Автоматизация котельной

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...2

1. Автоматизация котельной……………………………………………3
2. Принципиальная схема автоматизации котельной…………………4
3. Работа котельной……………………………………………………...6
4. Контрольно измерительные приборы пароводогрейных котлов…9

     СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….13

ВВЕДЕНИЕ

В наше сложное время, с кризисной экономикой строительство новых

промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности без развития, которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения.

       К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве. В связи с этим приходится искать альтернативные пути развития производства с применением современных высоко технологичных средств.

Установка автоматизированных современных котлов решает многие проблемы.

Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке).

1. Автоматизация котельной

Автоматизация котельной включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.

Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в котле (питание водой, горение, и др.)

Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать котельную установку, а так же переключать и регулировать её механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.

Теплотехнический контроль за работой котельной и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в котельной, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

• обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда;
• приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала;
• увеличивает точность поддержания параметров;
• повышает безопасность труда и надежность работы оборудования;
• увеличивает экономичность работы котельной.

Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании котельной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.

Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.), предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния котла и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.

2. Принципиальная схема автоматизации котельной

Автоматизированная котельная разрабатывается с использованием последних достижений в области автоматики и является интеллектуальным устройством, снижающим расходы на обслуживание котельной, эксплуатацию и поиск неисправностей. Использование дублирования и автоматический переход на резервный котел позволяют эксплуатировать котельную без перебоев в тепловодоснабжении.

Схема автоматизации построена на микропроцессорном устройстве AGAVA 6432.1, объектом управления являются два водогрейных, жаротрубных, комбинированных котла КВГМ-0,5 с универсальными горелками РГМГ-1п на природном газе или жидком топливе, суммарной мощностью 1000 кВт.

На рис. 1 изображена система автоматизации котельной. Основным агрегатом является комбинированный котел 14. В комплект поставки вместе с котлом также входит универсальная горелка 14а, с устройствами предназначенными для управления горением: 20, 22 - заслонки регулирующие подачу воздуха, 6, 7 - клапана малого и большого горения, 15 - клапан автоматического розжига котла, 3, 8, 9, 18, 19 - контрольно измерительные приборы, 21 - нагнетающий насос, по трубопроводу 10 в топку поступает газ, по трубопроводу 23 поступает воздух (в случае отказа системы управления горелка может переключаться в ручной режим управления). Тепловая часть котельной состоит из: скважины 43 вода из которой подается с помощью глубинного насоса 32, в водонапорную башню затем в подогреватель сырой воды 29, через фильтрующую водоподготовительную установку 30, 4, 24, 25, в деаэратор 16, из деаэратора вода поступает в бак аккумулятор деаэрированной воды, из бака подготовленная вода с помощью подпиточного насоса поступает в тепловую сеть. Вода по тепловой сети циркулирует с помощью сетевого насоса 33 с управляемым приводом (раздел 2). Также система оборудована рециркуляционным насосом 28 который обеспечивает работу котла в специальных технологических режимах. Вся система оборудована контрольно измерительными приборами 5, 37, 26, 34, 36, 35, также датчиками температуры 1, 40, 48 которые обеспечивают необходимой информацией систему управления.

Рис. 1

1 - датчик температуры отходящих газов; 2 - дымосос; 3 - датчик давления газа перед горелкой; 4 - охладитель выпара; 5 - датчик давления подачи воды;

6 - клапан большого горения; 7 - клапан малого горения; 8 - датчик давления газа на входе; 9 - датчик давления газа на входе магистрали; 10 - подводящая магистраль газа; 11 - микропроцессорное устройство утравления AGAVA 6432.1; 12 - задвижка подогрева деаэратора; 13 - задвижка подогрева теплообменников подпитки; 14 - водогрейный котел КВГМ-0.5; 15 - клапан запальника горелки; 16 - деаэратор; 17 - Фотодатчик пламени горелки;

18 - датчик разряжения; 19 - датчик давления воздуха; 20 - МЭО конуса воздуха; 21 - вентилятор нагнетания; 22 - МЭО "воздух-2"; 23 - подающий трубопровод воздуха; 24 - охладитель деаэрированной воды; 25 - подогреватель химически очищенной воды; 26 - датчик давления холодной воды; 27 - управляемая задвижка рециркуляционного насоса; 28 - рециркуляционный насос; 29 - подогреватель сырой воды; 30 - водоподготовительная установка; 31 - бак - аккомулятор деаэрированной воды; 32 - глубинный насос; 33 - сетевой насос; 34 - датчик давления сетевого насоса; 35 - датчик давления обратной магистрали теплоснабжения; 36 - датчик давления подачи в магистраль теплоснабжения; 37 - датчик давления подпитки; 38 - подпиточный насос; 39 - задвижка подпитки; 40 - датчик температуры обратки; 41, 42, 47 - согласующее устройство датчиков темтературы; 43 - скважина; 44 - обратная магистраль; 45 - подающая линия улицы "Геологов"; 46 - подающая линия "Молодежной" улицы; 48 -датчик температуры внешнего воздуха.

3. Работа котельной

         Автоматический розжиг котла. Запуск программы автоматического розжига котла производится нажатием кнопки «СТАРТ» при наличии на дисплее сообщения «ГОТОВ». При этом заслонки исполнительных механизмов устанавливаются в закрытое положение, производится включение дымососа, затем включение вентилятора, после чего заслонки переводятся в открытое положение. На дисплее появляется сообщение «ВЕНТИЛЯЦИЯ» и отсчеты таймера обратного хода времени. Во время работы таймера обратного отсчета управление прибора с кнопок на лицевой панели заблокировано. По окончании вентиляции кратковременно включается звонок громкого боя, а на дисплее появляется сообщение «ВЕНТИЛЯЦИЯ НОРМА ГОТОВ К РОЗЖИГУ». Для продолжения работы программы розжига необходимо повторно нажать кнопку «СТАРТ». При этом заслонки устанавливаются в закрытое положение, производится контроль герметичности газовой арматуры, розжиг и стабилизация запальника и розжиг основной горелки.

Прогрев котла. После стабилизации факела основной горелки осуществляется переход в режим прогрева котла на малом горении. На дисплее должно появиться сообщение «ПРОГРЕВ МАЛОЕ ГОРЕНИЕ» и отсчеты таймера обратного хода времени. Завершение прогрева происходит либо после окончания заданного времени, либо по команде оператора, для чего ему необходимо нажать кнопку «СТАРТ». При этом котел переходит в режим «Работа».

Работа. В этом режиме осуществляется поддержание процесса горения в топке и регулирование мощности котлоагрегата. При этом для водогрейного котла на дисплее отображается один из параметров:

*Температура прямой воды;

*Температура наружного воздуха (если этот пункт выбран в меню «Конфигурация»);

*Уставка регулирования;

*Температура дымовых газов (если этот пункт выбран в меню «Конфигурация»). Для смены отображаемого параметра, необходимо последовательно нажимать кнопку с надписью «РЕЖИМ».

* О состоянии подпиточного насоса (включен, или выключен);

* Об уровне воды:

* Температуре дымовых газов (если этот пункт выбран в конфигурации).

Штатное отключение котла. Для прерывания любого процесса работы котла, кроме вентиляции, необходимо нажать кнопку «СТОП».

Если это событие происходит после появления сообщения «ВЕНТИЛЯЦИЯ НОРМА ГОТОВ К РОЗЖИГУ» и до нажатия кнопки «СТАРТ», то отключаются пускатели вентилятора и дымососа. Если отключение произошло в процессе розжига до включения клапана запальника, то розжиг прервется, а на индикаторе появится сообщение «ВЕНТИЛЯЦИЯ НОРМА ГОТОВ К РОЗЖИГУ». В остальных случаях происходит останов котла и переход к обычной процедуре вентиляции.

Аварийное отключение. При возникновении аварийной ситуации или выходе контролируемого параметра за допустимые пределы всегда выполняются следующие действия:

* Силовые выходы, управляющие клапанами подачи топлива (кроме клапана свечи безопасности), размыкаются или остаются в разомкнутом состоянии; клапан свечи переводится в открытое состояние;

* Выходы, управляющие работой трансформатора электрозапальника, размыкаются или остаются в разомкнутом состоянии;

* Выходы, управляющие аварийным звуковым сигналом (Звонок), - замыкаются или остаются замкнутыми;

* Выходы, управляющие аварийным световым сигналом (Авария), - замыкаются или остаются замкнутыми;

* Включается или остается включенным дистанционный сигнал аварии - «Авария -2»;

* Заслонки исполнительных механизмов устанавливаются или остаются в положение, соответствующее режиму вентиляции;

*Характер текущих рабочих сообщений - непрерывный. Характер подсветки аварийного сообщения - прерывистый.

Аварийные сообщения. Аварийные сообщения появляются на экране дисплея в ситуации, приводящей к останову котлоагрегата; характер подсветки аварийных сообщений в отличие от технологических - прерывистый.

Отказ автоматики. При отказе прибора происходит размыкание всех выходных ключей кроме звонка громкого боя и транспаранта «Авария», на лицевой панели прибора загораются все три светодиода, информация на дисплее не регламентируется (возможно, наличие сообщения «Отказ автоматики»), клавиатура прибора заблокирована. В этом случае оператор должен отключить питание прибора на время не менее 30 секунд. Если отказ прибора носит обратимый характер, то после включения работоспособность прибора восстановится.

5. Контрольно измерительные приборы пароводогрейных котлов

           Комбинированные безбарабанные пароводогрейные котлы отличаются от обычных барабанных паровых котлов низкого давления и стальных прямоточных водогрейных котлов тем, что могут работать в трех различных режимах: чисто водогрейном, комбинированном с одновременной выдачей горячей воды и водяного пара низкого давления и чисто паровом, когда все поверхности нагрева комбинированного котла работают как испарительные. В этом случае все экранные поверхности топочной камеры и задний экран конвективной шахты переводятся в паровые безбарабанные контуры с естественной циркуляцией.

            Конвективные пакеты с горизонтальными трубными пучками и боковые экраны конвективной шахты работают как испарительные паровые контуры с многократной принудительной циркуляцией. Перевод комбинированного котла из одного режима работы в другой требует кратковременной остановки котла для снятия и установки заглушек на соответствующих водоперепускных трубах водогрейного контура, а также на соединительных трубах паровых испарительных контуров. От установки вместо заглушек водяных и паровых задвижек с дистанционным включением и выключением их с центрального щита управления пришлось отказаться, так как практика их применения показала, что задвижки не обеспечивают надлежащей плотности и дают недопустимый переток среды из одного контура в другой.

          Общими задачами контроля и управления работой комбинированного котла являются обеспечение выработки в каждый данный момент необходимого количества теплоты в виде горячей воды и пара при определенных их параметрах -- давлении и температуре, а также обеспечение экономичности сжигания топлива, рационального использования электроэнергии для собственных нужд и сведение к минимуму потерь теплоты. Должна также обеспечиваться надежность работы котла и его вспомогательного оборудования.

          Обслуживающий персонал постоянно должен иметь ясное представление о режиме работы всего агрегата по показаниям контрольно-измерительных приборов.

Эти приборы можно разделить на пять групп по видам измерений:

а) расхода пара, воды, топлива, иногда воздуха, дымовых газов;

б) давлений пара, воды, газа, мазута, воздуха и разрежения в газоходах котла;

в) температур пара, воды, топлива, воздуха и дымовых газов;

г) уровня воды в паровом контуре котла, циклонах, баках, деаэраторах, уровня топлива в бункерах и других емкостях;

д) состава дымовых газов, а также качества пара и воды.

          Почти все контрольно-измерительные приборы состоят из воспринимающей части (датчика), передающей части и вторичного прибора, по которому отсчитывают измеряемую величину. Вторичные приборы могут быть указывающими, регистрирующими (самопишущими) и суммирующими (счетчиками). Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один вторичный прибор с помощью переключателей. На вторичном приборе для ответственных величин отмечают красной чертой предельно допустимые значения параметров работы комбинированного котла (давление воды, пара, подогрева воды и т.д.).

          Ответственные величины измеряются непрерывно, а остальные -- периодически.

          При выборе количества приборов и их размещении руководствуются правилами Госгортехнадзора по котельным агрегатам, правилами газового надзора, ведомственными правилами типа правил технической эксплуатации и строительными нормами и правилами (СНиП), в которых регламентирован ряд измерений, необходимых для безопасности персонала и учета.

         Общим положением при выборе места установки приборов является удобство обслуживания агрегата минимальным числом людей при небольших капитальных и эксплуатационных затратах на приборы. Поэтому при разработке проекта котельной любой производительности выполняют схему, чертежи и сметы на установку приборов и устройств автоматизации. Затраты на КИП не должны превышать нескольких процентов от полной стоимости котельной установки.

          Обычно системы автоматизации выполняются так, чтобы воспринимающая изменения какой-либо величины часть контрольно-измерительного прибора служила датчиком импульса и для системы автоматического регулирования. Электродвижущую силу термоэлектрического преобразователя, изменение разрежения в топке или за агрегатом, изменение давления в котлоагрегате и другие величины используют в качестве импульсов, поступающих в регулятор. Последний, получая импульсы, алгебраически суммирует их, усиливает и иногда преобразует, а затем передает на органы управления. Таким путем автоматизация работы установки сочетается с контролем ее работы.

             Кроме приборов, выведенных на щит управления, часто применяется местная установка контрольно-измерительных приборов (термометров для измерения температуры воды, пара, мазута, манометров и вакуумметров для измерения давления и вакуума, различных тягомеров и газоанализаторов). Приборы нужны не только для правильной эксплуатации агрегата, но и для периодических испытаний, проводимых после ремонта или реконструкции.

котел датчик контроллер

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Файерштейн Л. М., Этинген Л. С, Гохбойм Г. Г. Справочник по автоматизации котельных М: Издательство Энергия, 1978г
2. Вдовцев Р.А. «Комплекты средств автоматизации паровых и водогрейных котлов».

Интернет ресурсы:

3. http://comsy.ru/production/kipia/
4. http://www.bankreferatov.ru/referats/