Автоматика в котельной

Содержание

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.

Схема автоматики котла

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.

Автоматика для дома

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.

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.

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.

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.

Автоматизация и диспетчеризация котельных

Диспетчеризация через Интернет веб-сервер
Гостевой вход: имя и пароль — guest

Современная котельная представляет собой сооружение, в котором осуществляется нагрев теплоносителя для систем тепло- или пароснабжения. Котельные могут производиться в стационарном, блочно-модульном и крышном исполнении, и в зависимости от типа установленных котлов делятся на паровые, водогрейные или смешанные. Также котельные подразделяются по виду используемого топлива на газовые, жидкотопливные, твердотопливные и комбинированные (многотопливные).

Для обеспечения эффективной и безопасной работы таких котельных сегодня применяют автоматизированные системы регулирования и управления, а также современные информационные технологии.

Основными задачами, решаемыми при автоматизации котельных, являются:

  • Управление пуском и остановом котлов, в том числе и в аварийном режиме;
  • Регулирование мощности котлов;
  • Каскадное управление работой котлов;
  • Включение резервного котла при отказе рабочего;
  • Автоматическое регулирование параметров теплоносителя на выходе из котельной;
  • Автоматическая подпитка котловых контуров и контуров теплоснабжения;
  • Автоматическое управление работой насосных агрегатов котельной;
  • Автоматическая защита котлов и общекотлового оборудования при выходе технологических параметров их работы за установленные пределы;
  • Аварийная сигнализация и передача тревожных сообщений на верхний уровень;
  • Реализация энергосберегающих алгоритмов работы котельной. ЗАО «МЗТА Инжиниринг» предлагает решение, обеспечивающие эффект.

Мы предлагаем услуги автоматизации котельных, которые позволяют вам сэкономить на следующем:

  • Уменьшение числа аварийных ситуаций;
  • Уменьшение количества поломок оборудования;
  • Более эффективное расходование топлива.

Автоматизированная система управления котельной

При создании автоматизированной системы управления (АСУ) котельной, построенной на базе ПТК Контар, учитывается ряд требований нормативных документов, действующих на территории Российской Федерации, в том числе СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Комплекты автоматики для котельных на базе ПТК Контар разнообразны и во многом зависят от технологических решений, принятых в процессе подготовки котельной к производству, рекомендаций производителей котлов, а также особенностей автоматики, регулирующей процессы горения.

Как мы работаем

Заявка

Расчет

Обсуждение проекта

Договор

Оплата

Готовая работа

Система автоматизации котельных обеспечивает

  • Автоматическое регулирование параметров теплоносителей;
  • Пуск, остановку, управление и регулирование мощности;
  • Включение резервного котла, если рабочий остановится;
  • Автоматическое управление работой насосных устройств;
  • Питание котловых контуров;
  • Выполнение энергосберегающих алгоритмов котельной;
  • Аварийное срабатывание сигнализации и передачу сигналов на верхний уровень.

Функции системы диспетчеризации котельной

Усовершенствовать тепловые котельные можно путем внедрения системы диспетчеризации. Она позволяет в удаленном режиме получать данные и управлять работой котельной. С ее помощью становится возможным управление технологическим процессом в режиме реального времени, ведение журнала тревог и регистрация действий пользователей системы.

Следовательно, диспетчеризация котельной повышает ее качество и скорость обслуживания, позволяет своевременно реагировать на аварийные ситуации, сокращать износ оборудования и повышать производительность труда сотрудников.

Управлять автоматизированной котельной можно из центрального диспетчерского пункта. Это дает возможность сократить количество обслуживающего персонала.

Закажите разработку проекта автоматизации и диспетчеризации котельной.

Необходимое для автоматизации объекта оборудование выберите в каталоге.

Если у вас возникли затруднения с выбором оборудования, обратитесь в службу технической поддержки.

Из чего состоит оборудование котельной? В этой статье вы найдете все ответы на свои вопросы.

Что такое распределительный коллектор котельной и для чего он нужен?

Распределительный коллектор котельной — это основное устройство для распределения теплоносителя от котла до потребителей – радиаторов, бойлера горячего водоснабжения, теплого пола и т.д. Распределительный коллектор объединяет в себе гребенку, насосно-смесительные группы и гидравлический разделитель (гидрострелку). Назначение перечисленных элементов распределительного коллектора описано в ответах на следующие вопросы.

Что такое «насосная группа»?

Насосная (точнее насосно-смесительная) группа – это устройство для регулирования температуры и обеспечения циркуляции теплоносителя в отдельном контуре теплоснабжения (отопление, бойлер горячего водоснабжения, теплый пол, подогрев бассейна и т.п.). В общем случае состоит из смесительного вентиля, циркуляционного насоса, запорной арматуры и контрольно-измерительных приборов. Для некоторых контуров (контур бойлера ГВС, контур теплообменника бассейна) смесительный вентиль отсутствует. Как правило, смесительный вентиль входит в состав распределительного коллектора котельной и монтируется непосредственно на гребенке.

Что такое «гидравлический разделитель»?

Гидравлический разделитель или гидравлическая стрелка — это устройство в составе распределительного коллектора, которое выполняет несколько функций:

— гидравлического разделения теплоносителя, циркулирующего через котел и через распределительный коллектор. При этом при изменении расхода теплоносителя через контуры теплоснабжения (отопление, бойлер ГВС и т.д.) расход теплоносителя через котел остается постоянным, что оптимизирует работу котла и продлевает срок его службы;

— удаление растворенного в теплоносителе воздуха. Из-за особенностей конструкции разделителя это происходит гораздо более эффективно, чем просто с помощью автоматических (а тем более ручных) кранов для удаления воздуха;

— улавливание самых мелких загрязнений, которые не задерживаются сетчатыми фильтрами. Эти загрязнения осаждаются в нижней части разделителя, откуда удаляются через специальный кран. Применение гидравлического разделителя улучшает качество работы котельной и системы отопления частного дома, повышает срок службы котла и рекомендуется для использования во всех индивидуальных котельных. А для котельных с котлами мощностью более 50 кВт его использование обязательно.

Что такое «контуры» в котельной?

Контуром котельной называется часть системы теплоснабжения, параметры теплоносителя которой значительно отличаются от параметров теплоносителя, выдаваемого котлом отопления.

  • 1.Контур радиаторного отопления
  • 2.Контур водяного теплого пола
  • 3.Контур бойлера горячего водоснабжения.

Котел отопления готовит теплоноситель с температурой 80 градусов Цельсия, а для отдельных контуров теплоснабжения необходимо:

— для контура отопления температура теплоносителя должна быть 80/60 градусов (прямая и обратная линии), при почти постоянном расходе теплоносителя;

— для контура теплого пола температура теплоносителя должна быть 45/40 градусов, также при постоянном расходе;

— для контура бойлера ГВС температура теплоносителя должна быть 80/60 градусов, при этом данный контур имеет резко непостоянный расход теплоносителя: от нулевого в режиме ожидания скачком до 100% в режиме нагрева хозяйственной воды в бойлере ГВС.

Необходимая температура для каждого контура теплоснабжения готовится и поддерживается соответствующей насосно-смесительной группой (описание насосной группы — в ответах на вопросы).

Иногда, при построении системы отопления в варианте «Комфортный+», разделение на отдельные контуры выполняется исходя из максимального комфорта при пользовании системой. При этом в отдельные контуры могут выделяться системы отопления ( и/или теплого пола) разных этажей, что позволяет организовать наиболее рациональное и удобное для потребителя поддержание необходимой температуры в помещениях дома (поэтажное регулирование).

Зачем нужен расширительный бак отопления?

Расширительный бак отопления нужен для компенсации увеличения объема теплоносителя при его нагреве. При исправном и правильно подобранном расширительном баке давление в замкнутой системе отопления остается постоянным при изменении температуры теплоносителя. Расчет объема расширительного бака производится в проекте отопления частного дома и зависит от объема теплоносителя в системе отопления.

Что такое «дымоход через стену» и когда его можно использовать?

Такой дымоход («через стену») используется при установке настенного котла с принудительным отводом дымовых газов с помощью специального вентилятора.

При этом дымоход представляет собой «трубу в трубе» (коаксиальный дымоход), причем по внутренней трубе отводятся за стену дымовые газы, а по внешней – тот же вентилятор забирает снаружи воздух, необходимый для горения.

Дымоход «через стену» стоит в 2-3 раза дешевле обычного, облегчает установку настенного котельного оборудования, поскольку не требуется организовывать приток воздуха для горения в помещение с котлом, но имеет ряд ограничений по месту вывода на стену (расстояния от окон и дверей) и по устойчивой работе в сильные морозы.

Что такое «открытая» и «закрытая» камера сгорания котла?

Открытой называется камера сгорания котла, в которой воздух для процесса горения поступает естественным способом, обычно из помещения, в котором установлен котел. Т.е., горелка «открыта» для притока воздуха. Котлы с открытыми камерами сгорания работают с атмосферной системой дымоудаления (естественная тяга).

Закрытая камера сгорания изолирована, воздух для горения подается в нее вентилятором (обычно извне помещения). Закрытыми камерами сгорания обычно оборудуются настенные котлы, отвод продуктов сгорания при этом принудительный с помощью специального вентилятора (см. «дымоход через стену»).

Что такое «двухконтурный» котел и когда его лучше использовать?

Двухконтурными называются котлы, которые без дополнительных устройств могут не только отапливать дом, но и производить горячую воду для бытовых нужд. Такие котлы, как правило, имеют два теплообменника. В одном, который называется первичным, нагревается теплоноситель с помощью горелки. Во втором с помощью теплоносителя нагревается хозяйственная вода, поступающая затем к горячему водоразборному крану. Поскольку хозяйственная вода нагревается с помощью теплоносителя внутри самого котла, то на время разбора воды из горячего крана теплоноситель в систему отопления дома не поступает (так называемый «приоритет по ГВС»). По этой причине, при использовании двухконтурных котлов невозможно реализовать рециркуляцию горячей воды (при постоянном протоке водя в случае рециркуляции, котел всегда будет работать только на подогрев горячей воды).

Такие котлы целесообразно использовать, когда число точек горячего водоснабжения небольшое (например, кухонная мойка, раковина и душ в ванной комнате) и расстояние от котла до самой удаленной точки разбора горячей воды незначительное (например, ванная комната и кухня через стену), и поэтому нет необходимости в системе рециркуляции горячего водоснабжения.

В случаях, когда потребители горячей воды находятся на более удаленном расстоянии, чем «через стену» или на другом этаже, использование двухконтурного котла не рекомендуется, ввиду снижения комфортности пользования горячей водой.

Что такое «группа безопасности» котла?

Группа безопасности котла — это устройство, предохраняющее котел и всю систему отопления от недопустимого превышения избыточного давления в аварийных ситуациях.

Как правило, группа безопасности для бытовых отопительных котлов состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Манометр отображает параметры давления в системе отопления и имеет указатели минимального и максимального допустимого давления.

Автоматический воздухоотводчик удаляет из системы отопления воздух, предотвращая «завоздушивание» системы и вызванное этим прекращение циркуляции теплоносителя в ней.

Пружинный предохранительный клапан настроен на максимальное рабочее давление в системе отопления (обычно 2,5 или 3 бар), и при превышении этой величины давления открывается, сбрасывая излишек теплоносителя из системы. Каждый клапан имеет табличку с указанием давления срабатывания и устройство для проверки его работоспособности. Группа безопасности котла должна обязательно устанавливаться в индивидуальной котельной, подбор ее модели зависит от мощности котла и выполняется в проекте отопления частного дома.

Проектировщикам о схемах тепловой защиты водогрейных котлов

А. Мировски, Г. Ланге, И. Елень

Многообразие водогрейных котлов разных типов и конструкций, представленных на рынке многочисленными отечественными и зарубежными производителями, создает при проектировании определенные трудности. Это связано с частым отсутствием специальных инструкций и рекомендаций изготовителя по проектированию и подключению оборудования. Из-за расхождения в конструкциях применение схем и рекомендаций, разработанных для одних котлов, зачастую невозможно в других случаях. В этих условиях очень востребованы универсальные пособия по проектированию, издаваемые компанией Viessmann. В них рассматривается применимость различных схем, в том числе и для низкотемпературных контуров, в едином контексте с конструктивными, мощностными и другими особенностями водогрейных котлов.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Предлагаемая статья посвящена особенностям проектирования схем температурной защиты водогрейных котлов от конденсации водяного пара из продуктов сгорания в зависимости от реализуемых тепловых схем и рабочих контуров теплоснабжения.

Как известно, минимальная допустимая температура котловой воды, а также обратной магистрали системы теплоснабжения зависит от типа котла и вида топлива. В последнем случае это связано с различными значениями температуры начала конденсации водяного пара в уходящих газах (точка росы), которая для природного газа составляет 57 °С (при содержании в уходящих газах СО2 10,5 %) и для дизельного топлива – 47 °С (содержание СО2 – 13,5 %).

Одноступенчатая схема температурной защиты, как правило, реализуется в установках с котлами бытовых серий и строится за счет использования температурных датчиков (или термостатов) для измерения температуры котловой воды и (или) «обратки».

Создание такой защиты не представляет каких-либо затруднений, но может применяться только в системах с небольшим водяным объемом и при управлении отопительными контурами с помощью смесительных клапанов, расположенных вместе с коллекторами в непосредственной близости от котлов. Подробно одноступенчатая схема рассмотрена в книге «Материалы для проектирования котельных и современных систем отопления», изданной компанией Viessmann на Украине.

На практике чаще приходится сталкиваться с проектированием систем отопления больших водяных объемов, для которых вопросы повышения и (или) стабилизации температуры обратной воды наиболее актуальны. В таких системах рекомендуется применение двухступенчатых систем защиты котлов от конденсации водяного пара из продуктов сгорания.

Отметим: вторая ступень защиты в рассматриваемых ниже схемах, использующая существенное ограничение количества теплоносителя, проходящего через котел, применима только для котлов, не имеющих ограничения по минимальному расходу воды. Рассмотрим некоторые из двухступенчатых систем защиты.

Защита с использованием одного смесительного насоса

Эта система рекомендуется для систем теплоснабжения при условии управления отопительными контурами с помощью смесительных клапанов, расположенных вместе с коллекторами в котельной, то есть в непосредственной близости от котлов. На рис. 1 показан пример гидравлической схемы каскадной котельной с двухступенчатой системой защиты котлов с применением общего смесительного насоса (часто называемого насосом подмеса).

Применение смесительного насоса РМ, предназначенного для нагнетания горячего теплоносителя из подающей магистрали непосредственно в обратную магистраль котельной (смесительный узел Z), – одно из простейших решений периодической стабилизации (повышения) температуры обратного потока (ступень І). Сигнал о включении-выключении насоса РМ выдается на основании сигнала датчика Т2, осуществляющего постоянный контроль температуры обратного потока. Уставка зависит от типа котла и вида топлива.

Работа ступени ІІ защиты основана на уменьшении как расхода котловой воды, так и подачи «захоложенного» обратного потока к котлам, которое осуществляется с помощью закрытияоткрытия смесительных клапанов на отопительных контурах теплосети. Периодический сигнал на закрытие-открытие смесительных клапанов выдается на основании показаний датчика Т1 постоянного контроля температуры обратного потока для каждого котла. Работа горелок, включающихся по сигналу от датчика Т1, и интенсивная естественная циркуляция, усиленная работающим смесительным насосом (поскольку датчик Т1 устанавливается за датчиком Т2 по ходу обратного потока), ведут к повышению температуры котловой воды. После достижения соответствующей температуры, регистрируемой датчиком Т1, посылается сигнал на открытие смесительных клапанов, и отпуск тепла потребителям переходит в нормальный режим – согласно потребности. При дальнейшем повышении температуры обратного потока, которое регистрируется датчиком Т2, посылается сигнал на выключение смесительного насоса (отсюда и понятие периодической стабилизации температуры).

Следует особо отметить, что подмешивание теплоносителя в обратную магистраль с помощью одного смесительного насоса должно быть одинаковым для всех котлов, входящих в схему, поэтому многокотловую установку с общим смесительным насосом нужно выполнять с попутным движением теплоносителя, а не по тупиковой схеме.

На рис. 2 представлена модификация рассмотренной схемы для систем, в которых необходимо ускорить начало стабилизации температуры обратного теплоносителя (например, если значительная доля теплопотребления приходится на напольное отопление с низкой температурой обратного теплоносителя) и допускается периодическое уменьшение отбора тепла. Этот же вариант рекомендуется для котельных, работающих на низкокалорийном топливе (биогаз и др.).

Ступень І защиты – периодическая стабилизация (повышение) температуры обратного потока. Рассматриваемая защита работает точно так же, как описано в предыдущем случае, с той лишь разницей, что смесительный насос РМ подключен к независимому источнику питания и включается термостатом Т2. В этом случае следует дополнительно выключать насос при выключении котельной или отсутствии потребности в тепле (летний режим).

Ступень ІІ – периодическое уменьшение отбора тепла.

Рассматриваемая защита работает точно так же, как описано в предыдущем случае. Разница лишь в том, что за узлом смешения (точка Z) осуществляется повторное контрольное измерение температуры обратного потока термостатом Т3. Закрытие смесительных клапанов производится посредством замыкания беспотенциальных контактов термостатом Т3 при снижении температуры обратного потока ниже установленного значения. В это же время происходит включение горелок при отработке сигнала о низкой температуре датчика Т1. Далее в результате работы горелок и интенсивной естественной циркуляции, усиленной работающим смесительным насосом РМ, повышается температура котловой воды. После достижения соответствующей температуры, подтвержденной термостатом Т3, открываются смесительные клапаны, и отпуск тепла потребителям переходит в нормальный режим – согласно потребности. При дальнейшем повышении температуры обратного потока, который регистрируется термостатом Т2, выключается смесительный насос.

Защита с использованием индивидуальных смесительных насосов

В случае работы котельной с системой отопления большого водяного объема при большом удалении отопительных контуров от котельной или отсутствии возможности управления отопительными контурами каждый котел должен снабжаться индивидуальной системой для повышения и стабилизации температуры обратного потока. Данное решение – первая ступень защиты по температуре обратного потока. В качестве второй ступени используется разделение (отключение) контура котла от отопительных контуров, осуществляемое путем закрытия поворотных заслонок либо закрытием трехходового клапана на котловой подающей магистрали, что равнозначно высшей степени уменьшения отбора тепла (расхода теплоносителя через котел).

При такой схеме (рис. 3), когда исполнительный механизм второй ступени защиты размещен в непосредственной близости от котла (сразу за смесительным насосом), в управление отопительными контурами можно не вмешиваться. Они способны работать полностью независимо.

Ступень І защиты – периодическая стабилизация (повышение) температуры обратного потока. Как и в предыдущих вариантах, задачей смесительного насоса для каждого котла является подача горячего теплоносителя из магистрали подачи непосредственно в обратную линию – к узлу смешения (точка Z). В большинстве случаев сигнал на включение-выключение смесительного насоса подается на основании результатов постоянного измерения температуры обратного теплоносителя датчиком Т2.

Ступень ІІ – периодическое разделение (перекрытие) котельных и отопительных контуров.

Рассматриваемая защита работает при обязательной установке датчика Т1 для повторного контрольного измерения температуры обратного теплоносителя (устанавливается за узлом смешения – точкой Z). При уменьшении температуры обратного теплоносителя ниже установленного значения выдается сигнал на закрытие двухходовых клапанов – перекрытие магистрали подачи, и как, следствие, – уменьшение отбора котловой воды и подачи «захоложенного» обратного теплоносителя к котлам.

Далее, в результате работы горелок и интенсивной естественной циркуляции, усиленной работающим смесительным насосом РМ, повышается температура котловой воды. После достижения соответствующей температуры, подтвержденной датчиком Т1, открываются двухходовые клапаны, и отпуск тепла потребителям переходит в нормальный режим – согласно потребности. При дальнейшем повышении температуры обратного потока, который регистрируется датчиком Т2, выключается смесительный насос.

Рассмотренная схема имеет модификацию, в которой двухходовые клапаны заменены трехходовыми смесительными клапанами на второй ступени защиты. Данный вариант позволяет подавать воду к циркуляционным насосам отопительных контуров по байпасной линии защитного клапана котла.

Защита с использованием сетевого (распределительного) насоса

При работе котельной с большим (более 20 м) удалением от 3 кПа котлов распределительных коллекторов рекомендуется двухступенчатая схема защиты с использованием постоянно работающего сетевого насоса (рис. 4). Большое (свыше 3 кПа) гидравлическое сопротивление трубопроводов, транспортирующих теплоноситель от котла к потребителям тепла, создает опасность нестабильного теплоснабжения всех отопительных контуров и кавитации в циркуляционных насосах.

Необходимые условия для функционирования данной схемы – управление отопительными контурами с помощью смесительных клапанов и выполнение котельной с попутным движением теплоносителя, а не по тупиковой схеме, для равномерного распределения обратного потока воды между котлами одинаковой мощности.

Ступень І защиты – постоянная стабилизация температуры подачи и обратного теплоносителя.

Задача сетевого насоса PR – преодоление гидравлического сопротивления трубопроводов между котлами и распределительными коллекторами. Дополнительная функция – повышение (стабилизация) температуры обратного теплоносителя за счет подмешивания прямой воды через байпас S, расположенный между коллекторами. Это необходимо для того, чтобы в протяженном трубопроводе между сборным коллектором и обратным патрубком котла не было холодной воды, способной вызвать конденсацию водяного пара из продуктов сгорания.

Сетевой насос должен работать непрерывно при минимальной потребности в тепле (если работает насос хотя бы одного отопительного контура). Это обеспечивает постоянную стабилизацию температуры прямой и обратной воды.

Ступень ІІ – периодическое уменьшение отбора тепла. При необходимости ускорить момент начала уменьшения отбора тепла нужно использовать термостат с регулируемой настройкой для измерения температуры в точке Т3. Он осуществляет постоянное измерение температуры обратного потока за сборным коллектором. Если температура воды опускается ниже величины настройки, термостат подает команду на закрытие смесительных клапанов. При этом происходит уменьшение отбора тепла и возврата «захоложенного» обратного теплоносителя. Одновременно по команде от датчиков Т1 происходит включение горелок.

Далее, в результате работы горелок и интенсивной естественной циркуляции, усиленной работающим сетевым насосом РR, повышается температура котловой воды. По достижению соответствующей температуры, подтвержденной термостатом Т3, открываются смесительные клапаны, и отпуск тепла потребителям переходит в нормальный режим – согласно потребности.

В связи с повышенным содержанием влаги в топливе этот вариант защиты рекомендуется также для котельных по сжиганию биогаза, получаемого от канализационных очистных сооружений или свалочного газа.

Защита с использованием насоса котлового контура

В случае работы котельной с большим (или очень большим) водяным объемом и удаленными потребителями тепла, при отсутствии управления ими (реконструкция существующих систем) следует устанавливать насосы на каждый котловой контур. К этому рекомендуется прибегать, когда трубопроводы, соединяющие котлы и коллекторы, имеют большое гидравлическое сопротивление. Постоянно работающий насос котлового контура является первой ступенью защиты котлов; для реализации второй ступени защиты используются трехходовые смесительные клапаны котлов или гидравлическая стрелка.

Рассмотрим принцип действия первой из этих схем (рис. 5) в системе с большим гидравлическим сопротивлением трубопроводов, соединяющих котлы с распределительными коллекторами, и при отсутствии управления отопительными контурами.

Ступень І защиты – постоянная стабилизация температуры подачи и обратного теплоносителя.

В данном случае насос котлового контура предназначен для преодоления дополнительных гидравлических сопротивлений трубопроводов, соединяющих котлы с распределительными коллекторами, и подачи теплоносителя в коллектор (стабилизация питания). Дополнительная функция – защита по температуре обратного теплоносителя путем подмешивания прямой воды из подающего коллектора в обратный по байпасу S. Как следствие, уменьшается вероятность конденсации водяного пара из продуктов сгорания в котле.

Если существует хотя бы минимальный отбор тепла (работает как минимум один циркуляционный насос отопительного контура), котловой насос работает постоянно. При этом осуществляется одновременная стабилизация температуры прямой и обратной воды.

Ступень ІІ – периодическое отключение контура котла от отопительных контуров (уменьшение отбора тепла).

В рассматриваемой системе защиты необходима установка датчика Т1, осуществляющего постоянное измерение температуры обратного теплоносителя на входе в котел и за сборным коллектором. Если температура воды опускается ниже величины настройки, термостат подает команду на закрытие смесительных клапанов каждого котла, изолируя контур котла от системы отопления. При этом происходит уменьшение отбора тепла и возврата «захоложенного» обратного теплоносителя. В это же время по команде от датчиков Т1 включаются горелки.

В результате работы горелок и интенсивной естественной циркуляции, усиленной работающим котловым насосом РK, повышается температура котловой воды. После достижения соответствующей температуры, подтвержденной датчиком Т1, открываются смесительные клапаны, и отпуск тепла потребителям переходит в нормальный режим – согласно потребности.

Гидравлическая стрелка в составе вышеописанной защиты (рис. 6) применяется при отсутствии управления отопительными контурами, большом гидравлическом сопротивлении трубопроводов, соединяющих котлы с коллекторами, большой динамике изменения параметров, при различии в требуемой тепловой мощности котлов.

Ступень І – постоянная стабилизация температуры подачи и обратного теплоносителя.

В данном случае насос котлового контура предназначен для подачи теплоносителя к гидравлической стрелке (стабилизация питания) и – дополнительно – для защиты по температуре обратного теплоносителя путем прохождения через гидравлическую стрелку избыточного количества прямой воды. Это условие является обязательным.

Ступень ІІ – периодическое отключение контура котла от первичного контура гидравлической стрелки (уменьшение отбора тепла).

Рассматриваемая защита работает точно так же, как описано в предыдущем случае, с той лишь разницей, что трехходовые клапаны разобщают котловые контуры с первичным контуром гидравлической стрелки.

Рассмотренные выше схемы дают полное представление о логике организации автоматической защиты от образования конденсата практически для всех встречающихся случаев эксплуатации водогрейных котельных. Реализовать эту логику можно любыми подходящими и доступными средствами автоматики.

Статья опубликована в журнале «Аква-Терм» # 1(41) 2008

Автоматизация котельных и теплоснабжения

Общая структура

Автоматизация котельных выстраивается по двухуровневой схеме управления. К нижнему (полевому) уровню относятся приборы локальной автоматики на базе программируемых микроконтроллеров, реализующие техническую защиту и блокировку, регулировку и изменение параметров, первичные преобразователи физических величин. Сюда же причисляют и оборудование, предназначенное для преобразования, кодирования и передачи информационных данных.

Верхний уровень может быть представлен в виде графического терминала встроенного в шкаф управления или автоматизированного рабочего места оператора на базе персонального компьютера. Здесь отображается вся информация, поступающая от микроконтроллеров нижнего уровня и датчиков системы, и производится ввод оперативных команд, регулировок и уставок. Кроме диспетчеризации процесса решаются задачи оптимизации режимов, диагностики технического состояния, анализа экономических показателей, архивирования и хранения данных. При необходимости информация передается в общую систему управления предприятием (MRP/ERP) или населенным пунктом.

Автоматика безопасности котлов и регулирования

Комплект автоматики АБУ-1 учебного жаротрубного котла типа “Турботерм”

Шкаф управления работой насосов

Сенсорная панель индикации параметров работы жаротрубного котла типа “Турботерм”

Шкаф частотного регулирования сетевых насосов котельной

Щит управления и аварийных блокировок жаротрубного котла типа “Турботерм”

“Легкомысленные люди даже в туалетах подолгу не задерживаются.” Геннадий Малкин

Подписавшись на Комплект Учебно-методических материалов для Оператора котельной, А в дальнейшем будете получать от меня как бесплатные, так и платные информационные материалы.

ТЗ ПО ТЕМЕ «АВТОМАТИКА БЕЗОПАСНОСТИ КОТЛОВ И РЕГУЛИРОВАНИЯ»

Тест “Автоматика безопасности котлов и регулирования” для проверки знаний операторов газовой котельной. Главным элементом схемы автоматики безопасности котлов является клапан отсекатель газовый. Срочно проверь свою профессиональную компетентность и востребованность на рынке рабочей силы!

ВОПРОСЫ ТЕСТА ПО ОЦЕНКЕ ЗНАНИЙ

1. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Клапан отсекатель газовый в схеме автоматики безопасности водогрейного котла служит для:

а) регулирования давления газа, поступающего на котел;

б) регулирования расхода газа, поступающего на котел;

в) автоматического прекращения подачи газа на котел при превышении любого параметра, задействованного в схеме автоматики безопасности котла.

2. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Задержка срабатывания клапана отсекателя газового в схеме автоматики безопасности по понижению давления воздуха перед горелкой:

а) допускается и это должно быть отражено в Производственной инструкции; б) не допускается.

3. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Общие датчики в схемах автоматики безопасности и автоматики регулирования следующие:

а) только датчик по температуре воды после котла; б) датчик по температуре воды после котла и датчики по давлению газа и воздуха перед горелкой; в) общих датчиков для схем автоматики безопасности и автоматики регулирования котла нет.

4. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Технический манометр измеряет давление:

а) атмосферное; б) избыточное; в) абсолютное; г) вакуумметрическое.

5. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Поверка исправности манометра производится:

а) каждую смену, постановкой манометра на нуль, оператором котельной; б) один раз в полгода службой КИПиА; в) один раз в год Госповерителем.

Жидкостные манометры

6. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Точность измерения давления жидкостным манометром выше у: ( Р — измеряемое давление; h — разность уровней жидкости;h1— изменение уровня жидкости в трубке; h2 — изменение уровня жидкости в сосуде).

а) U- образного манометра; б) чашечного; в) микроманометра.

7. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Задержка срабатывания клапана отсекате газового в схеме автоматики безопасности по погашению факела горелки:

а) допускается и это должно быть отражено в Производственной инструкции; б) не допускается.

8. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. Работа водогрейного газового котла с неисправной системой автоматического регулирования:

а) не допускается; б) допускается.

9. Выберите правильный вариант ответа из предложенных. При данном положении трехходового крана манометра выполняется:

Котловой манометр с трехходовым краном

а) продувка сифонной трубки; б) проверка рабочего манометра по контрольному манометру; в) измерение рабочего давления; г) проверка манометра установкой на нуль; д) накапливание конденсата в сифонной трубке (если производится измерение параметров пара).

ВОПРОСЫ ТЕСТА ПО ОЦЕНКЕ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ

10. Дополните. Автоматическое регулирование водогрейных котлов включает:

Дорогой, друг! Ответы на данный тест ты найдешь в Комплекте тестовых заданий для оператора котельной или в Учебном пособии «Оператора котельной». Эти информационные материалы платные. Желательно их иметь в своей личной библиотечке. Вопросы и рекомендации можно оставить на странице сайта Контакты. До связи!

Задачи и цели

Современные системы автоматизации котельных способны гарантировать безаварийную и эффективную эксплуатацию оборудования без непосредственного вмешательства оператора. Функции человека сводятся к онлайн-мониторингу работоспособности и параметров всего комплекса устройств. Автоматизация котельных решает следующие задачи:

  • Автоматический запуск и останов котлоагрегатов.
  • Регулирование мощности котлов (управление каскадом) согласно заданным первичным настройкам.
  • Управление подпитывающими насосами, осуществление контроля уровней теплоносителя в рабочем и потребительском контурах.
  • Аварийный останов и включение сигнализирующих устройств, в случае выхода рабочих значений системы за установленные пределы.

Подсистемы и функции

Любая схема автоматизации котельной включает в себя подсистемы контроля, регулирования и защиты. Регулирование осуществляется путем поддержания оптимального режима горения заданием разряжения в топке, расхода первичного воздуха и параметров теплоносителя (температуры, давления, расхода). Подсистема контроля выводит фактические данные о функционировании оборудования на человеко-машинный интерфейс. Приборы защиты гарантируют предотвращение аварийных ситуаций при нарушении нормальных условий эксплуатации, подачу светового, звукового сигнала или останов котлоагрегатов с фиксацией причины (на графическом табло, мнемосхеме, щите).

Автоматизированная блочно-модульная газовая котельная

Параметры проекта

Тепловая мощность проектируемой котельной 5,7 МВт. Система теплоснабжения одноконтурная, закрытая. Основное топливо – природный газ, резервное–дизельное топливо. Установленный объем потребления природного газа: 2,955 млн. м3/год, 0,759 тыс. м3/час.

Описание проекта

Технико-экономическое обоснование: Блочно-модульная газовая котельная с учетом смены жидкого топлива (мазут) на более дешевое газообразное топливо (природный газ) с наименьшими затратами содержания новой котельной.Состав проекта: 1.Водогрейные котлы суммарной тепловой тепловой мощностью 5 МВт. Применение 3-х импортных автоматизированных жаротрубных водогрейных котлов с температурой нагрева воды не выше 338 К (1150 С) и КПД более 90%, имеющих возможность работы в автономном режиме.

2.Газогорелочные устройства. Применение 3-х импортных автоматизированных комбинированных (газо-дизельных) горелочных устройств, обеспечивающих безопасную работу, исключающую вмешательство человека, с минимально допустимыми выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду.

3.Система автоматики безопасности котлоагрегата в соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 Мпа (0,7 кгс/см2) водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 338 К (1150 С)

4.Насосное оборудование котельной с системой автоматического резервирования. Применение импортных насосных агрегатов со сниженным энергопотреблением и автоматической защитой основных параметров работы.

5.Система автоматики регулирования мощности котельной. Применение погодозависимой автоматики регулирования мощности котельной, имеющей возможность работы котельной по одному из четырех нормативных температурных графиков отпуска тепла.

6. Система подпиточной и докотловой обработки воды. Применение импортных автоматизированных систем химической очистки воды, работающих по принципу Na-катионирования. Применение импортных автоматизированных систем химической очистки воды от соединений железа определяется по результатам исходной воды. Применение импортных автоматизированных систем комплексного дозирования реагента для корректировки качества теплоносителя.

7. Система учета расхода теплоносителей – применение коммерческих узлов учета газа с телеметрией холодной воды, тепловой энергии и расхода горячей воды.

8. Система газоснабжения котельной – применение блочных газорегуляторных пунктов в соответствии с «Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления» определяется на основании проекта реконструкции котельной.

9. Система электроснабжения котельной – применение шкафных вводных распределительных устройств силового оборудования определяется на основании проекта реконструкции котельной.

Системы автоматизации Комплект средств управления Режим Комплект средств управления- исполнение Режим-1-01

Исполнение «Режим-1-01» предназначено для автоматизации работы газовых горелок с 2-х ступенчатым и плавным регулированием оснащенных запальной горелкой мощностью не более 70 кВт, установленных на водогрейных котлах мощностью от 0,3 до 3,15 МВт и температурой нагрева воды не более 115°С.

Для заказа комплекта КСУ «Режим-1» взамен существующего блока необходим только заводской номер и год выпуска. Если блок управления «старше» 2002 года необходимо предоставить информацию о типе горелки и марки котла. Блок по присоединительным характеристикам (разъемам) полностью идентичен ранее выпускавшимся блокам.

Основные характеристики:

  • Автоматическое регулирование давления температуры воды на выходе из котла, закон регулирования двухпозиционный или импульсный.
  • Стабилизация разрежения котла, закон регулирования двухпозиционный или импульсный.

Блокировка пуска котла:

  • -при прекращении подачи электроэнергии;
  • -при недостатке воздуха для горения;
  • -при давлении газа за основным запорным органом на 30 % ниже или выше номинального значения;
  • -при нарушении герметичности клапанов горелки;
  • -при неполадках устройств продувки и отвода продуктов сгорания (отключении дымососа, вентилятора);
  • -при отсутствии необходимого разрежения;
  • -при повышении или понижении расхода воды в котле выше или ниже допустимого значения;
  • -при повышении температуры на выходе из котла.
  • Блокировка подачи газа на основную горелку при отсутствии пламени запальной горелки.
  • Защитное выключение горелки котла, если при ее розжиге не произойдет воспламенение топлива в течение времени не более 3 с

Защитное отключение горелки котла в рабочем состоянии в следующих случаях:

  • -при погасании контролируемого пламени; -при прекращении подачи электроэнергии;
  • -при давлении газа за основным запорным органом более чем на 30 % ниже или выше номинального значения;
  • -при недостатке воздуха для горения;
  • -при неполадках устройств продувки и отвода продуктов сгорания (отключении дымососа, вентилятора);
  • -при отсутствии необходимого разрежения;
  • -при повышении температуры на выходе из котла;
  • -при повышении или понижении расхода воды через котле выше или ниже допустимого значения.

Устройство горелок для исполнения «Режим-1-01»

1- Первый клапан

2- Нормально открытый клапан безопасности

3- Второй клапан

4- Клапан запальника

5- Привод газовой и воздушной заслонок

6- Воздушный вентилятор

7- Воздушная заслонка

8- Трансформатор зажигания

9- Газовая заслонка

Примечание: Вентилятор дымососа условно не показан

Схема внешних подключений КСУ Режим-1-01 (нажмите для просмотра в полном размере)

Вернуться назад

Объект автоматизации

Котельное оборудование как объект регулирования является сложной динамической системой со множеством взаимосвязанных входных и выходных параметров. Автоматизация котельных осложняется тем, что в паровых агрегатах очень велики скорости протекания технологических процессов. К основным регулируемым величинам относят:

  • расход и давление теплоносителя (воды или пара);
  • разряжение в топке;
  • уровень в питательном резервуаре;
  • в последние годы повышенные экологические требования предъявляются к качеству приготавливаемой топливной смеси и, как следствие, к температуре и составу продуктов дымоудаления.

Автоматизация котельного оборудования

Современный рынок широко представлен как отдельными приборами и устройствами, так и комплектами автоматики отечественного и импортного производства для паровых и водогрейных котлов. К средствам автоматизации относят:

  • оборудование управления розжигом и наличия пламени, запускающее и контролирующее процесс горения топлива в топочной камере котлоагрегата;
  • специализированные сенсоры (тягонапоромеры, датчики температуры, давления, газоанализаторы и т. д.);
  • исполнительные устройства (электромагнитные клапаны, реле, сервоприводы, частотные преобразователи);
  • панели управления котлами и общекотельным оборудованием (пульты, сенсорные мнемосхемы);
  • шкафы коммутации, линии связи и энергообеспечения.

При выборе технических средств управления и контроля наиболее пристальное внимание следует уделить автоматике безопасности, исключающей возникновение нештатных и аварийных ситуаций

Автоматизированная котельная

Автоматизированные котельные должны работать непрерывно без дежурного персонала с плавным изменением подачи газа к горелкам котла, что сигнализируется горением лампочки его на щитке.

Близко расположенные автоматизированные котельные объединяются в кусты по 5 — 20 котельных. Каждый куст обслуживается диспетчерским пунктом, расположенным в одной из котельных данного куста или в обособленном помещении. Сигнальная система автоматики — электрическая. Сигнал о неисправности поступает по проводам на пульт, находящийся в помещении диспетчерского пункта.

Каждая автоматизированная котельная должна быть обеспечена телефонной связью с кустовым диспетчерским пунктом, для чего может быть использован канал, по которому автоматически передается аварийная информация.

В автоматизированных котельных отопительная система пополняется водой вручную. При этом дополнительно контролируется работа котельной. Если систему длительное время не пополнять водой, то автоматика выключает котлы при понижении уровня ниже допустимого.

Пуск автоматизированной котельной необходимо начинать с проверки документации на произведенные работы, в том числе и скрытые, и наладки горения газа с помощью пропорционирующих клапанов воздуха при выключенном главном клапане.

Обслуживание автоматизированных котельных осуществляется дежурным персоналом диспетчерского пункта, являющимся ответственным за все оборудование котельной и экономичность ее работы.

В полностью автоматизированных котельных , работающих без постоянного обслуживающего персонала, сигнал неисправности выносится на диспетчерский пункт.

Практика работы автоматизированных котельных с управлением от центрального диспетчерского пункта показала, что персонал его должен в совершенстве знать системы автоматических устройств котельных, контролируемых этим пунктом, правила останова и розжига автоматизированных котлов.

До ввода автоматизированной котельной в эксплуатацию организация — владелец котельной — должна представить справку о выполнении всех требований к котельным, указанных в гл.

В условиях диспетчерского обслуживания автоматизированных котельных блочный принцип построения схемы автоматики имеет определенные преимущества. В случае выхода из строя какого-либо из блоков он может быть быстро и легко заменен исправным.

Для обеспечения безаварийной работы автоматизированных котельных необходимо их профилактическое обслуживание. Работы по профилактическому обслуживанию проводятся в соответствии с инструкциями и графиками, регламентирующими характер, объем и периодичность выполняемых работ. Инструкции по эксплуатации автоматизированных котельных должны составляться таким образом, чтобы путем правильно организованной профилактики практически исключать возможность аварий.

Основное назначение профилактического осмотра автоматизированной котельной заключается в выявлении и устранении неявных отказов в автоматике безопасности.

На газопроводе, питающем автоматизированную котельную , должен быть установлен фильтр очистки газа от механических загрязнений.

Для регулирования и оптимизации функционирования котловых агрегатов технические средства стали применяться еще на начальных этапах автоматизации промышленности и производства. Сегодняшний уровень развития этого направления позволяет значительно повысить рентабельность и надежность котельного оборудования, обеспечить безопасность и интеллектуализацию труда обслуживающего персонала.

Коммуникационные протоколы

Автоматизация котельных установок на базе микроконтроллеров сводит к минимуму использование в функциональной схеме релейных коммутаций и контрольных электролиний. 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.

Котельная автоматика

Средства автоматики котлов и котельных. Автоматизация котельных

В состав автоматики котлов входит широкий спектр приборов КИПиА и другого оборудования. Среди предлагаемых нами средств котельной автоматики имеются:

  • приборы контроля пламени и управления розжигом. Это приборы котельной автоматики обеспечивающие безопасность работы котлов. Они контролируют наличие пламени в топке котла и отключают подачу топлива при пропадании факела, защищая котел от возможного взрыва. Наиболее популярными устройствами в этой области являются приборы котельной автоматики производства ОАО МЗТА: Ф34, ФДЧ, ФСП 1, ФЭСП 2
  • специализированные датчики измерения таги в топках котлов — тягомеры, напоромеры, тягонапоромеры. Эти приборы входят в состав КИПиА котельная автоматика. Они также используются для защиты котла. Кроме того, с их помощью ведется регулирование подачи топлива в котел для обеспечения обтимального режима его работы.
  • Графические панели управления, которые очень удобно использовать дляпри создании локальных систем автоматизации котельных.
  • контрольные электроды КЭ. Предназначены для работы в качестве чувствительного элемента в схемах защиты котлов и сигнализации комплектов автоматики котлов при погасании газового факела. Находят широкое применение в системах автоматизации котельных.
  • шкафы управления котлами. В этом разделе представлены готовые решения для автоматизации котлов и общекотельного оборудования. Имеются шкафы котловой автоматики для управления котлами типов ДЕ и ДКВР. Предлагаются средства комплексной автоматизации котельных.

Решения по автоматизации котлов и котельных

Примеры реализованных проектов автоматизации котлов и котельных можно посмотреть в разделе Решения на данном сайте.

Программное обеспечение для автоматизации котлов и котельных

Для решения задач автоматизации котлов и котельный наиболее перспективным и проработанным является вертикально интегрированный и объектно ориентированный программный комплекс MasterSCADA. Для связи с контроллерами, не поддерживающими вертикальную интеграцию предлагается широкий набор OPC серверов как производства компании ИнСАТ, так и сторонних производителей, в частроности OPC серверы Kepware — одного из мировых лидеров в этой области.

Услуги по автоматизации котлов и котельных

Компания ИнСАТ может выполнить весь комплекс работ по внедрению систем управления и диспетчеризации любых объектов теплоэнергетиуи и ЖКХ. С перечнем оказываемых услуг можно познакомиться в разделе Услуги.

Принцип работы автоматики для котла отопления

Автоматические системы управления устанавливаются практически на все котельное оборудование. С их помощью удается нивелировать или полностью устранить такие недостатки котлов, как низкая эффективность утилизации топлива, высокие издержки на уход и зависимость от энергоснабжения. Добиться этого можно за счет дополнительных денежных вливаний. Смонтировать и настроить комплект отопительного оборудования можно самостоятельно.

Автоматика для твердотопливных котлов

Автоматика частично принимает управление котлом на себя, обеспечивая подачу топлива, воздуха

Отдельно рассматриваются твердотопливные котлы, оснащенные приспособлениями и механизмами, частично снимающими нагрузку с оператора. Автоматика для твердотопливных котлов, прежде всего, представлена механизмом принудительной подачи топлива в камеру сгорания. Указанная возможность чаще всего реализуется в агрегатах, работающих на пеллетах или гранулах, получаемых из отходов древесины.

Котельное оборудование с автоматической подачей топлива – одно из самых эффективных; его реальный КПД достигает порой 80-85%, что объясняется полным сжиганием заложенных порций горючего. Такой подход гарантирует чистоту и порядок при эксплуатации устройства, так как топливо просто засыпается в бункер, откуда подается в камеру. Контроллер для твердотопливных котлов управляет основными процессами, включая регулировку подачи воздуха в зону сгорания и дозирование гранул, загружаемых в топку.

При наличии пеллет в приемном бункере агрегат продолжает работать, при их отсутствии он отключается посредством автомата. Дополнительно ко всем описанным функциям твердотопливные агрегаты оборудуются приспособлением, позволяющим чистить зольник без вмешательства человека.

Виды и преимущества автоматических устройств для газовых котлов

Автоматический блок управления для газового котла может работать автономно или от сети

Автоматика для газового котла традиционно классифицируется по степени ее зависимости от энергоснабжения. Согласно этому признаку различают:

  • энергозависимые системы, работающие только при наличии электричества;
  • энергонезависимая электроника, не нуждающаяся в подключении к электрической сети.

Во втором варианте обычно используется резервный ИБП. Многие пользователи отдают предпочтение системам, зависимым от источника энергоснабжения, поскольку они обладают большей функциональностью. Второй вариант питания автоматики для отопления актуален для ситуаций, когда в конкретной местности наблюдаются постоянные перебои с электроэнергией, а сам прибор надежно работает от простейшей электроники.

К преимуществам автоматических газовых котлов как управляемых агрегатов относят:

  • возможность поддерживать температуру в контурах отопления на фиксированном уровне без вмешательства человека;
  • способность работать в автоматическом режиме в течение длительного времени (до 48 часов);
  • наличие системы автоматического поджога твердого и газового топлива;
  • ограничение вмешательства оператора в управление напольным или настенным котлом.

Пользователю достаточно задать определенный температурный режим, который постоянно поддерживается в пределах жилого помещения.

Важное преимущество оснащенных автоматикой газовых котлов отопления – независимость в критических условиях эксплуатации. При срочном отключении не надо дожидаться его полного остывания.

Нет необходимости сливать теплоноситель, опасаясь размораживания системы. Автоматика выполнит все эти операции по команде хозяина, не находящегося в пределах дома. Посредством управляемой по телефону электроники можно задавать требуемый режим работы газового котла и при желании оптимизировать его.

Автоматика для котлов отопления позволяет поддерживать комфортную температуру в частном доме и при необходимости менять ее в любую сторону.

Основные характеристики контроллера

Автоматика предотвращает замерзание труб в системе отопления

К характеристическим показателям встроенных в котел электронных контроллеров относят:

  • возможность управления интенсивностью подачи топлива в узел, ответственный за его сгорание;
  • реализацию всех предусмотренных для таких систем защитных функций (от перегрева или замерзания труб, остановки насоса);
  • количество объектов управления и возможность их приоритетного выбора;
  • наличие GPS блока, позволяющего управлять автоматикой котла дистанционно;
  • возможность обновления программного обеспечения с определенной периодичностью.

Современные контроллеры, управляющие работой систем отопления, допускается подключать непосредственно к персональному компьютеру. Указанная возможность также характеризует их с точки зрения расширения функциональности.

Принцип работы автоматики и функциональные возможности

Электронный модуль управляет вентилятором наддува, усиливая горение за счет поступающего кислорода

Перед установкой твердотопливного или газового котла важно понять принцип его действия. Для этого знакомятся с его устройством в части, касающейся автоматического управления. В состав автоматики безопасности котлов работающих на газу, входят два основных узла:

  • Вентилятор, монтируемый в нижней части изделия на дверце отверстия для притока воздуха (так называемого “поддувала”) или на зольнике. Прибор предназначается для нагнетания воздуха к месту сгорания топлива, от объемов которого зависит интенсивность процесса.
  • Контроллер или электронный модуль управления, определяющий скорость вращения вентилятора и другие параметры системы.

Контроллер и вентилятор приобретаются в комплекте либо по отдельности, но работают только во взаимосвязанной паре. Большинство электронных модулей имеет возможность управлять работой циркуляционного насоса и дымоотвода. В некоторых моделях предусмотрена опция их включения по команде с комнатного термостата.

В основу работы автоматики заложен принцип расширения металлических веществ при постепенном повышении температуры. Встроенный в систему чувствительный датчик при нагреве изменяет исходные размеры и механически прикрывает поддувало, снижая интенсивность сгорания топлива и наоборот. Такой регулятор тяги устанавливается при изготовлении оборудования, а после настройки позволяет поддерживать задаваемый пользователем режим.

Понимание сути функционирования агрегата позволяет сформулировать основные задачи управляющей электроники:

  • обеспечение оптимальной температуры в отопительных контурах системы;
  • контроль режимов работы основных узлов обогревающего оборудования;
  • поддержание нужной температуры нагрева ГВС;
  • возможность включения и выключения действующего оборудования по команде с удаленного пульта;
  • снижение расхода твердого топлива или отработки, загружаемых и заливаемых в бункеры и емкости котельных агрегатов.

При оценке эффективности управления работой котла энергозависимый вариант более предпочтителен. С его помощью удается повысить функциональные возможности используемого оборудования и эффективность обогрева.

Популярные производители

Контроллер для котельной польского производителя

К числу популярных моделей управляющих контроллеров для котельного оборудования относится изделие ATOS + WPA 120 от польского производителя KOM-STER. Оно заслуженно считается одним из лучших комплектов автоматики для котлов любого класса. Контроллеры ATOS среди других моделей выделяются расширенным функционалом, большим количеством перестраиваемых параметров и вполне доступной ценой.

Помимо стандартного набора функций в электронном устройстве предусмотрены:

  • защита от замерзания элементов отопительной системы;
  • возможность оповещения об аварийном снижении температуры (перегреве), а также об отсутствии топлива;
  • светодиодная индикация включения циркуляционного насоса и встроенного вентилятора;
  • ручное выставление параметров, определяемых последовательностью циклов работы оборудования.

Согласно отзывам покупателей, эта модель отличается высокой эксплуатационной надежностью. Ее преимущества наглядно проявляются при совместной работе с нагнетательным вентилятором марки М+М WPA 120, проверенной временем польской модели. Комплект рассчитан на работу с отопительным оборудованием мощностью порядка 25-50 кВт.

Еще одна модель контроллера из Польши – КОМФОРТ-ЭКО + NWS-100. Она обладает тем же функционалом, что и предыдущая, но стоимость еще ниже. Ее применение гарантирует полную защищенность эксплуатируемого оборудования за счет следующих возможностей:

  • наличие комнатного термостата и выносных (уличных) датчиков температуры;
  • опция управления циркуляционным насосом (без ГВС);
  • наличие предохранителя по аварийным режимам работы.

Заслуживает внимания контроллер марки KG Elektronik CS-18S, считающийся лучшей моделью на рынке электронных управляющих изделий. Он привлекает пользователей наличием сенсорного экрана, а также возможностью контроля режимов работы всего вспомогательного оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *