Виды автоматизации котельных

Виды автоматизации  котельных.

         Котельные в наше время могут быть определены как неотъемлемая составляющая жизни, которая невозможна без тепла. Автоматические системы управления, применяемые в котельных, предназначены для повышения надежности и экономичности сжигания газа, уменьшения численности обслуживающего персонала и облегчения условий его труда. В зависимости от уровня насыщения объекта средствами автоматизации различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.

         При частичной автоматизации ряд функций управления отдельными агрегатами или даже их частями передается комплексу технических средств, а основные функции управления (регулирование контролируемых параметров, оптимизация технологического процесса) выполняет человек. При комплексной автоматизации обеспечивается контроль, технологическая защита, управление и автоматическое регулирование объекта. Человек выполняет функции оптимизации технологического процесса, текущее обслуживание и ремонт комплекса технических средств. Полная автоматизация возможна только с применением управляющих вычислительных машин (УВМ) и обеспечивает не только контроль и защиту объекта, но и оптимизацию технологического процесса. Участие человека в работе таких систем сводится к наблюдению за работой оборудования и устранению возможных неполадок.

         Основными технологическими средствами  систем автоматики являются элементы: измерения, сравнения, усилительно-преобразовательные, исполнительные, корректирующие (включаемые в схему для повышения устойчивости и улучшения динамических свойств). Подсистемы автоматизации выполняют следующие функции: измерений и контроля, управления, технологической защиты, блокировки, сигнализации, регулирования. Автоматический контроль предназначен для непрерывного или периодического (дискретного) получения информации с помощью показывающих, сигнализирующих или регистрирующих приборов и передачи обслуживающему персоналу информации о количественных и качественных показателях технологического процесса (температуры и давления воды, давления газа и воздуха перед горелками и т. д.). Перечень контролируемых параметров работы котлов, вспомогательного оборудования и общекотельных определяется проектом, в соответствии с действующими требованиями.

         Автоматическое управление предназначено для пуска и остановки котлов, насосов, вентиляторов, дымососов и т. д. Эти системы предусматривают, например, включение подпиточного насоса при убыли воды из системы, включение аварийного насоса в случае остановки работающего. Приведение в действие устройства может осуществляться по посылаемому датчиком сигналу, контролирующему данный параметр или агрегат, а может осуществляться персоналом с пульта или непосредственно у агрегата (частично автоматизированные системы). При дистанционном управлении электродвигателями со щита непосредственно у агрегата предусматривают выключатели аварийной остановки.

         Функциональная схема автоматического управления такова. Она состоит из двух частей: объекта регулирования О, режимы которого нарушаются возмущениями М, и управляющего устройства, включающего в себя: первичный преобразователь (датчик) ИЗМ, управляющий элемент УПР и исполнительный ИСП. Первичный преобразователь вырабатывает сигнал, характеризующий значение контролируемого параметра у. Для этого значения параметра (давления, температуры и др.) преобразуются в электрический сигнал с соответствующими значениями силы тока и напряжения. Управляющий элемент сравнивает действительное значение контролируемого параметра ус с сигналом заданного значения параметра у0 и вырабатывает сигнал управления S. Если мощность этого сигнала недостаточна для воздействия на исполнительный элемент, в цепь сигнала вводится усилительный элемент. Исполнительный элемент вырабатывает управляющее воздействие U на исполнительный орган ИО, который вырабатывает входное воздействие х на объект регулирования.

         Технологическая защита (автоматика безопасности) котлов предназначена для снижения производительности или прекращения горения при возникновении предаварийных ситуаций. Защита должна обладать: высокой чувствительностью к контролируемым параметрам, надежностью и быстродействием, стабильностью характеристик во времени, минимальной чувствительностью к воздействию окружающей среды; защита должна быть снабжена устройствами, фиксирующими первопричину срабатывания. Действие технологической защиты на снижение производительности котла предусматривается при отключении одного из дутьевых вентиляторов или дымососов (если на котле их два и более), отключении воздухоподогревателя, открытии предохранительных клапанов для снижения давления в котле и т. п. Прекращение подачи газа к горелкам предусматривается в следующих случаях: невоспламенение или погасание факела при включении одной из растопочных горелок; погасание факела горелок, отключение которых при работе котла недопустимо; отклонение давления газа перед горелками ниже заданного предела; повышение температуры и давления воды или понижение давления на выходе из водогрейного котла; понижение расхода воды ниже допустимого; повышение давления пара в барабане парового котла, повышение или понижение уровня воды в барабане; неисправность цепей защиты, включая исчезновение напряжения; отклонение разрежения от заданных пределов; понижение давления воздуха перед горелками с принудительной подачей воздуха.

         Система технологической защиты состоит из первичного преобразователя (датчика), логического устройства, исполнительного органа. При достижении контролируемым параметром предаварийных значений поступает сигнал в логическое устройство. Сигнал в устройстве расшифровывается, и затем вырабатывается команда исполнительному органу и производится светозвуковая индикация. Системы сигнализации предназначены для оповещения обслуживающего персонала об изменении состояния объекта регулирования. В зависимости от поставленной задачи сигнализация может быть командной, технологической, предупредительной, аварийной и др.

         В котельных без постоянного обслуживающего персонала предусматривают передачу сигнала на диспетчерский пункт о неисправности в котельной. На щите в котельной фиксируется причина неисправности. В котельных с постоянным обслуживающим персоналом проектом с учетом местных условий предусматривают светозвуковую сигнализацию в случаях: остановки котла (при срабатывании защиты); повышения и понижения давления газа; понижения давления воды в каждом питательном трубопроводе (при постоянно работающих питательных насосах); повышения и понижения давления воды в обратном трубопроводе тепловой сети; повышения и понижения уровня воды в баках (деаэраторных, конденсатных, питательной воды и др.); понижения давления (разрежения) в деаэраторе; понижения рН в обрабатываемой воде (в схемах водоподготовки с подкислением); повышения температуры подшипников электродвигателей и вспомогательного оборудования (при наличии соответствующего требования заводов-изготовителей).

         Автоматическая блокировка бывает: аварийная, замещения, запретно-разрешающая, технологическая. Аварийная блокировка отключает элементы объекта, расположенные впереди (по ходу процесса) при аварии в каком-либо звене. Блокировка замещения включает резервные механизмы взамен вышедших из строя. Запретно-разрешающая блокировка предназначена для запрета изменений режимов и условий работы котлов (вспомогательного оборудования), опасных для человека и котлов (оборудования). Технологическая блокировка исключает: включение дутьевого вентилятора при неработающем дымососе; розжиг горелок без вентиляции топки; включение в работу основных горелок, пока не включены растопочные или до появления факела запальника; подачу газа к горелке в случае полного закрытия воздушной заслонки перед горелкой или отключения дутьевого вентилятора, работающего на горелку. При мощности электродвигателя насоса, превышающей 40 кВт, предусматривают блокировку, запрещающую пуск насоса при открытой задвижке на напорном патрубке. Автоматическое регулирование предназначено для поддержания с определенной точностью заданных режимов технологического процесса. При этом подлежат регулированию: уровень воды в барабане котла; давление и уровень воды в баке деаэратора; расход топлива на котел в соответствии с необходимой теплопроизводительностью; соотношение «газ—воздух»; разрежение в топке; температура воды деаэрированной и поступающей в деаэратор; уровень воды в баке деаэратора; давление пара за редукционной установкой; уровень воды в баках конденсата и осветленной воды; температура прямой воды, температура исходной воды (при установке осветлителей).