Аўтаматызацыя кацельных установак: апісанне, прылада і схема

Для рэгулявання і аптымізацыі функцыянавання котловой агрэгатаў тэхнічныя сродкі сталі прымяняцца яшчэ на пачатковых этапах аўтаматызацыі прамысловасці і вытворчасці. Сённяшні ўзровень развіцця гэтага напрамку дазваляе значна павысіць рэнтабельнасць і надзейнасць кацельнага абсталявання, забяспечыць бяспеку і інтэлектуалізацыя працы абслугоўваючага персаналу.

Задачы і мэты

Сучасныя сістэмы аўтаматызацыі кацельняў здольныя гарантаваць безаварыйную і эфектыўную эксплуатацыю абсталявання без непасрэднага ўмяшання аператара. Функцыі чалавека зводзяцца да онлайн-маніторынгу працаздольнасці і параметраў ўсяго комплексу прылад. Аўтаматызацыя кацельных вырашае наступныя задачы:

• Аўтаматычны запуск і супын котлаагрэгатаў.
• Рэгуляванне магутнасці катлоў (кіраванне каскадам) згодна з зададзеным першасным налад.
• Кіраванне падсілкоўваецца помпамі, ажыццяўленне кантролю узроўняў цепланосбіта ў працоўным і спажывецкім контурах.
• Аварыйны супын і ўключэнне сігналізавалых прылад, у выпадку выхаду працоўных значэнняў сістэмы за ўсталяваныя межы.

аб'ект аўтаматызацыі

Кацельнае абсталяванне як аб'ект рэгулявання з'яўляецца складанай дынамічнай сістэмай з мноствам узаемазвязаных ўваходных і выходных параметраў. Аўтаматызацыя кацельных ўскладняецца тым, што ў паравых агрэгатах вельмі вялікія хуткасці праходжання тэхналагічных працэсаў. Да асноўных рэгуляваным велічыням адносяць:

• выдатак і ціск цепланосбіта (воды або пара);
• разраджэнне ў топцы;
• ўзровень у пажыўным рэзервуары;
• у апошнія гады павышаныя экалагічныя патрабаванні прад'яўляюцца да якасці падрыхтоўваюць паліўнай сумесі і, як следства, да тэмпературы і складу прадуктаў дымоудаленія.

ўзроўні аўтаматызацыі

Ступень аўтаматызацыі задаецца пры праектаванні кацельні ці пры капітальным рамонце / замене абсталявання. Можа ляжаць у дыяпазоне ад ручнога рэгулявання па сведчаннях кантрольна-вымяральных прыбораў да цалкам аўтаматычнага кіравання па погодозависимым алгарытмах. Ўзровень аўтаматызацыі ў першую чаргу вызначаецца прызначэннем, магутнасцю і функцыянальнымі асаблівасцямі эксплуатацыі абсталявання.

Сучасная аўтаматызацыя працы кацельні на ўвазе комплексны падыход - падсістэмы кантролю і рэгулявання асобных тэхналагічных працэсаў аб'ядноўваюцца ў адзіную сетку з функцыянальна-групавым кіраваннем.

Агульная структура

Аўтаматызацыя кацельных выбудоўваецца па двухузроўневай схеме кіравання. Да ніжняга (палявому) ўзроўню адносяцца прыборы лакальнай аўтаматыкі на базе праграмуемых мікракантролераў, якія рэалізуюць тэхнічную абарону і блакаванне, рэгуляванне і змяненне параметраў, першасныя пераўтваральнікі фізічных велічынь. Сюды ж адносяць і абсталяванне, прызначанае для пераўтварэння, кадавання і перадачы інфармацыйных дадзеных.

Верхні ўзровень можа быць прадстаўлены ў выглядзе графічнага тэрмінала убудаванага ў шафу кіравання або аўтаматызаванага рабочага месца аператара на базе персанальнага кампутара. Тут адлюстроўваецца ўся інфармацыя, якая паступае ад мікракантролераў ніжняга ўзроўню і датчыкаў сістэмы, і вырабляецца ўвод аператыўных каманд, рэгуляванняў і уставок. Акрамя дыспетчарызацыі працэсу вырашаюцца задачы аптымізацыі рэжымаў, дыягностыкі тэхнічнага стану, аналізу эканамічных паказчыкаў, архівавання і захоўвання дадзеных. Пры неабходнасці інфармацыя перадаецца ў агульную сістэму кіравання прадпрыемствам (MRP / ERP) або населеным пунктам.

Аўтаматызацыя кацельнага абсталявання

Сучасны рынак шырока прадстаўлены як асобнымі прыборамі і прыладамі, так і камплектамі аўтаматыкі айчыннай і імпартнай вытворчасці для паравых і вадагрэйных катлоў. Да сродкаў аўтаматызацыі адносяць:

• абсталяванне кіравання распальваннем і наяўнасці полымя, запускаецца і кантралюючае працэс гарэння паліва ў топачных камеры катлаагрэгаце;
• спецыялізаваныя сэнсары (тягонапоромеры, датчыкі тэмпературы, ціску, газааналізатары і т. д.);
• выканаўчыя прылады (электрамагнітныя клапаны, рэле, сервоприводы, частотныя пераўтваральнікі);
• панэлі кіравання катламі і общекотельным абсталяваннем (пульты, сэнсарныя мнемосхемы);
• шафы камутацыі, лініі сувязі і энергазабеспячэння.

Пры выбары тэхнічных сродкаў кіравання і кантролю найбольш пільную ўвагу трэба надаць аўтаматыцы бяспекі, якая выключае ўзнікненне няштатных і аварыйных сітуацый.

Падсістэмы і функцыі

Любая схема аўтаматызацыі кацельні ўключае ў сябе падсістэмы кантролю, рэгулявання і абароны. Рэгуляванне ажыццяўляецца шляхам падтрымання аптымальнага рэжыму гарэння заданнем разраджэння ў топцы, расходу першаснага паветра і параметраў цепланосбіта (тэмпературы, ціску, расходу). Падсістэма кантролю выводзіць фактычныя дадзеныя аб функцыянаванні абсталявання на чалавека-машынны інтэрфейс. Прыборы аховы гарантуюць прадухіленне аварыйных сітуацый пры парушэнні нармальных умоваў эксплуатацыі, падачу светлавога, гукавога сігналу або супын котлаагрэгатаў з фіксацыяй прычыны (на графічным табло, мнемосхеме, шчыце).

камунікацыйныя пратаколы

Аўтаматызацыя кацельных установак на базе мікракантролераў зводзіць да мінімуму выкарыстанне ў функцыянальнай схеме рэлейных камутацый і кантрольных электраліній. Для сувязі верхняга і ніжняга узроўняў АСК, перадачы інфармацыі паміж датчыкамі і кантролерамі, для трансляцыі каманд на выканаўчыя прылады выкарыстоўваюць прамысловую сетку з вызначаным інтэрфейсам і пратаколам перадачы дадзеных. Найбольшае распаўсюджванне атрымалі стандарты Modbus і Profibus. Яны сумяшчальныя з асноўнай масай абсталявання, якое выкарыстоўваецца для аўтаматызацыі аб'ектаў цеплазабеспячэння. Адрозніваюцца высокімі паказчыкамі дакладнасці перадачы інфармацыі, простымі і зразумелымі прынцыпамі функцыянавання.

Энергазберагальныя і сацыяльныя эфекты аўтаматызацыі

Аўтаматызацыя кацельных цалкам выключае магчымасць аварый з разбурэннем капітальных пабудоў, гібеллю абслуговага персаналу. АСК здольная кругласутачна забяспечыць нармальнае функцыянаванне абсталявання, звесці да мінімуму ўплыў чалавечага фактару.

У святле бесперапыннага росту коштаў на паліўныя рэсурсы не апошняе значэнне мае і энергазахавальны эфект аўтаматызацыі. Эканомія прыроднага газу, якая дасягае да 25% за ацяпляльны сезон, забяспечваецца:

• аптымальным суадносінамі "газ / паветра" у паліўнай сумесі на ўсіх рэжымах працы кацельні, карэкцыяй па ўзроўні ўтрымання кіслароду ў прадуктах згарання;
• магчымасцю індывідуальнай налады не толькі катлоў, але і газогорелочных прылад;
• рэгуляваннем не толькі па тэмпературы і ціску цепланосбіта на ўваходзе і выхадзе катлоў, але і з улікам параметраў навакольнага асяроддзя (погодозависимые тэхналогіі).

Акрамя таго, аўтаматыка дазваляе рэалізаваць энергаэфектыўны алгарытм ацяплення нежылых памяшканняў або будынкаў, якія не выкарыстоўваюцца ў выхадныя і святочныя дні.