нет необходимости, а выездная бригада осуществляет обслуживание сразу нескольких объектов. Диспетчер также может контролировать работу сразу нескольких котельных.
  • Все показания приборов КИПиА контролируются в режиме реального времени и записываются на цифровые носители;
  • В случае сбоя в работе технологического оборудования его отключение произойдет автоматически;
  • Благодаря применению современных энергосберегающих технологий, легко достигнуть до 25% экономии энергоресурсов;
  • В случае неполадки в каком-либо узле системы, ремонтный персонал сможет моментально отыскать место повреждения благодаря наличию огромного количества датчиков и в максимальные сроки устранить его.
  • аварийная сигнализация и передача тревожных сообщений на верхний уровень.

Основные преимущества использование АСУ котельных:

  • Повышение качества и оперативности обслуживания технологического оборудования.
  • Обеспечение надежности, предупреждение аварийных ситуаций, сокращение времени поиска, локализации и ликвидации аварий.
  • Оптимизация потребления энергоносителей, сокращение энергозатрат и ресурсосбережение.
  • Обеспечение оптимального режима работы оборудования.
  • Сокращение времени простоя оборудования.
  • Увеличение сроков эксплуатации и ресурса оборудования.
  • Уменьшение расходов на ремонт оборудования.
  • Возможность постепенного увеличения систем за счет растущей сети объектов.

Автоматизация котельных: структура.

Структура АСУ котельных состоит из трех уровней: нижнего, среднего и верхнего.

Нижний уровень представлен датчиками, исполнительными механизмами и устройствами местного управления.

Средний уровень представляет собой шкафы контроля, автоматики и управления, которые в автоматическом режиме выполняют сбор данных с датчиков, обработку и управление исполнительными механизмами по заданному алгоритму, а также обмениваются данными с верхним уровнем.

Верхний уровень может быть представлен в виде графического терминала встроенного в шкаф управления или оператора на базе персонального компьютера. Здесь отображается вся информация, поступающая от микроконтроллеров нижнего уровня и датчиков системы, и производится ввод оперативных команд, регулировок и установок.

Кроме диспетчеризации процесса решаются задачи оптимизации режимов, диагностики технического состояния, анализа экономических показателей, архивирования и хранения данных. Возможна обработка и передача данных в общую АСУ ТП предприятия.

Для связи верхнего и нижнего уровней АСУ, передачи информации между датчиками и контроллерами. Для трансляции команд на исполнительные устройства используют промышленную сеть с определенным интерфейсом и протоколом передачи данных. Наибольшее распространение получили стандарты Modbus и Profibus. Они совместимы с основной массой оборудования, используемого для автоматизации объектов теплоснабжения. Отличаются высокими показателями достоверности передачи информации, простыми и понятными принципами функционирования.

Автоматизация котельных: диспетчеризация

Автоматизированное рабочее место оператора котельной в несколько раз увеличивает простоту и удобство эксплуатации котельной. Получать информацию о состоянии датчиков, котла и иного оборудования можно при помощи любого канала связи: Internet, GPRS и пр. Данные поступают на монитор в режиме реального времени и, при необходимости, оператор может вмешаться в процесс автоматического регулирования.

Для системы диспетчеризации практически нет ограничений на количество контролируемых параметров, количество используемых контроллеров и модулей, количество диспетчерских станций и расстояний между объектами.

Функции системы диспетчеризации котельной включают в себя:

  • Мониторинг в режиме реального времени показаний датчиков и общего состояния оборудования объекта;
  • Автоматическое управление работой котельной – регуляторами температуры, циркуляционными насосами, клапанами подпитки воды контуров котлового и теплоснабжающего, клапанами отсечки газа, электрокалорифером и пр.;
  • Внесение изменений, в том числе сезонных, в состав работающего оборудования;
  • Удаленный ввод параметров управления, установка предельных значений для срабатывания аварийных сигналов;
  • Сохранение информации о параметрах технологических процессов, их отклонениях от норм, причинах останова работы объекта, характере аварий; ведение журналов отказов оборудования и действий операторов системы;
  • Оповещение персонала подконтрольного объекта о возникновении аварийной ситуации.

При внедрении системы автоматизации, надежность работы котельной установки увеличивается в десятки раз.

Автоматизация котельной обеспечивает надежную и долговечную работу оборудования, а так же безопасность обслуживающего персонала.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: