Automatizacija kotlovnic: opis, naprava in diagram

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Za regulacijo in optimizacijo delovanja kotlovskih enot so se tehnična sredstva začela uporabljati že v začetnih fazah avtomatizacije industrije in proizvodnje. Trenutna stopnja razvoja na tem področju lahko znatno poveča donosnost in zanesljivost kotlovske opreme, zagotovi varnost in intelektualizacijo dela vzdrževalnega osebja.

Cilji in cilji

Sodobni sistemi avtomatizacije kotlovnic lahko zagotavljajo nemoteno in učinkovito delovanje opreme brez neposrednega posredovanja operaterja. Človeške funkcije so zmanjšane na spletno spremljanje delovanja in parametrov celotnega kompleksa naprav. Avtomatizacija kotlovnic rešuje naslednje naloge:

• Samodejni zagon in zaustavitev kotlov.
• Regulacija moči kotla (kaskadna regulacija) glede na dane primarne nastavitve.
• Nadzor dovodnih črpalk, nadzor nivojevhladilna tekočina v delovnem in potrošniškem krogu.
• Zaustavitev v sili in aktiviranje signalnih naprav, v primeru, da obratovalne vrednosti sistema presežejo postavljene meje.

Objekti avtomatizacije

Kotlovska oprema kot predmet regulacije je kompleksen dinamičen sistem s številnimi medsebojno povezanimi vhodnimi in izhodnimi parametri. Avtomatizacija kotlovnic je zapletena zaradi dejstva, da je hitrost tehnoloških procesov v parnih enotah zelo visoka. Glavne nastavljive vrednosti vključujejo:

• pretok in tlak hladilne tekočine (voda ali para);
• izpust v peč;
• nivo napajalnega rezervoarja;
• V zadnjih letih se postavljajo vse večje okoljske zahteve glede kakovosti pripravljene mešanice goriv in posledično do temperature in sestave produktov izpušnih plinov.

Raven avtomatizacije

Stopnja avtomatizacije se nastavi pri načrtovanju kotlovnice ali pri remontu/zamenjavi opreme. Lahko sega od ročnega krmiljenja glede na indikacije instrumentov do popolnoma avtomatskega krmiljenja glede na vremensko odvisne algoritme. Stopnjo avtomatizacije določajo predvsem namen, zmogljivost in funkcionalne značilnosti delovanja opreme.

Sodobna avtomatizacija kotlovnice pomeni celostni pristop - podsistemi za spremljanje in regulacijo posameznih tehnoloških procesov so združeni v enotno omrežje s funkcionalnonadzor skupine.

Celotna struktura

Avtomizacija kotlovnic je zgrajena po dvostopenjski shemi krmiljenja. Spodnji (terenski) nivo zajema lokalne avtomatizacijske naprave na osnovi programabilnih mikrokrmilnikov, ki izvajajo tehnično zaščito in blokiranje, prilagajanje in spreminjanje parametrov, primarne pretvornike fizičnih veličin. To vključuje tudi opremo, zasnovano za pretvorbo, kodiranje in prenos informacijskih podatkov.

Zgornji nivo je lahko predstavljen kot grafični terminal, vgrajen v krmilno omaro ali kot operaterjeva delovna postaja, ki temelji na osebnem računalniku. Prikazuje vse informacije, ki prihajajo iz nižjestopenjskih mikrokrmilnikov in senzorjev sistema, ter vnaša operativne ukaze, prilagoditve in nastavitve. Poleg dispečiranja procesov se rešujejo naloge optimizacije načinov, diagnosticiranja tehničnega stanja, analize ekonomskih kazalnikov, arhiviranja in shranjevanja podatkov. Po potrebi se informacije prenesejo v splošni sistem upravljanja podjetja (MRP / ERP) ali kraja.

Automatizacija kotlovske opreme

Sodobni trg je široko zastopan tako s posameznimi instrumenti in napravami, kot tudi s kompleti za avtomatizacijo parnih in toplovodnih kotlov domače in tuje izdelave. Orodja za avtomatizacijo vključujejo:

• oprema za vžig in nadzor plamena, zagon innadzor nad procesom zgorevanja goriva v zgorevalni komori kotlovske enote;
• specializirani senzorji (manometri vleka in tlaka, senzorji temperature in tlaka, analizatorji plina itd.);
• pogon (magnetni ventili, releji, servo pogoni, frekvenčni pretvorniki);
• kontrolne plošče za kotle in splošno kotlovsko opremo (plošče, zasloni na dotik);
• stikalne omare, komunikacijski vodi in napajanje.

Pri izbiri tehničnih sredstev nadzora in spremljanja je treba največjo pozornost nameniti varnostni avtomatiki, ki izključuje nastanek izrednih in izrednih situacij.

Podsistemi in funkcije

Vsaka shema avtomatizacije kotlovnice vključuje krmilne, regulacijske in zaščitne podsisteme. Regulacija se izvaja z vzdrževanjem optimalnega načina zgorevanja z nastavitvijo vakuuma v peči, pretoka primarnega zraka in parametrov hladilne tekočine (temperatura, tlak, pretok). Krmilni podsistem odda dejanske podatke o delovanju opreme na vmesnik človek-stroj. Zaščitne naprave zagotavljajo preprečevanje izrednih situacij v primeru kršitve normalnih obratovalnih pogojev, dobave svetlobnega, zvočnega signala ali izklopa kotlovskih agregatov s fiksiranjem vzroka (na grafični prikaz, mnemonični diagram, ščit).

komunikacijski protokoli

Automatizacija kotlovnic na osnovi mikrokrmilnikov minimizira uporabo vdiagram relejnih stikalnih in krmilnih daljnovodov. Za povezavo zgornjega in spodnjega nivoja avtomatiziranega krmilnega sistema, prenos informacij med senzorji in krmilniki, za prevajanje ukazov v aktuatorje se uporablja industrijsko omrežje s posebnim vmesnikom in protokolom za prenos podatkov. Najbolj razširjena standarda sta Modbus in Profibus. Združljivi so z večino opreme, ki se uporablja za avtomatizacijo ogrevalnih objektov. Odlikujejo jih visoke stopnje zanesljivosti prenosa informacij, enostavna in razumljiva načela delovanja.

Varčevanje z energijo in družbeni učinki avtomatizacije

Automatizacija kotlovnic popolnoma odpravlja možnost nesreč z uničenjem kapitalskih zgradb, smrtjo serviserja. ACS je sposoben zagotoviti normalno delovanje opreme 24 ur na dan, kar zmanjšuje vpliv človeškega faktorja.

V luči nenehnega naraščanja cen gorivnih virov energijsko varčni učinek avtomatizacije ni najmanj pomemben. Varčevanje z zemeljskim plinom, ki doseže do 25 % na kurilno sezono, zagotavlja:

• optimalno razmerje "plin/zrak" v mešanici goriva v vseh načinih delovanja kotlovnice, korekcija glede na raven vsebnosti kisika v produktih zgorevanja;
• zmožnost prilagajanja ne samo kotlov, ampak tudi plinskih gorilnikov;
• regulacija ne le temperature in tlaka hladilne tekočine na vstopu in izstopu iz kotla, temveč tudi ob upoštevanju parametrov okolja(vremensko kompenzirana tehnologija).

Poleg tega vam avtomatizacija omogoča implementacijo energetsko učinkovitega algoritma za ogrevanje nestanovanjskih prostorov ali zgradb, ki se ne uporabljajo ob vikendih in praznikih.