Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Газифицированные котельные агрегаты

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Автоматизация котельных, сигнализация, автоматика безопасности, автоматическое регулирование

Технологические процессы, происходящие в котельном агрегате во время его работы, характеризуются рядом взаимосвязанных параметров. Изменение одного из них, например расхода пара, должно отражаться на всех остальных параметрах: давлении пара, количестве подаваемого в топку топлива, количестве подаваемого воздуха и отсасываемых дымовых газах, расходе питательной воды.

Автоматизация котельных предусматривает осуществление автоматического регулирования производственного процесса, автоматический теплотехнический контроль, дистанционное управление и сигнализацию об отклонениях от нормального эксплуатационного режима. Автоматизация котельных установок может быть частичной, при которой осуществляется автоматизация отдельных видов оборудования, или комплексной, при которой эксплуатация котельной установки происходит без постоянного обслуживающего персонала.

Основной задачей автоматизации котельной установки является регулирование:

подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котлов при условии поддержания постоянным давления пара в паровых котлах или температуры воды в водогрейных котлах; тяги;

питания парового котла; температуры перегрева пара.

Автоматическое регулирование подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котла, поддержание давления пара (или температуры воды) в заданных пределах и регулирование тяги (разрежения в топке) называется автоматизацией процесса горения.

В автоматизацию питания котла входят регулирование подачи питательной воды в котел в зависимости от нагрузки и поддержание при этом постоянного уровня воды в барабане котла.

Система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и взаимодействующего с ним автоматического регулятора. Котел является объектом регулирования.

Основными звеньями системы автоматического регулирования, кроме объекта регулирования и автоматического регулятора, являются:

  • - чувствительный элемент, реагирующий на отклонение регулируемого параметра;
  • - задающее устройство — механизм ручной и автоматической настройки заданного значения или программное устройство;
  • - преобразователь — исполнительный орган, преобразующий сигнал чувствительного элемента в электрические импульсы, удобные для усиления;
  • - усилитель — устройство для усиления сигнала за счет дополнительного источника энергии;
  • - исполнительный механизм — устройство, воздействующее на регулируемый объект;
  • - корректирующие устройства, стабилизируют процесс регулирования воздействием на работу регуляторов.

Система автоматического регулирования в некоторых случаях может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы. В некоторых случаях эта система может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы.

По принципу действия системы автоматического регулирования теплопроизводительности котельных делятся на комбинированные и с регулированием по возмущению.

Регулирование по возмущению выполняет функции управления. Температура горячей воды на выходе из котла регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха, изменение которой является возмущающим воздействием. Поступающее на вход регулятора возмущение изменяет регулирующее воздействие (расход топлива) так, что оно компенсирует влияние изменения температуры наружного воздуха на температуру помещения. Комбинированные системы автоматического регулирования состоят из сочетающихся систем регулирования и управления. Постоянное значение регулируемого параметра поддерживается воздействием по возмущению. В системе с воздействием по возмущению регулятор работает с опережением, т.е. начинает действовать сразу вслед за возмущающим воздействием до момента изменения регулируемой величины. Последняя контролируется, а изменение сигнала подается на вход регулятора. Кроме того, вводится задающее воздействие, зависящее от возмущения.

Существуют системы с регулированием по отклонению, то есть воздействие на объект регулирования зависит от изменения регулируемого параметра.

По виду регулирования системы автоматического регулирования делят на системы непрерывного действия (пропорциональные) и многопозиционные. В системах непрерывного регулирования при изменении возмущающего воздействия положение регулирующего органа изменяется плавно. В системах многопозиционных регулирующий орган всегда занимает одно из крайних положений.

Системы автоматического регулирования бывают прямого (непосредственного) и непрямого действия. В системах прямого действия используется энергия регулируемой среды. В системах непрямого действия — энергия постороннего источника (электрическая, пневматическая, гидравлическая).

Функциональная схема регулирования процесса горения в паровых котельных установках приведена на рис. 10.17. Регулятор давления пара получает импульс от давления в барабане котла и воздействует на количество подаваемого в топку газа. В регуляторе давления предусмотрена обратная связь.

Регулятор воздуха получает импульс на регулирование по расходу воздуха и дополнительные импульсы по расходу газа и от регулятора давления.

Дымососная установка, создающая разрежение, может регулироваться в зависимости от величины разрежения в топке или же с дополнительным импульсом от регулятора давления пара.

Питание паровых котлов регулируется следующим образом. При установившемся режиме парового котла весовые расходы

пара и питательной воды равны между собой и уровень воды в барабане котла остается неизменным.

Функциональная схема автоматизации паровой котельной

Рис. 10.17. Функциональная схема автоматизации паровой котельной

л

СП

сс

СП

о

сс

аз

X

I-

аз

а

о

О

При изменении нагрузки котла происходит нарушение равновесия. Появляется необходимость регулирования питания котла. Наиболее простым типом регулятора, применяемого в этом случае, является одноимпульсный регулятор питания бара-

Нагрузка бЭННЫХ КОТЛОВ (ИМПУЛЬС ОТ урОВНЯ ВОДЫ В

Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане котла

Рис. 10.18. Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане котла

котле.)

Одноимпульсные регуляторы могут применяться для питания паровых котлов, имеющих большой водяной объем, и при нагрузках, не имеющих резких колебаний.

Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане парово-

_ го котла приведена на рис. 10.18. Импульс на

регулирование от уровня воды в барабане кот-водапитания ла воспринимается регулятором уровня, кото-

рыи воздействует на расход питательной воды.

Для крупных котлов с относительно малым водяным объемом одноимпульсный регулятор не может обеспечить качественного регулирования при резких изменениях нагрузки, так как в этом случае будут наблюдаться довольно значительные отклонения уровня от заданного значения.

В этом случае может быть применен двухимпульсный регулятор, у которого регулирующий орган находится под воздействием как отклонения уровня, так и изменения расхода пара.

На рис. 10.19 дана схема двухимпульсного регулятора, в котором импульсы от уровнемера / и расходомера 2 через управляющий орган 3 (в котором импульсы суммируются) оказывают воздействие на регулирующий орган.

Функциональная схема двухимпульсного регулятора

Рис. 10.19. Функциональная схема двухимпульсного регулятора

питания парового котла

Кроме регулирования процесса горения и питания котла, в котельных должна быть предусмотрена автоматика безопасности. Для ведения нормальной эксплуатации должны быть предусмотрены также дистанционное управление, теплотехнический контроль и сигнализация.

Автоматика безопасности. При нарушении нормальной работы котла вследствие неисправности, которая может вызвать аварию, а также в случае аварии котел должен быть немедленно остановлен.

Автоматика безопасности котла должна обеспечить сигнализацию и защиту (отсечку топлива) в следующих случаях:

  • - изменения давления газа выше и ниже допустимого;
  • - снижения давления мазута ниже допустимого;
  • - уменьшения разрежения в топке ниже допустимого;
  • - погасания факела в топке;
  • - снижения давления воздуха на входе в горелку ниже допустимого;
  • - превышения давления в барабане выше допустимого;
  • - снижения уровня воды в верхнем барабане ниже допустимого;
  • - снижения расхода воды через водогрейный котел ниже допустимого;
  • - снижения давления воды в тракте водогрейного котла ниже допустимого;
  • - повышения температуры воды на выходе из водогрейного котла до значения на 20 °С ниже температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе.

Повторный пуск осуществляется после устранения неисправности.

На рис. 10.20 показана принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов марки «СТАВАН» и «ЗИОСАБ» небольшой теплопроизводительности, работающих под наддувом.

/За

Принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов небольшой теплопроизводительности, работающих иод наддувом

Рис. 10.20. Принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов небольшой теплопроизводительности, работающих иод наддувом

В данной схеме термостат безопасности 13а предназначен для защиты котла от повреждений, связанных с перегревом котловой воды на 8—10 °С выше максимальной рабочей. При срабатывании термостата безопасности происходит размыкание цепи электропитания, отключение горелки и загорается красная сигнальная лампочка на панели управления горелки 12.

Рабочий (регулировочный) термостат 136 предназначен для задания требуемой температуры воды на выходе из котла. При достижении установленной температуры разогрева воды рабочий термостат отключает горелку (цепь электропитания горелки размыкается). После остывания теплоносителя на 7—10 °С от заданного значения электрическая цепь замыкается и происходит автоматическое включение горелки.

Датчик тяги 14 устанавливается на котле в месте, где он не будет подвергнут воздействию высокой температуры. Датчик 14 подключается в электрическую цепь фоторезисторного или ионизационного электрода контроля пламени. При срабатывании датчика разрежения идет импульс на разрыв электрической цепи фоторезистора или ионизационного электрода, и повторный пуск горелки осуществляется только после устранения причины, вызвавшей срабатывание датчика, и следующего за этим нажатия на кнопку панели управления горелкой 12.

При запуске горелки на газообразном топливе автоматика работает следующим образом.

При включении питания устройством управления 12 запускается двигатель 7 привода вентилятора 6 горелки и сигнализатор (реле) необходимого давления воздуха 8 и сигнализатор (реле) необходимого давления газа. В случае отсутствия необходимого давления воздуха и газа дальнейшая работа программного механизма останавливается и на панели управления 12 загораются соответствующие сигнальные лампочки.

В противном случае после предварительной продувки около 30 с при помощи трансформатора зажигания 9 зажигается электрическая дуга между электродом 10 и винтом заземления. Магнитные клапаны 4, установленные на подающем газопроводе, открываются. Поступающий из сопла 5 газ воспламеняется. Время горения электрической дуги составляет примерно 3 с. Если в течение этого времени электрод контроля пламени 11 обнаружил пламя, программное реле панели управления 12 выключает дугу и факел горелки продолжает гореть.

Если электрод контроля пламени не обнаружил пламени в течении 3 с, или факел погас по той или иной причине, то горелка останавливается, и загорается соответствующая сигнальная лампочка на панели управления.

Дистанционное управление. Одной из основных технических задач при автоматизации котельных установок является управление на расстоянии электродвигателями, приводящими в движение насосы, вентиляторы, дымососы и прочие машины, или рабочими органами (запорными и регулирующими задвижками, вентилями, шиберами и т.д.). Пуск электродвигателей дымососов, вентиляторов и других агрегатов должен осуществляться дистанционно со щита котельной или котлоагрегата.

Система дистанционного управления состоит из силовой (главной) цепи, цепи управления и сигнальной цепи.

Силовая система с электрическим приводом состоит из электропривода, проводов силовой линии и рабочих контактов управляющей аппаратуры, замыкающих или размыкающих силовую цепь.

Цепь управления состоит из аппаратуры управления (контакторы, реле и т.д.), проводов линии управления и кнопок, замыкающих или разрывающих цепь управления.

Сигнальная цепь состоит из сигнальных контактов, проводов линии связи и сигнальных устройств. Система сигнализации бывает контрольной и аварийной.

Контрольная сигнализация служит для передачи указаний о состоянии нормальной работы и о характере операций в контролируемом пункте (работает или выключен тот или иной агрегат).

Аварийная сигнализация дает сигнал в случае нарушения нормального эксплуатационного режима или аварии.

Сигналы контрольной сигнализации обычно осуществляются световыми эффектами (лампочки, светодиоды).

Для аварийной сигнализации обычно применяют звуковой сигнал (сирена, звонок) совместно с сопутствующим ему световым сигналом.

Теплотехнический контроль. Котельный агрегат оснащается контрольно-измерительными приборами, необходимыми для его экономичной и безаварийной работы. Из показывающих приборов устанавливают те, которые необходимы для наблюдения за технологическими параметрами, определяющими возможность рационального ведения производственного процесса при эксплуатации и при пусковом режиме котельных агрегатов. Регистрирующие и суммирующие (интегрирующие) приборы выбирают исходя из необходимости обеспечить возможность анализа работы котельной установки и для осуществления хозяйственного учета. Оперативные приборы размещают на щите котельного агрегата, а регистрирующие и интегрирующие — на отдельном неоперативном щите.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>